循环冷却水阀门及内件材料的选择.pdf

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1、腐蚀与防护石P油化工设备技术，2012，33(1)·50·etro—ChemicalEquipmentTechnology循环冷却水阀门及内件材料的选择白端(中国石化工程建设公司，北京100101)摘要：根据不锈钢氯化物应力腐蚀开裂的机理，结合影响应力腐蚀开裂的因素，分析了不锈钢在循环冷却水操作条件下出现应力腐蚀开裂的可能性以及阀门结构对腐蚀的影响。基于分析的结果以及工程设计经验，推荐了适于循环冷却水阀门内件的材料、优选的阀门类型。关键词：循环冷却水应力腐蚀开裂不锈钢阀门内件循环冷却水作为设备换热冷却的主要介质被确定经济合理的、符合循环冷却水操作工况的广泛地用于工业装置。循环冷却水经

2、过冷却后通阀门内件的选择，并推荐有利于减少腐蚀的阀门过金属管道输送到各个用水点，温度升高后的冷形式。却水再通过金属管道送回到冷却塔冷却并循环使1不锈钢应力腐蚀开裂的机理及影响因素用。循环冷却水通常取自于工业装置附近的水1．1不锈钢应力腐蚀开裂的机理源，经过过滤自然水中的颗粒，填加防腐剂(例如不锈钢应力腐蚀开裂是不锈钢在特定的腐蚀一些含磷的盐类)、除垢剂、杀菌剂(例如一些次氯环境中、在拉应力的共同作用下导致金属开裂的酸盐的氧化性盐类)等简单处理后用于工业装置一种局部腐蚀现象。对于不锈钢来说，含有氯化中。由于循环冷却水在初期处理过程中添加了氯物的介质是造成应力腐蚀开裂的腐蚀环境之一。化物

3、药剂，致使冷却水中存在少量的氯离子。然应力腐蚀开裂多发生于含钝化膜的合金材料。其而，对于沿海的工业装置，在海水倒灌的季节，循腐蚀的机理是：在含有氯化物介质和应力的共同环冷却水中的氯离子含量会有明显提高。氯化物作用下，引起不锈钢钝化膜的局部破坏，使裸露的含量的增加会对金属管道，以及管道上的阀门内金属基体与其余表面钝化膜构成小阳极与大阴极件造成不同形式和程度的腐蚀。的腐蚀电池，并在裸露的金属基体表面产生阳极循环冷却水的管道一般采用碳钢。氯化物对溶解。随着金属基体钝化膜的自动修复和在拉应碳钢管道产生均匀腐蚀，因此通过增加管道的腐力作用下的再次破坏、再次阳极溶解，使裂纹不断蚀裕量就可以保证碳

4、钢管道在设计寿命期内的安向金属基体内部发展，最终导致穿透金属基体的全使用。然而，对于管道的阀门，由于其阀杆甚至开裂。阀板(小尺寸阀门)是由马氏体不锈钢或奥氏体不1．2不锈钢应力腐蚀开裂的影响因素锈钢制成，因此在有氯化物存在的特定环境下，易不锈钢应力腐蚀开裂是由多方面因素共同造造成奥氏体和马氏体不锈钢阀门内件的点蚀、缝成的。其影响因素有：氯化物的浓度、温度、应力隙腐蚀和应力腐蚀开裂。其中，尤以应力腐蚀开水平、氧的含量以及含有氯化物介质的pH值。裂造成的危害性最大。为了避免阀门内件因应力(1)氯化物的浓度导致不锈钢应力腐蚀开腐蚀开裂而造成的损坏，可以选择含镍量比较高裂的氯化物浓度没有一个

5、固定的数值。它受到温的镍基合金。但是，由于循环冷却水管道的尺寸度和含氧量的制约。其中任何一个参数的改变，比较大，大量地使用价格比较昂贵的镍基合金势必造成项目投资的增加。为此，需要从安全和经收稿日期：2011一O9一O7。济的角度出发，从不锈钢应力腐蚀开裂的机理人作者简介：白端，1982年毕业于北京化工学院化工机械系，手，分析在循环冷却水操作工况下影响应力腐蚀现从事配管材料设计工作，高级工程师。开裂的因素和出现应力腐蚀开裂的可能性，从而Email：baid．sei@sinopec．com第33卷第1期白端．循环冷却水阀门及内件材料的选择都会导致产生应力腐蚀开裂所需的氯化物的临界有一定的

6、影响。经验表明，当pH值小于1．5时，值发生变化。当其他条件均相同时，较高的氯化均匀腐蚀发生。当pH值在1．5和6之间时，易物浓度更易造成不锈钢的应力腐蚀开裂。出现应力腐蚀开裂。而当pH值在中性附近时，(2)温度温度是导致不锈钢应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂的趋势减小。极为重要的因素。图1为从奥氏体不锈钢出现应力腐蚀开裂的氯化物含量与温度的关系曲线图，从图1中可见，温度升高，产生应力腐蚀开裂的临宝×界氯化物含量下降。尤其在温度会使金属表面的、^g水分蒸发，出现干、湿交替的情况下，由于温度造婆成金属表面的水分蒸发，使干燥部分的氯化物富缝集，即使介质中氯化物的初始含量很低，也会造成局部的氯化物

7、含量超过产生应力腐蚀开裂的临氯化物((：1)浓度／×lO界值。图2氯化物和氧气对奥氏体不锈钢304出现应力腐蚀开裂的相互关系2应力腐蚀开裂可能性分析赠从上述应力腐蚀开裂的影响因素来看，在具世备应力腐蚀的条件下，每一个影响因素都会对应力腐蚀的发生和腐蚀程度产生影响。然而，从汇集多年工程经验的诸多资料Il可以证明温度是判断是否发生应力腐蚀开裂的决定性因素。经验氯化物浓度，×104表明，在温度小于等于5O℃的近似中性水中，无图1奥氏体不锈钢出现应力腐蚀开裂的氯化