奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生原因分析-

1、奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生原因分析查麗文(常熟制藥機械廠有限公司,江蘇常熟2155001奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生原因應(yīng)力腐蝕是指合金在腐蝕和一定方向的拉應(yīng)力同時作用下產(chǎn)生的破裂。應(yīng)力腐蝕破裂造成的金屬損壞不是力學(xué)破壞腐蝕與腐蝕損壞兩項單獨作用的簡單疊加,因為在腐蝕介質(zhì)中,在遠低于材料屈服極限的應(yīng)力下會引起破裂,在應(yīng)力的作用下,腐蝕性極弱的介質(zhì)就可能引起腐蝕破裂。它常常是在從全面腐蝕方面看來是耐蝕的情況下發(fā)生的,沒有形變預(yù)兆的突然斷裂,容易造成嚴(yán)重事故。但應(yīng)力腐蝕破裂也具有一些特征:必須存在拉應(yīng)力(如焊接、冷加工等產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,如果存在壓應(yīng)力則可抑制這種腐蝕;只發(fā)生在一定的體系。應(yīng)力腐蝕的機理很

2、復(fù)雜,按照左景伊教授提出的理論,破裂的發(fā)生和發(fā)展可區(qū)分為三個階段:金屬表面生成鈍化膜或保護膜;膜局部破裂,產(chǎn)生蝕孔或裂縫源;裂縫內(nèi)發(fā)生加速腐蝕,在拉應(yīng)力作用下,以垂直方向深入金屬內(nèi)部。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕必須滿足上述三個階段的生成環(huán)境,對于奧氏體不銹鋼產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕,主要是由于環(huán)境中有Cl和氧,因為奧氏體不銹鋼在含氧環(huán)境中容易鈍化,Cl又是破鈍劑,在應(yīng)力的作用下,膜的局部缺陷處很容易破裂,裂縫內(nèi)形成閉塞區(qū),pH值下降,Cl從外部遷入增濃,pH值下降到1.3以下,腐蝕加速和孔蝕相同。裂縫尖端產(chǎn)生了氫,引起局部脆化,在拉應(yīng)力作用下發(fā)生脆性破裂,然后裂尖又進入酸性溶液,裂縫在腐蝕和脆裂的反復(fù)作用下迅速發(fā)展。

3、2奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕實例以某廠生產(chǎn)的熱交換器為例,如圖1所示:在熱交換器的入口附近,從管子的冷卻水測管壁,亦即從管子的內(nèi)壁表面上開始產(chǎn)生了圓周方向的破裂,沿晶間析出碳化物。材質(zhì):SUS304奧氏體不銹鋼換熱管:!25×2mm管內(nèi)介質(zhì):4060工業(yè)用水管外介質(zhì):有機載熱體,200-300使用期:4個月由冷卻水引起的應(yīng)力腐蝕,幾乎都是在傳熱面上產(chǎn)生的。由冷卻水沉淀出來的附著物,不僅在傳熱面上形成絕熱層,而且妨礙離子等的擴散,以致造成促進腐蝕的條件。因為附著物的絕熱效應(yīng),而使得其在下面的管壁溫度接近過程殼體的溫度。隨著物層的形成,對于傳熱面的應(yīng)力腐蝕是應(yīng)特別重視的因素。根據(jù)熱交換的實際使

4、用結(jié)果,繪成了過程流體溫度及冷卻水含Cl濃度與產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂損壞的關(guān)系曲線如圖2所示。根據(jù)圖2可以預(yù)測熱交換器可產(chǎn)應(yīng)力腐蝕的臨界值時,可采用清洗的方法去垢,從而把設(shè)備表面的Cl去掉,進而延長使用壽命。圖2中的(A曲線系由西野所統(tǒng)計的熱交換器冷卻水Cl含量與被冷卻的工作溫度之間的關(guān)系曲線,而(B曲線,則系該設(shè)備表面腐蝕產(chǎn)生物,水垢中的Cl 含量。圖1作者簡介:查麗文(1959-,女,工程師,從事化工機械、制藥機械設(shè)計技術(shù)工作。Technology&Products技術(shù)產(chǎn)品版72005.4& 2005.43防護措施在實際裝置中往往很難或者不可能預(yù)測應(yīng)力腐蝕破裂的發(fā)生,因此預(yù)防奧氏

5、體不銹鋼應(yīng)力腐蝕的破裂尤為重要。根據(jù)上述應(yīng)力腐蝕破裂特征,除了可以根據(jù)各種合金/環(huán)境應(yīng)力腐蝕體系,具體改變其影響因素來控制應(yīng)力腐蝕以外,共同的主要防止措施是:(1冷卻水含Cl 濃度,在熱交換器之類設(shè)備的傳熱面上由于冷卻水而引起的應(yīng)力腐蝕破裂,如圖2曲線所示,冷卻水中含Cl 濃度以及被冷卻側(cè)的溫度都有很大影響,被冷卻側(cè)的溫度高時,必須特別小心;(2消除一切應(yīng)力,或施以壓應(yīng)力。用得最多和最有效的辦法是消除應(yīng)力。設(shè)備機加工或焊接后最好是進行消除應(yīng)力退火,或者進行噴丸處理等操作,造成表面壓應(yīng)力;(3改進設(shè)計結(jié)構(gòu),避免應(yīng)力集中于局部,設(shè)計中選用的載荷應(yīng)低于產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的臨界值;(4改變介質(zhì)的腐蝕性,使其

6、完全不腐蝕(包括使其進入穩(wěn)定鈍態(tài)或者使其轉(zhuǎn)為全面腐蝕,均可防止應(yīng)力腐蝕破裂。前者可使用緩沖劑;后者對于可經(jīng)常更換的零部件改變介質(zhì)成分,造成全面腐蝕;(5選用耐應(yīng)力腐蝕破裂的金屬材料,就是使其不構(gòu)成能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的材料/組合;(6采用陽極保護。圖2(曲線右上方為應(yīng)力腐蝕區(qū)!"!"!"!"杭州新安江電子管廠有限公司簡介杭州新安江電子管廠有限公司(原新安江電子管廠是機械電子部專業(yè)生產(chǎn)金屬陶瓷發(fā)射管,高低壓真空開關(guān)管,真空電器的定點廠。建廠已三十六周年,工廠占地面積56800平方來,擁有水、電、氣全套動力系統(tǒng)和原料投入到產(chǎn)品出廠的完整檢測設(shè)備,各類科技人員占在職職工的29%,技術(shù)力量雄厚。低壓真空接觸器符合IEC 標(biāo)準(zhǔn),獲國家機械委技術(shù)進步一等獎;并獲3C 認(rèn)證證書;CKJ5-250、CKJ11-125真空接觸器獲機電部優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品證書,第二屆北京國際博覽會銀獎;ZKTJ250/1.14,ZKTJ250/1.14真空開關(guān)管獲機電部優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品證書,ZMF-10/630-20真空滅弧獲1999年度國家級新產(chǎn)品。主要生產(chǎn):低壓系列真空開關(guān)管、真空接觸器、高壓系列真空開關(guān)管、真空接觸器。產(chǎn)品用于電力、石油、化工、冶金、煤炭等工業(yè)部門。法人代表:吳木森電話:0571-*傳真:0571-*地址:浙江省建德市梅城龍山路108號郵編