腐蚀与防护 第二章 影响腐蚀的结构因素课件.ppt

《腐蚀与防护 第二章 影响腐蚀的结构因素课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章影响腐蚀的结构因素主要内容掌握：1.常见的局部腐蚀形式2.各种局部腐蚀产生的条件3.各种局部腐蚀的机理及防护措施学会：分析腐蚀事例，并提出防护措施1力学因素几何因素异种金属偶接焊接因素减轻局部腐蚀的途径局部腐蚀2力学因素主要表现在不同性质的力与腐蚀介质共同作用产生的腐蚀。一、应力腐蚀—SCC1.几个实例2.应力腐蚀的概念及产生的条件定义：在固定拉应力和特定介质的共同作用下所引起的破裂。第一节力学因素3应力腐蚀产生的条件(特定材料+)固定拉应力+特定腐蚀性介质拉应力的来源1）载荷2）制造加工和装配过程—焊接应力显著3）腐蚀产物的膨胀—楔入作用

2、介质条件：介质性质、浓度、温度对一种合金材料，并非在所有环境中都会发生SCC;在一种环境中，并非所有合金材料都会发生SCC。常见的发生应力腐蚀的条件组合见下表2-1453.应力腐蚀的破裂速度和裂纹形貌分两种情况：金属在无裂纹、无蚀坑或缺陷的情况下，SCC分为三个阶段：1）腐蚀引起裂纹或蚀坑—潜伏期90%2）裂纹承受极限载荷—扩展期3）破裂期存在初始微裂纹或蚀坑SCC过程只有裂纹扩展和破裂两阶段。10%6SCC裂纹形态晶间裂纹混合裂纹穿晶裂纹7黄铜锥套的应力腐蚀断口呈脆性断裂颗粒状特征SO2、Cl、NH3的湿环境沿晶断裂岩石特征扫描电镜图84.影响

3、应力腐蚀的因素内因包括金属的组成、组织结构;外因包括介质的种类、浓度和温度等。1）应力在外加应力小时，曲线与时间轴近于平行。说明应力对破裂时间影响不大；在外加应力大时，材料破裂时间缩短。K值表示破裂时所需的最小应力值。时间外加应力不破裂破裂K92）金属及合金纯金属虽有应力腐蚀的现象，但以二元和多元合金的敏感性较高。3）介质介质对腐蚀的影响相当复杂。SCC要求介质具有一定的浓度；金属在破裂前都有一个最小温度—破裂临界温度。高于此值时材料才破裂。105.应力腐蚀机理影响SCC的因素多（物理、化学、力学、热力学、制造等）而复杂，目前未有统一理论解释SC

4、C机理。但化学—力学因素得到普遍的认可。从电化学角度看，合金中存在一条阳极溶解的“活性途径”。即晶粒边界、塑性变形引起的滑移带、金属间化合物、沉淀相或表面膜的局部破裂---我们称之为活性阳极。11当有较大应力集中时，腐蚀沿这些途径优先进行，形成小的裂纹或蚀坑。这些小裂纹或蚀坑就是小阳极，它与大阴极的金属表面构成腐蚀电池。如Cl-等活性阴离子进入形成闭塞电池的裂纹或蚀坑内部，使电解质液水解而酸化，促使裂纹尖端的阳极快速溶解。在拉应力的作用下，裂纹不断扩展直至破裂。12裂纹内的过程：裂纹内的闭塞电池，因为尺寸小，使其内部溶液不易与外部发生对流交换。因

5、而溶液将浓缩。同时，金属腐蚀产生的金属离子在裂纹中的浓度增高，为保持电中性，裂纹内部的金属离子与外部的活性阴离子相向扩散迁移，尤其是Cl-，将使溶液酸化，这样裂纹尖端的腐蚀速度相当大。由上述过程看出，裂纹尖端微区具有动力阳极的特征，这就是为什么微观裂纹一旦形成就加快扩展的原因。136.应力腐蚀的防护1）最有效方法是控制应力水平在设计时应降低设备的工作应力水平。2）尽量减少局部应力集中结构设计时，应尽可能降低最大有效应力。14153）用热处理方法消除残余应力或改善合金组织结构4）其他办法：合理选材、添加缓蚀剂、采用阴极保护等。16应力腐蚀实例实例1

6、：北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（0Cr18Ni9）管更换。使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。17实例2：某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。经鉴定为应力腐蚀破裂。18实例3：CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L（00Cr19Ni10）型不锈钢制造。投产一年多相继发生泄漏。经检查，裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。19换热器中造成

7、氯化物浓缩的原因：缝隙管与管板连接形成的缝隙区。由于闭塞条件使物质迁移困难，容易形成盐垢，造成氯离子浓度增高。汽化高温端冷却水强烈汽化，在缝隙区形成水垢使氯化物浓缩。对立式换热器尤为严重。20解决办法改进管与管板的联接结构，消除缝隙。立式换热器的结构改进，提高壳程水位，使管束完全被水浸没。管板采用不锈钢—碳钢复合板，以碳钢为牺牲阳极21实例4：一高压釜用18-8不锈钢制造，釜外用碳钢夹套通水冷却。冷却水为优质自来水，含氯化物量很低。高压釜进行间歇操作，每次使用后，将夹套中的水排放掉。仅操作了几次，高压釜体外表面上形成大量裂纹。22二、腐蚀疲劳1.

8、腐蚀疲劳的概念金属材料在循环应力或脉动应力和腐蚀介质的联合作用下，所引起的腐蚀。（注意与疲劳断裂的区别）产生的条件：变应力+腐蚀性介质特