不锈钢常见腐蚀机理

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1、#$$#年第%期·!"·化工设备中奥氏体不锈钢的应力腐蚀和防护胡方8中石化上海金山工程公司9上海#$$0)$:摘要本文针对石化生产过程中的介质特点9介绍了奥氏体不锈钢易发生应力腐蚀开裂的几种常见的介质工况9进而探讨了腐蚀发生的条件、机理和特征，最后提出了工程上可相应采取的防护措施。关键词化工生产奥氏体不锈钢应力腐蚀影响因素防护措施在石油化工生产过程中，应用着大量与各种酸、!奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂机理碱、盐等腐蚀性介质接触的化工机械与设备，特别是（6）应力腐蚀产生的条件处于高温、高压、高流速工况下，这些设备的腐蚀问应力腐蚀破裂是由拉应力与腐蚀因素共同作用题尤为突出。其

2、中不锈钢由于具有优良的耐蚀性和的结果而产生的。一般情况下，构成应力腐蚀断裂应良好的热塑性、冷变形能力及可焊性而成为化工行具备三个条件：一是要有足够大的拉伸应力（应超过业中重要的耐腐蚀材料，许多化工装置（如&’(），其某一极限值）；二是要有特定的腐蚀环境（包括腐蚀不锈钢使用量已占到)$*之多。但不锈钢的耐腐蚀介质的成分、浓度和温度等）；三是金属材料要具有性能是有针对性的，如它在空气、水、中性溶液和各特定的合金成分和组织（包括晶粒大小、晶粒取向、种氧化性介质中是稳定的，而在其它的一些介质条形态、相结构、各类缺陷等）。件下则可能发生腐蚀破坏，不锈钢发生的腐蚀破坏应力除了由载荷

3、产生的工作应力外，更多的是多是局部腐蚀破坏，最常见的有晶间腐蚀、孔蚀和应来自制造过程产生的残余应力，如冷加工、焊接、热力腐蚀。加工、热处理以及装配过程中引起的残余应力。各种不锈钢的晶间腐蚀是不锈钢晶粒边界在特定的现场事故表明，由后者引发的应力腐蚀破坏占1$*腐蚀介质中受到腐蚀、使晶粒之间丧失活动的一种左右。因此可以认为，生产实践中有相当数量的应力局部破坏。一般+,-./奥氏体不锈钢经过)0$!腐蚀破裂是由加工、安装不当引起的。10$2温度区间且停留足够时间时，易发生晶间腐产生应力腐蚀的另一重要条件是环境介质，能蚀。不锈钢在含有卤素离子的盐溶液中，尤其是含引起+,-./奥

4、氏体不锈钢产生应力腐蚀的常见介质-的中性溶液中容易发生孔蚀，形成蚀坑或蚀孔。+3有：各种氯化物或含氯化物的溶液（包括盐水、海水、不锈钢的应力腐蚀破裂是在静拉伸应力与特定的腐河水、井水、高温高压水、水蒸气和海洋性大气等）、蚀环境共同作用下而发生的一种破坏。-氢氧化物、硝酸和硝酸盐、氢氟酸、氟硅酸和含7的晶间腐蚀、孔蚀和应力腐蚀破裂都属在没有发水溶液、硫化氢水溶液、连多硫酸、硫酸和亚硫酸生预兆的的情况下突然导致金属构件的破坏类型，等。在化工设备中发生应力腐蚀事例最多的主要有所以它们都会对化工生产造成极大的危害。日本金氯化物水溶液引起的开裂、硫化物（包括湿硫化氢、属工业公司研

5、究部曾对所处理过的不锈钢损坏事故连多硫酸）引起的开裂、碱裂等。进行过统计，按湿腐蚀和干腐蚀对损坏事故进行分（#）应力腐蚀的机理类，其中湿腐蚀在不锈钢制品损坏事故中占45*，而就应力腐蚀的机理来说，目前尚处于研讨阶在湿腐蚀损坏中，应力腐蚀破裂事故最多，占%1*。段。对于各种不锈钢-环境体系，目前就有许多应力因此不锈钢应力腐蚀发生的原因、发生的过程更应腐蚀理论，其中，主要的解释学说有电化学阳极溶解引起我们的关注。环境介质不同，引起奥氏体不锈钢理论、氢脆理论、钝化膜破理论、吸附理论等等，这些应力腐蚀破坏的条件、机理等是不同的。·!"·化工设备与管道第#$卷理论带有不同的侧重点

6、，只能解释特定环境介质下通过对大量奥氏体不锈钢在氯化物介质中产生的应力腐蚀开裂。但对于应力腐蚀发生的机理，业内应力腐蚀开裂的事例及用沸腾的氯化镁溶液对不锈人士普遍认为：在较大的应力作用下，金属材料的原钢氯化物开裂性能进行的评定试验的研究，发现氯子处于不稳定的高能状态，在特定的腐蚀介质作用化物引起不锈钢应力腐蚀开裂与下列因素有关：下，原子容易失去电子而使材料遭受腐蚀，进而发生,）浓度!氯离子（*+脆裂，即产生微裂纹；由于微裂纹的应力集中效应，,浓度愈低，愈不易发生应力腐蚀破裂；但它*+使材料的脆裂得以快速扩大，最终导致材料断裂。同时还受温度及其它条件的影响，当温度较高时，

7、有（#）应力腐蚀断裂的过程时微量的*+,也可能引起应力腐蚀破裂。应力腐蚀破裂的过程可分为三个阶段：第一阶"应力段为腐蚀引起裂纹或蚀坑的阶段，也即是导致应力应力愈大越易引起应力腐蚀破裂，减小外加应集中的裂纹源生核孕育阶段，常称之为潜伏期或诱力将增加材料的断裂时间。大量实例证明，引起应力导期；接着为裂纹扩展阶段，即由裂纹源或蚀坑发展腐蚀破裂的应力主要是残余应力，而残余应力主要到单位面积所能承受最大载荷的所谓极限应力值时来源于冷加工以及焊接时引起的内应力。残余应力的阶段；最后是失稳纯力学的裂纹扩展阶段，即破裂越大，不锈钢越容易发生应力腐蚀破裂。