企業(yè)中的腐蝕案例課件

腐蝕案例腐蝕疲勞實例磨損腐蝕實例孔蝕及縫隙腐蝕實例電偶腐蝕實例細(xì)菌腐蝕實例應(yīng)力腐蝕實例:

實例1：北方一條公路下蒸氣冷凝回流管原用碳鋼制造，由于冷凝液的腐蝕發(fā)生破壞，便用304型不銹鋼（0Cr18Ni9）管更換。使用不到兩年出現(xiàn)泄漏，檢查管道外表面發(fā)生穿晶型應(yīng)力腐蝕破裂。答：在北方冬季公路上撒鹽作防凍劑，鹽滲入土壤使公路兩側(cè)的土壤中氯化鈉的含量大大提高，而選材者卻不了解沒有對土壤腐蝕做過分析。就決定更換不銹鋼管。將奧氏體不銹鋼用在這種含有很多氯化鈉的潮濕土壤中，不銹鋼肯定表現(xiàn)不佳，也需還不如碳鋼呢。防護(hù)措施：實例2：某化工廠生產(chǎn)氯化鉀的車間，一臺SS-800型三足式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓突然發(fā)生斷裂，轉(zhuǎn)鼓材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti。經(jīng)鑒定為應(yīng)力腐蝕破裂。（P224）答：在氯化鉀生產(chǎn)中選用1cr18Ni9Ti這種奧氏體不銹鋼轉(zhuǎn)鼓是不當(dāng)?shù)?。氯化鉀溶液是通過離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓過濾的。氯化鉀濃度為28°Bé，氯離子含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂所需的臨界氯離子的濃度，溶液pH值在中性范圍內(nèi)。加之設(shè)備間斷運(yùn)行，溶液與空氣的氧氣能充分接觸，這就是奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂提供特定的氯化物的環(huán)境。保護(hù)措施：停用期間使之完全浸與水中，與空氣隔離；定期沖洗去掉表面氯化物等，盡量減輕發(fā)生應(yīng)力破裂的環(huán)境條件，以延長使用壽命，不過，發(fā)生這種轉(zhuǎn)鼓斷裂飛出的惡性事故可能有一定的偶然性，但這種普通的奧氏體不銹鋼用于這種高濃度氯化物環(huán)境，即使不發(fā)生這種惡性事故，其壽命也不長，因為除應(yīng)力腐蝕還有，孔蝕，縫隙腐蝕等。實例5：一高壓釜用18-8不銹鋼制造，釜外用碳鋼夾套通水冷卻。冷卻水為優(yōu)質(zhì)自來水，含氯化物量很低。高壓釜進(jìn)行間歇操作，每次使用后，將夾套中的水排放掉。僅操作了幾次，高壓釜體外表面上形成大量裂紋。（ P228）答：在這個事例中，干濕交替變化造成氯化物濃縮。操作時高壓釜外表面被冷卻水浸沒，停運(yùn)時夾套中水杯放掉，釜表面只留下一層小水滴。小水滴變干，氯化物就濃縮了。所以盡管冷卻水中氯化物含量很低，但高壓釜表面中氯化物含量卻很高。防護(hù)措施：磨損腐蝕實例：

實例1：一條碳鋼管道輸送98%濃硫酸，原來的流速為0.6m/s，輸送時間需1小時。為了縮短輸送時間，安裝了一臺大馬力的泵，流速增加到1.52m/s，輸送時間只需要15分鐘。但管道在不到一周時間內(nèi)就破壞了。答：對于接觸流體的設(shè)備來說，流速是一個重要的環(huán)境因素，但流速對金屬材料腐蝕速度的影響是復(fù)雜。當(dāng)金屬的耐腐蝕性是依靠表面膜的保護(hù)作用時，如果流速超過了某一個臨界值的時候，由于表面膜被破壞就會使腐蝕速度迅速增大。這種局部腐蝕稱為磨損腐蝕，它是介質(zhì)的腐蝕和流體的沖刷的聯(lián)合作用造成的破壞。流體沖刷使表面膜破壞，露出新鮮金屬表面在介質(zhì)腐蝕作用下發(fā)生溶解，形成蝕坑。蝕坑形成識液流更急急亂，湍流又將新生的表面膜破壞，這樣子使設(shè)備更快穿孔。在選擇流速時面臨兩個方面的因素。一方面，流速較低則管道直徑就要較大，（對一定的流量）,設(shè)備費(fèi)用增加。另一方面，流速較高，管道腐蝕速度增大，使用壽命縮短，甚至可能造成更大的事故。這樣需要考慮金屬材料的臨界流速，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。同時，在設(shè)計管道系統(tǒng)的工作中，應(yīng)盡量避免流動方向突然變化，流動截面積突然變化，減小對流動的阻礙，以避免形成湍流和渦旋。孔蝕及縫隙腐蝕實例

實例1：某發(fā)電廠的冷凝器，用海軍黃銅制造時由于進(jìn)口端流速超過1.52m/s（臨界流速），很快發(fā)生磨損腐蝕破壞。后來改用蒙乃爾合金制造冷凝器。其臨界流速為2.1~2.4m/s，操作人員仍然按海軍黃銅的臨界流速控制，結(jié)果使蒙乃爾合金發(fā)生孔蝕。（P170）答：這個腐蝕事例說明，流速并非在任何情況下都是愈小愈好，對于表面生成保護(hù)膜的鈍態(tài)金屬材料來說，流速過低容易造成液體停滯，固體物質(zhì)沉積，從而導(dǎo)致發(fā)生孔蝕和縫隙腐蝕。防護(hù)措施：將流速控制在合適的范圍。實例2：某輕油制氫裝置再生塔底重沸器為U型管換熱器。管程走低變氣167℃，殼程走本菲爾溶液117℃，其中加有V2O5作為緩蝕劑。換熱管為1Cr18Ni9Ti不銹鋼，管板為16Mn鋼。使用兩年后，發(fā)現(xiàn)管子與管板連接處的縫隙內(nèi)發(fā)生腐蝕。分析：V2O5是一種鈍化劑，能使16Mn鈍化，表面生成保護(hù)膜。但使用鈍化劑的基本要求是：鈍化劑的濃度必須超過臨界致鈍濃度。答：設(shè)備結(jié)構(gòu)上的縫隙往往受到嚴(yán)重的腐蝕。在狹縫內(nèi)發(fā)生的縫隙腐蝕。在狹縫內(nèi)發(fā)生的縫隙腐蝕，具有發(fā)展速度快，破壞集中等特點(diǎn)，對設(shè)備危害極大。本事例中，16Mn鋼管板和1Cr18Ni9Ti不銹鋼管子外表面都處于本菲爾溶液中。本菲爾溶液主要成分為K2CO3和KHCO3，為高溫堿性溶液，其中加有V2O5作為緩蝕劑。V5+是一種鈍化劑，能促使16Mn鋼鈍化，表面生成保護(hù)膜，以維持很低的腐蝕速度。使用鈍化劑的基本要求是：鈍化劑的濃度必須超過臨界致鈍濃度。因為鈍化劑屬于氧化劑，通過促進(jìn)陰極反應(yīng)使金屬表面迅速生成鈍化膜而轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)。如果濃度偏低，陰極反應(yīng)增加程度不足，不僅不能使金屬鈍化，反而會促使金屬的腐蝕，或者造成局部腐蝕。管板與管子之間的縫隙區(qū)就正是這種情況。由于閉塞的幾何條件，V5+離子的消耗難以得到補(bǔ)充，使縫隙內(nèi)部V5+離子達(dá)不到臨界致鈍濃度，導(dǎo)致16Mn鋼管板發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。對于不銹鋼管子，腐蝕機(jī)理則有所不同。因為不銹鋼不需要V5+離子來維持其鈍態(tài)。隨著縫隙內(nèi)金屬腐蝕速度增大，金屬離子濃度增高而難以遷移到縫外。金屬離子發(fā)生水解反應(yīng)，生成固體氫氧化物和氫離子，這不僅使閉塞條件加劇，而且使縫內(nèi)氯離子濃度升高，致使縫內(nèi)溶液酸化，pH值下降，加上氯離子遷入，使縫隙內(nèi)氯離子濃度升高，致使腐蝕條件強(qiáng)化。金屬腐蝕速度增大，使金屬離子濃度進(jìn)一步升高，水解反應(yīng)使pH值進(jìn)一步降低，形成一個具有自催化特征的腐蝕過程。最終導(dǎo)致不銹鋼鈍態(tài)被破壞，腐蝕速度大大增加。防護(hù)措施：管子與管板聯(lián)接部位縫隙采用背部深孔密封焊。電偶腐蝕實例

實例1：某啤酒廠的大啤酒罐，用碳鋼制造，表面涂覆防腐涂料，用了20年。為了解決罐底涂料層容易損壞的問題，新造貯罐采用了不銹鋼板作罐底，筒體仍用碳鋼。認(rèn)為不銹鋼完全耐蝕就沒有涂覆涂料。幾個月后，碳鋼罐壁靠近不銹鋼的一條窄帶內(nèi)發(fā)生大量蝕孔泄漏。答：碳鋼罐壁和不銹鋼罐底組成了電偶腐蝕電池，碳鋼作為陽極，可能發(fā)生加速腐蝕破壞。這里的失誤是：碳鋼罐壁表面涂覆了涂料，而不銹鋼罐底表面沒有涂覆涂料。如果當(dāng)初在不銹鋼罐底也涂漆的話，碳鋼罐壁是不會發(fā)生這么迅速的腐蝕破壞的。涂料層由于薄，很難避免空隙?？障吨新懵冻龅奶间撟兂蔀樾⌒〉年枠O區(qū)；而罐底不銹鋼作為很大陰極，根據(jù)陽極對陽極的面積比估計，空隙內(nèi)碳鋼的腐蝕率可達(dá)到25mm/a，難怪在幾個月之內(nèi)將碳鋼罐壁出了很多小孔。防護(hù)措施：碳鋼和不銹鋼全部涂覆或全部用碳鋼—不銹鋼復(fù)合板實例2：某電廠的凝汽器的管束材質(zhì)為黃銅，管板為碳鋼。原來使用河水作冷卻水，后來因為缺水，便摻入1/3~2/3的海水。結(jié)果凝汽器腐蝕很嚴(yán)重，特別是脹接處。答：黃銅管束與碳鋼管板組成了電偶對，碳鋼作為陽極而黃銅作為陰極。由于黃銅管束面積比碳鋼管板大的多，這又是一個小陽極大陰極的組合，因而管板可能遭到電偶腐蝕。本事例要說明的因素是電解質(zhì)的導(dǎo)電性。在使用河水作為冷卻水時電偶腐蝕問題并不明顯，沒有引起注意；而在河水中摻入海水后電偶腐蝕的問題突出了。這是因為河水的電阻率大，導(dǎo)電性不好，而海水的導(dǎo)電性很好。腐蝕電池的電流回路包括溶液的歐姆電阻，歐姆電阻大則電池工作阻力大，腐蝕電流小。海水電阻率小，腐蝕電池電流回路的歐姆電阻小，因而陽極碳鋼管板的電偶腐蝕大大加劇。不過，在腐蝕微電池的情況，介質(zhì)導(dǎo)電性的影響并不是很大，因為微陽極和微陰極尺寸小，電流回路短，歐姆電阻在總阻力中所占比例小。而電偶腐蝕電池屬于宏觀腐蝕電池，電流回路長，歐姆電阻的作用也就增大了。實例3：一管道系統(tǒng)需要用低碳鋼和銅管組合。為避免發(fā)生電偶腐蝕，在碳鋼管和銅管間加入了一個陶瓷接頭。但安裝時用金屬托架將管道固定在金屬板制造的壁上。一年后鋼管因腐蝕發(fā)生大量泄漏。答：本事例中碳鋼和銅偶接組成的電偶腐蝕電池中，碳鋼是陽極，而銅作為陰極。不過，兩種金屬部件在電解質(zhì)溶液中構(gòu)成腐蝕電池，還必須要“點(diǎn)接觸”，即必須構(gòu)成電流能流通的閉合回路。在金屬部分，陽極金屬氧化反應(yīng)產(chǎn)生的電子能順利流到陰極金屬，為去極化劑還原反應(yīng)所消耗。在溶液部分，離子能順利遷移。因此，對于電偶腐蝕來說，一種有效的防護(hù)方法就是在兩種金屬之間插入絕緣材料，使它們不能形成電通路即可。實例4：海邊一座混凝土石油裝運(yùn)碼頭，混凝土臺面支撐在鋼管上。鋼管表面涂漆并加陰極保護(hù)。電源負(fù)極連在鋼筋上。陽極是鍍鉑鈦懸掛在海水中。在石油裝卸過程中，碼頭受到周期性機(jī)械應(yīng)力，引起混凝土某些物理破壞。使用12年后發(fā)現(xiàn)，平臺的混凝土臺面出現(xiàn)嚴(yán)重脹裂，鋼筋暴露出來。上表面很嚴(yán)重，下表面完好。檢查混凝土增強(qiáng)覆層完好。碳酸化深度低于覆層深度，即混凝土質(zhì)量良好。

造成破壞的原因是陰極保護(hù)系統(tǒng)導(dǎo)線連接不正確。陰極保護(hù)系統(tǒng)返回電源的導(dǎo)線不是接到鋼管上，而是接到混凝土鋼筋上。答：在陰極保護(hù)實施中電連接十分重要，被保護(hù)設(shè)備和電影負(fù)極用導(dǎo)線連通，被保護(hù)設(shè)備和電極負(fù)極用導(dǎo)線連通，導(dǎo)線直徑要和保護(hù)電流相匹配，以減小線路電壓降；導(dǎo)線與設(shè)備要連接牢固，電接觸良好，不存在大的電阻，特別要防止在使用過程中短線，使保護(hù)失效。施工時將導(dǎo)線接到混凝土鋼筋上而不是支撐鋼管上，可能是圖方便。因為鋼筋與平臺支撐鋼管是導(dǎo)通的，所以開始不會出現(xiàn)問題。但隨著碼頭的運(yùn)行，混凝土平臺發(fā)生某些物理破壞。鋼筋之間的電連接減弱甚至中斷。某些鋼筋脫離了陰極保護(hù)系統(tǒng)，電流不能通過電路排出，就會發(fā)生雜散電流腐蝕。腐蝕產(chǎn)物體積一般大于被腐蝕金屬，腐蝕產(chǎn)物膨脹產(chǎn)生很大應(yīng)力。腐蝕嚴(yán)重時，混凝土覆層被脹裂。防護(hù)措施：對混凝土中的鋼筋也可以采用陰極保護(hù)，為了保證電路通暢，避免某些鋼筋因脫離而受到雜散電流腐蝕，鋼筋綁扎后還需焊接。實例4：船舶上的電焊作業(yè)，焊機(jī)放置在碼頭上，電焊機(jī)一條電纜接焊槍，另一條電纜接在鋼碼頭上。作業(yè)一段時間后，發(fā)現(xiàn)船體局部受到嚴(yán)重的腐蝕。（P240）答：有電流從船體流出，通過水流入碼頭再回到焊機(jī)，致使電流流出船體的部位發(fā)生雜散電流腐蝕防護(hù)措施：電焊機(jī)的一條電纜接焊槍，另一條電纜必須從焊機(jī)直接在碼頭上，或?qū)⒋a頭作為電路的一部分。