a7工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施化工安全工程概論

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施1/40第一節(jié)工業(yè)腐蝕及其危害一、工業(yè)腐蝕概述腐蝕是指材料在周?chē)橘|(zhì)作用下產(chǎn)生的破壞。腐蝕的原因是多方面的，可以是化學(xué)的、物理的、生物的、機(jī)械的等等。工業(yè)腐蝕主要是由于原材料中含有的以及過(guò)程中生成的腐蝕性成分造成的。大氣中的雜質(zhì)、水中的微量氯和溶解氧也會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用。腐蝕的形式是多種多樣的。按照腐蝕的環(huán)境或起因，有大氣腐蝕、土壤腐蝕、海洋腐蝕、生物腐蝕、水腐蝕、非水溶液腐蝕等。按照腐蝕的結(jié)果或表現(xiàn)形式，有點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕裂紋、腐蝕疲勞、磨損腐蝕等等。腐蝕無(wú)處不在，種類(lèi)繁多。為了制定防腐對(duì)策，需要對(duì)裝置選材、裝置設(shè)計(jì)、原材料及冷卻水中的雜質(zhì)以及運(yùn)轉(zhuǎn)條件等進(jìn)行詳盡研究，加大力度、綜合治理，從而防止或減緩腐蝕性破壞。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施2/40二、腐蝕機(jī)理1，化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕是指周?chē)橘|(zhì)對(duì)金屬發(fā)生化學(xué)作用而造成的破壞。工業(yè)中常見(jiàn)的化學(xué)腐蝕有金屬氧化、高溫硫化、滲碳、脫碳、氫腐蝕等。金屬氧化：金屬在干燥或高溫氣體中可與氧反應(yīng)造成腐蝕。氧化過(guò)程可表示為2Me+O2≒2MeO式中Me表示金屬。高溫硫化：是指含硫介質(zhì)如硫蒸氣、二氧化硫、硫化氫等，在高溫下與金屬作用生成硫化物的腐蝕過(guò)程。特別是在有水蒸氣存在的條件下，二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，硫化氫則成為氫硫酸，高溫硫化腐蝕狀況會(huì)加重。2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施3/40滲碳是指一氧化碳、烴類(lèi)等含碳物質(zhì)在高溫下與鋼接觸分解成游離碳，并滲入鋼內(nèi)形成碳化物的過(guò)程。脫碳是指鋼中滲碳體在高溫下與氣體介質(zhì)如水蒸氣、氫、氧等，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起滲碳體脫碳的過(guò)程。滲碳和脫碳均能使鋼表面硬度和疲勞極限下降。氫腐蝕：氫介質(zhì)與金屬中的碳反應(yīng)使金屬脫碳的過(guò)程。2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施4/402．電化學(xué)腐蝕金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于不同組分或組成的金屬材料之間形成原電池，其陰、陽(yáng)兩極之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)使某一組分或組成的金屬材料溶解，造成材料失效。這一過(guò)程稱(chēng)為電化學(xué)腐蝕。兩種不同金屬在溶液中直接接觸，因其電極電位不同而構(gòu)成腐蝕電池，使電極電位較負(fù)的金屬發(fā)生溶解腐蝕，則稱(chēng)之為電偶腐蝕，或接觸腐蝕。工程上不乏不同金屬材料間的接觸，電偶腐蝕這類(lèi)電化學(xué)腐蝕屢屢發(fā)生。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施5/40三、腐蝕的危害與損失

伴隨世界工業(yè)化進(jìn)程的是環(huán)境污染的加重和人類(lèi)生存條件的惡化。污染環(huán)境的物質(zhì)大多是腐蝕性物質(zhì)，所以腐蝕現(xiàn)象無(wú)時(shí)不在，隨處可見(jiàn)。腐蝕所造成的損失是巨大的。在設(shè)備損傷事故中，腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失占很大比例。1964～1973年間，

日本金屬工業(yè)公司處理設(shè)備損傷事故1009起，有985起與腐蝕有關(guān)，占97．62％。美、英、前蘇聯(lián)、前西德等國(guó)1969～1970年間的調(diào)查資料表明，由于腐蝕造成的直接損失，占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總收入的2．0％～4．2％。美國(guó)每年汽車(chē)事故損失300億美元，火災(zāi)損失110億美元，洪水損失4．3億美元，風(fēng)災(zāi)損失17億美元，地震損失4億美元，而腐蝕造成的損失達(dá)700億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出上述其余各項(xiàng)的總和。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施6/40在化學(xué)工業(yè)中，所用原材料及生產(chǎn)過(guò)程中的中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、產(chǎn)品等大部分具有腐蝕性。腐蝕性介質(zhì)對(duì)建筑物、廠房、設(shè)備基礎(chǔ)、各種構(gòu)架、道路、地溝等，都會(huì)造成腐蝕性破壞。致使建筑物臨危、廠房倒塌、設(shè)備基礎(chǔ)下陷、構(gòu)架毀壞、管道變形開(kāi)裂，造成重大事故。在化工生產(chǎn)中，大量酸、堿等腐蝕性介質(zhì)，嚴(yán)重地腐蝕著機(jī)械、設(shè)備，管路、閥門(mén)、墊片、填料等，致使設(shè)備壁厚變薄、強(qiáng)度下降，設(shè)備、管路、閥門(mén)泄漏，內(nèi)容物向外泄放或散逸，引起中毒、火災(zāi)、爆炸等事故發(fā)生。電氣、儀表等設(shè)施，會(huì)因腐蝕而引起絕緣破壞、接觸不良，致使電氣、儀表失靈，引發(fā)各類(lèi)事故。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施7/40第二節(jié)工業(yè)腐蝕的典型類(lèi)型一、全面腐蝕全面腐蝕是指金屬結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面或大面積的程度相同的腐蝕，也稱(chēng)作均勻腐蝕。在全面腐蝕中，金屬以一定的速度被腐蝕介質(zhì)所溶解，金屬結(jié)構(gòu)逐漸變薄。而局部腐蝕是指金屬結(jié)構(gòu)特定區(qū)域或部位上的腐蝕。全面腐蝕的速度，以金屬結(jié)構(gòu)單位時(shí)間內(nèi)，單位面積的質(zhì)量損失表示，如mg·dm—2．d－1，g·m—2．h－1；也可用金屬每年腐蝕的深度，即金屬構(gòu)件每年變薄的程度來(lái)表示，如mm·a－1。2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施8/40金屬材料的耐腐蝕性，依其腐蝕速度分為四個(gè)等級(jí)，列于下表。2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施9/40二、縫隙腐蝕縫隙腐蝕是在電解質(zhì)溶液中，金屬與金屬、金屬與非金屬之間的狹縫內(nèi)發(fā)生的腐蝕。在管道連接處，襯板、墊片處，設(shè)備污泥沉積處，海生物附著處，以及設(shè)備外部塵埃、腐蝕產(chǎn)物附著處，金屬涂層破損處，均易產(chǎn)生縫隙腐蝕。一般為電化學(xué)腐蝕。縫隙可以使溶液侵入，也可使其流動(dòng)受阻?？p寬在0.10～0.12mm間最易腐蝕，一般腐蝕的縫隙寬度約為0.025～3.125mm。縫內(nèi)外面積比越大，則提供陰極反應(yīng)的場(chǎng)所越多，從而加速了縫內(nèi)的陽(yáng)極反應(yīng)，使腐蝕加快。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施10/40三、孔腐蝕孔腐蝕是金屬表面?zhèn)€別小點(diǎn)上深度較大的腐蝕，簡(jiǎn)稱(chēng)孔蝕，也稱(chēng)作小點(diǎn)腐蝕。金屬表面由于露頭、錯(cuò)位、介質(zhì)不均勻等缺陷，使其表面膜的完整性遭到破壞，成為點(diǎn)蝕源。點(diǎn)蝕源在某段時(shí)間內(nèi)呈活性狀態(tài)，電極電位較負(fù)，與表面其他部位構(gòu)成局部腐蝕微電池。在大陰極、小陽(yáng)極的條件下，點(diǎn)蝕源的金屬迅速被溶解形成孔洞。氯化物、溴化物、次氯酸鹽等溶液，及含氯離子天然水的存在，最易產(chǎn)生孔蝕。氯化亞銅、氯化亞鐵或鹵素離子與氧化劑同時(shí)存在，則能加劇孔蝕。當(dāng)介質(zhì)中OH—、NO3—、SO42—、ClO4—等陰離子與溶液中的Cl—比值達(dá)一定值時(shí)，對(duì)孔蝕有抑制作用，否則其作用相反。增加溶液流速，能消除金屬表面滯流狀態(tài)，有降低孔蝕作用的傾向。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施11/40四、氫損傷1．氫腐蝕在高溫高壓下，氫引起鋼組織結(jié)構(gòu)變化，使其機(jī)械性能惡化，稱(chēng)為氫腐蝕。氫腐蝕是指H2在高溫高壓下在鋼表面分解為H。H經(jīng)化學(xué)吸附透過(guò)金屬表面固溶體，向鋼內(nèi)部擴(kuò)散。H在夾雜物與金屬交界處形成H2，或與碳化合生成甲烷(CH4)。H2和CH4不能重溶或擴(kuò)散，封閉聚集形成高壓造成應(yīng)力集中，引起微裂紋生成?；瘜W(xué)工業(yè)用鋼常見(jiàn)的氫腐蝕有以下特征：軟鋼或鋼表面可見(jiàn)鼓泡，微觀組織沿晶界可見(jiàn)許多微裂紋。被腐蝕的鋼強(qiáng)度、塑性下降，容易脆斷。氫腐蝕與氫脆不同，不能用脫氫的方法使鋼材恢復(fù)其機(jī)械性能。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施12/402．氫脆氫脆是指氫擴(kuò)散到金屬內(nèi)部，使金屬材料發(fā)生脆化的現(xiàn)象。一般認(rèn)為氫溶于鋼后殘留在位錯(cuò)處，當(dāng)氫達(dá)飽和狀態(tài)后，對(duì)位錯(cuò)起釘孔的作用，使滑移難以進(jìn)行，從而使鋼呈現(xiàn)出脆性。氫脆具有可逆性，未脆斷前在100～150℃間適當(dāng)熱處理，保溫24h可消除脆性。氫脆不同于應(yīng)力腐蝕，無(wú)須腐蝕環(huán)境，而且在常溫下更容易發(fā)生氫脆。合金鋼碳化物組織狀況對(duì)氫脆有直接影響，氫脆開(kāi)裂容易程度順序?yàn)椋厚R氏體>500℃回火馬氏體>粗層狀珠光體>細(xì)層狀珠光體>球狀珠光體。合金鋼強(qiáng)度級(jí)別越高，其氫脆敏感性越大。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施13/40第三節(jié)應(yīng)力腐蝕裂紋一、應(yīng)力腐蝕概述金屬或合金在應(yīng)力，特別是拉伸應(yīng)力的作用下，又處在特定的腐蝕環(huán)境中，材料雖然在外觀上沒(méi)有多大變化，如未產(chǎn)生全面腐蝕或明顯變形，但卻產(chǎn)生了裂紋。這種現(xiàn)象稱(chēng)作應(yīng)力腐蝕裂紋。因此，在全面腐蝕較嚴(yán)重的情形下，不易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。應(yīng)力腐蝕外觀無(wú)變化，裂紋發(fā)展迅速且預(yù)測(cè)困難，因而更具危險(xiǎn)性。應(yīng)力腐蝕裂紋是應(yīng)力和腐蝕環(huán)境相結(jié)合造成的。所以，只要消除應(yīng)力和腐蝕環(huán)境兩者中的任何一個(gè)因素，便可以防止裂紋的產(chǎn)生。實(shí)際上既無(wú)法完全消除裝置在制造時(shí)的殘余應(yīng)力，又無(wú)法使裝置完全擺脫腐蝕性環(huán)境。采用上述方法防止應(yīng)力腐蝕幾乎是不可能的。因此，一般是通過(guò)改變材料的方法解決這個(gè)問(wèn)題。此外，焊縫部位由于熱應(yīng)變作用會(huì)產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力，而加熱冷卻的熱循環(huán)過(guò)程，也會(huì)使材質(zhì)發(fā)生變化。所以對(duì)于焊縫部分要比對(duì)于焊接本體更加注意，認(rèn)真查看是否發(fā)生了應(yīng)力腐蝕裂紋。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施14/40金屬材料并不是在所有的腐蝕環(huán)境中都能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。不同金屬材料的應(yīng)力腐蝕都需要特定的腐蝕環(huán)境。隨著各種金屬材料應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，腐蝕環(huán)境的種類(lèi)也出現(xiàn)增多的趨勢(shì)?；瘜W(xué)工業(yè)中的應(yīng)力腐蝕，是由于原材料中所含的雜質(zhì)或在各工序中經(jīng)過(guò)分解、合成等過(guò)程生成的腐蝕性成分造成的。能造成應(yīng)力腐蝕的原材料中的雜質(zhì)有硫、硫化物、氯化鈉和氯化錳等無(wú)機(jī)鹽、脂環(huán)酸、氮化合物等。另外，為了防止腐蝕所加入的堿，再生重整等過(guò)程中使用的催化劑，也是能引起應(yīng)力腐蝕裂紋的物質(zhì)。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施15/40二、應(yīng)力腐蝕的機(jī)理與特征應(yīng)力腐蝕機(jī)理比較成熟的有機(jī)械化學(xué)效應(yīng)、閉塞電池理論、表面膜理論、氫脆理論四種學(xué)說(shuō)。下面簡(jiǎn)單介紹這四種理論。機(jī)械化學(xué)效應(yīng)理論認(rèn)為，金屬材料在應(yīng)力作用下在應(yīng)力集中處迅速變形屈服成為腐蝕電池陽(yáng)極區(qū)，與金屬表面腐蝕電池的陰極區(qū)構(gòu)成小陽(yáng)極大陰極的腐蝕電池。使金屬沿特定的狹窄區(qū)域迅速溶解開(kāi)裂。閉塞電池理論認(rèn)為，某些幾何因素使金屬裂紋引發(fā)點(diǎn)處電解液流動(dòng)不暢形成閉塞電池。該處為陽(yáng)極，其他處為陰極，閉塞區(qū)內(nèi)的金屬溶解。之后的自催化作用使金屬溶解加速，發(fā)展成裂紋。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施16/40表面膜理論認(rèn)為，金屬表面膜在應(yīng)力作用下受到破壞露出新表面，新表面因與有保護(hù)膜部分存在電位差異而構(gòu)成腐蝕電池陽(yáng)極，發(fā)生溶解形成裂紋源。應(yīng)力集中，使裂紋進(jìn)一步發(fā)展。氫脆理論認(rèn)為，在應(yīng)力作用下，金屬腐蝕生成的氫被金屬吸收，產(chǎn)生氫應(yīng)變鐵素體或高活化氫化物，使金屬材料脆化而出現(xiàn)裂紋，并沿氫脆部位向前擴(kuò)展，導(dǎo)致破裂。應(yīng)力腐蝕與全面腐蝕、縫隙腐蝕、孔蝕不同，有自己的顯著特征。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的金屬材料主要是合金，純金屬較少。引起應(yīng)力腐蝕裂紋的主要是拉應(yīng)力，壓應(yīng)力雖能引起應(yīng)力腐蝕，但并不明顯。應(yīng)力腐蝕裂紋呈枯枝狀、鋸齒狀，其走向垂直于應(yīng)力方向。應(yīng)力腐蝕裂紋，根據(jù)金屬材料所處的腐蝕環(huán)境，可以是晶間型、穿晶型或混合型。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施17/40三、應(yīng)力腐蝕的影響因素1．不銹鋼應(yīng)力腐蝕(1)氯化物工藝介質(zhì)中的氯化物和冷卻水中的氯離子是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的重要原因。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，氯化物的濃度越高，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的時(shí)間越短。即使氯離子含量只有十萬(wàn)分之一，也會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生裂紋。腐蝕溫度對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋的影響很大。隨著溫度的上升，裂紋的敏感性顯著增加，產(chǎn)生裂紋的時(shí)間大大縮短，裂紋成長(zhǎng)的速度明顯增大。在100～350℃的食鹽水中進(jìn)行的應(yīng)力腐蝕裂紋實(shí)驗(yàn)顯示，如果溫度在300℃以上，不易產(chǎn)生裂紋，這是因?yàn)榇罅康狞c(diǎn)腐蝕迅速導(dǎo)致全面腐蝕，因而觀察不到腐蝕裂紋。水中的溶氧對(duì)氯化物形成的應(yīng)力腐蝕裂紋起促進(jìn)作用。只要水中有溶氧，氯離子的含量只有百萬(wàn)分之一就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施18/40(2)堿從使用燒堿的純堿工業(yè)的腐蝕實(shí)例和事故調(diào)查中知道，由堿液引起的應(yīng)力腐蝕裂紋較少。實(shí)際上，因?yàn)閴A與氯離子同時(shí)存在，很難斷定哪一個(gè)是應(yīng)力腐蝕的主要影響因素。但是，在高溫鍋爐一類(lèi)的容器中，即使沒(méi)有氯離子存在也會(huì)產(chǎn)生裂紋。如果有氧和氧化劑的存在，則會(huì)加速裂紋的生成。由堿引起的應(yīng)力腐蝕裂紋，過(guò)去說(shuō)是鍋爐水質(zhì)問(wèn)題，其實(shí)都可以歸結(jié)為氫氧化鈉的原因。在石油煉制中，氯化物分解生成氯化氫，為了抑制氯化氫的腐蝕作用，采用添加氫氧化鈉的方法。但是由于加入過(guò)量的氫氧化鈉，又產(chǎn)生了應(yīng)力腐蝕裂紋的問(wèn)題。在制氫裝置中，采用鉀系催化劑，可形成氫氧化鉀，也會(huì)造成應(yīng)力腐蝕裂紋。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施19/40(3)硫化物加氫脫硫裝置發(fā)生的應(yīng)力腐蝕為晶間型裂紋，這是因硫化物，更確切地說(shuō)是因連多硫酸所致。不銹鋼中夾雜的鐵的硫化物，可與空氣中的水分和氧反應(yīng)生成連多硫酸或亞硫酸，導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。在實(shí)驗(yàn)室中，敏化的不銹鋼，即使是亞硫酸或低pH值的硫化氫溶液，也能使其產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。由硫化物引起的應(yīng)力腐蝕裂紋與材質(zhì)有密切關(guān)系。不銹鋼經(jīng)過(guò)敏化處理，會(huì)析出碳化鉻，使結(jié)晶晶間鉻含量減少，材質(zhì)的耐腐蝕性降低，易產(chǎn)生晶間裂紋。硫化物與氯化物共存的環(huán)境下，對(duì)各種不銹鋼裝置的檢驗(yàn)表明，在80℃以上，裂紋發(fā)生率急劇增加，即使是耐應(yīng)力腐蝕的不銹鋼也變得無(wú)效。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施20/402．碳鋼、低合金鋼應(yīng)力腐蝕(1)硫化氫對(duì)石油工業(yè)中高強(qiáng)鋼制球形儲(chǔ)罐的調(diào)查結(jié)果查明，液化石油氣中所含的硫化氫在有水分存在的條件下，會(huì)引起應(yīng)力腐蝕裂紋。(2)堿對(duì)于鉚接結(jié)構(gòu)裝置，往往在應(yīng)力集中的鉚釘孔處發(fā)生裂紋，鉚釘孔處的氫氧化鈉濃度一般在30％以上。對(duì)于碳鋼，堿液濃度在10％～75％之間容易發(fā)生裂紋，但即使?jié)舛仍?％左右也會(huì)發(fā)生裂紋。對(duì)于低合金鋼，在其焊接區(qū)容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋，材質(zhì)不同，裂紋的敏感性也不盡相同。堿引起的應(yīng)力腐蝕裂紋在330℃以上的高溫時(shí)，隨著溫度的上升，裂紋生長(zhǎng)速度加快；但當(dāng)溫度降低至30℃以下時(shí)，裂紋不再生長(zhǎng)。堿引起的應(yīng)力腐蝕裂紋需要有非常高的應(yīng)力，所以在殘余應(yīng)力較高的焊縫部位容易產(chǎn)生裂紋。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施21/40(3)CO-CO2混合氣在濕性CO-CO2混合氣的環(huán)境中，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。如煤氣裝置(含CH4、H2、CO2、CO及微量殘余O2)混合氣中CO、CO2單獨(dú)存在時(shí)不會(huì)產(chǎn)生裂紋，僅在共存時(shí)才產(chǎn)生裂紋?；旌蠚庵蠧O的分壓越高，產(chǎn)生裂紋的極限應(yīng)力就越低，裂紋生長(zhǎng)的速度也越快。碳鋼必須在高應(yīng)力條件下才會(huì)發(fā)生CO-CO2的應(yīng)力腐蝕裂紋。在濕性CO-CO2的條件下，即使是高鉻鋼也會(huì)產(chǎn)生裂紋。如果使混合氣體保持干性，即在其露點(diǎn)以上，就可以防止裂紋。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施22/40(4)硝酸鹽在有硝酸鹽存在的碳鋼建筑物或裝置中，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。在硝酸鹽中，硝酸銨最容易產(chǎn)生裂紋，而且隨著硝酸銨的濃度增大，裂紋的敏感性增強(qiáng)。腐蝕溫度越高，越容易產(chǎn)生裂紋。碳鋼僅在屈服點(diǎn)附近高壓力下，才會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋，而在焊接區(qū)一類(lèi)的微觀組織中，存在著容易產(chǎn)生裂紋的部分。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施23/40(5)液氨對(duì)于儲(chǔ)存液氨的高強(qiáng)鋼球形儲(chǔ)罐，每次開(kāi)罐檢查時(shí)，都發(fā)現(xiàn)大量的裂紋。美國(guó)一個(gè)裝置試驗(yàn)委員會(huì)報(bào)告，大約有3％的儲(chǔ)罐平均三年內(nèi)就會(huì)發(fā)生裂紋。這些裂紋主要發(fā)生在冷加工的封頭或筒體的焊接部分附近。而且，越是高強(qiáng)材料，冷加工或焊接條件越是惡劣，越容易發(fā)生裂紋。由于液氨的應(yīng)力腐蝕裂紋很難在實(shí)驗(yàn)室模擬再現(xiàn)，而且發(fā)生裂紋的時(shí)間很長(zhǎng)，在這方面的研究成果報(bào)道不多。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施24/40第四節(jié)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)一、電參數(shù)監(jiān)測(cè)法材料腐蝕造成材料缺陷或材質(zhì)變化，其電參數(shù)亦引起相應(yīng)改變。這類(lèi)方法是應(yīng)用腐蝕的電響應(yīng)監(jiān)測(cè)腐蝕。常用的有以下幾種方法。1．電阻法該法應(yīng)用金屬橫截而積因腐蝕而減小，從而引起電阻改變的原理，進(jìn)行腐蝕速度的檢測(cè)。它不受介質(zhì)狀態(tài)的限制，常用于運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的腐蝕檢測(cè)。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施25/402．極化阻力法對(duì)電解液中正在腐蝕的金屬施加一個(gè)小的電壓，會(huì)產(chǎn)生一定的電流，電壓與電流的比值稱(chēng)為極化阻力。極化阻力與腐蝕速度成反比。通過(guò)極化阻力的測(cè)定可以確定腐蝕速度。該法限于電解液中的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備均勻腐蝕的測(cè)定，測(cè)得的為瞬時(shí)腐蝕速度。如果與電阻法聯(lián)合使用，會(huì)得到較全面的腐蝕信息。3．電位法腐蝕狀況與腐蝕電位存在一定關(guān)系、該法通過(guò)電位測(cè)量可確定腐蝕程度與腐蝕類(lèi)型。電位法可用于局部腐蝕與均勻腐蝕的監(jiān)測(cè)，但不能提供總腐蝕和腐蝕速度的很確數(shù)據(jù)。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施26/404．渦流技術(shù)把金屬物體置于交流饋電線(xiàn)圈電場(chǎng)內(nèi)，其表面會(huì)產(chǎn)生渦流。在腐蝕裂紋或蝕坑處，渦流受到干擾，使激勵(lì)線(xiàn)圈反電勢(shì)改變，或在次級(jí)線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生變化。該變化經(jīng)檢波、放大可轉(zhuǎn)換為視覺(jué)顯示。通常把線(xiàn)圈做成探頭，在被測(cè)表面上移動(dòng)進(jìn)行測(cè)定。它可用于檢查腐蝕表面、設(shè)備內(nèi)壁，也可測(cè)定鐵磁材料的非金屬涂層或非鐵覆蓋層厚度。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施27/40二、物理監(jiān)測(cè)技術(shù)1．超聲波技術(shù)該技術(shù)是由一壓電晶體發(fā)出的聲脈沖射向待測(cè)材料，聲脈沖會(huì)受到材料前面、后面及兩面之間大缺陷的反射。反射波由同一壓電晶體或接收壓電晶體檢拾，經(jīng)放大后在陰極射線(xiàn)示波器上顯示。示波器的時(shí)間坐標(biāo)給出材料厚度和缺陷位置。缺陷尺寸可由缺陷波幅得到。2．氫監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)氫氣量的測(cè)定可測(cè)得金屬的腐蝕速度。氫氣量的測(cè)定通常用探氫針來(lái)完成。其原理是吸收的氫通過(guò)1—2mm的鋼，擴(kuò)散至接通壓力表的狹窄的環(huán)狀空間。由測(cè)得的壓力增加速度估算擴(kuò)散到鋼中的氫氣量，進(jìn)而估計(jì)鋼的腐蝕程度。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施28/40三、腐蝕環(huán)境監(jiān)測(cè)法1．化學(xué)法過(guò)程物料構(gòu)成了設(shè)備的腐蝕環(huán)境。采用化學(xué)分析的方法，測(cè)定物料的PH值、氧濃度、緩蝕劑濃度等與腐蝕有關(guān)的參數(shù)，以了解腐蝕狀況。該法不能直接測(cè)定腐蝕速度．但可提供發(fā)生腐蝕轉(zhuǎn)化的條件，也可鑒別發(fā)生兩種不同形態(tài)腐蝕的界線(xiàn)。2．掛片法將材料試片掛在腐蝕物料中，保持一定時(shí)間后確定其腐蝕狀況。應(yīng)用該法可對(duì)比評(píng)價(jià)相同材料設(shè)備的腐蝕狀況，也可用于對(duì)其他腐蝕監(jiān)測(cè)方法的驗(yàn)證。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施29/40第五節(jié)設(shè)計(jì)和選材的防腐考慮一、防腐設(shè)計(jì)縫隙是引起腐蝕的重要因素之一。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、連接形式上，應(yīng)采取合理結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)縫隙。進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)用雙面焊、連續(xù)焊，避免搭接焊或點(diǎn)焊。設(shè)備死角積液處是發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的部位。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少設(shè)備死角，消除積液對(duì)設(shè)備的腐蝕。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施30/40二、選材防腐考慮防止或減緩腐蝕的重要途徑是正確地選擇工程材料。除考慮一般技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)外，還需考慮工藝條件及其在生產(chǎn)過(guò)程中的變化。要根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)、濃度、雜質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物，物料化學(xué)反應(yīng)、溫度、壓力、流速等工藝條件，以及材料的耐腐蝕性能，綜合選擇材料。應(yīng)用于腐蝕性介質(zhì)中的推薦耐腐蝕材料可查有關(guān)資料。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施31/40第六節(jié)材料的防腐措施一、電化學(xué)保護(hù)陽(yáng)極保護(hù)：在腐蝕介質(zhì)中，將被腐蝕金屬通以陽(yáng)極電流，在其表面形成有很強(qiáng)耐腐蝕性的鈍化膜，借以保護(hù)金屬，稱(chēng)為陽(yáng)極保護(hù)。陰極保護(hù)：陰極保護(hù)有外加電流法和犧牲陽(yáng)極法兩種。外加電流法是把直流電源負(fù)極與被保護(hù)金屬連接，正極與外加輔助電極連接，電源對(duì)被保護(hù)金屬通入陰極電流，使腐蝕受到抑制。犧牲陽(yáng)極法又稱(chēng)作護(hù)屏保護(hù)，它是將電極電位較負(fù)的金屬與被保護(hù)金屬連接構(gòu)成腐蝕電池。電位較負(fù)的金屬(陽(yáng)極)在腐蝕過(guò)程中流出的電流抑制了被保護(hù)金屬的腐蝕。2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施32/40二、緩蝕劑的應(yīng)用能夠阻止腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬的腐蝕或降低腐蝕速率的物質(zhì)稱(chēng)為緩蝕劑。緩蝕劑可分為無(wú)機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑兩大類(lèi)型。無(wú)機(jī)緩蝕劑有氧化性緩蝕劑，如硝酸鈉、亞硝酸鈉、鉻酸鹽、重鉻酸鹽等；有機(jī)緩蝕劑有胺類(lèi)、醛類(lèi)、雜環(huán)化合物、咪唑啉、有機(jī)硫等。緩蝕劑的緩蝕作用可分別用吸附理論、成膜理論、電化學(xué)理論來(lái)解釋。吸附理論認(rèn)為，緩蝕劑吸附于金屬表面，形成一層連續(xù)的吸附膜，在腐蝕性介質(zhì)和金屬之間起隔離作用，阻止對(duì)金屬的腐蝕。成膜理論認(rèn)為，緩蝕劑與腐蝕性介質(zhì)反應(yīng)生成難溶化合物，在金屬表面布上一層難溶金屬膜，對(duì)金屬起屏蔽作用，阻止對(duì)金屬的腐蝕。電化學(xué)理論認(rèn)為，加入緩蝕劑，對(duì)金屬陽(yáng)極腐蝕或陰極腐蝕起阻滯作用，降低腐蝕速率，從而達(dá)到緩蝕目的。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施33/40一般說(shuō)來(lái)，緩蝕效率隨緩蝕劑濃度增大而增大，但當(dāng)濃度達(dá)到一定值后，緩蝕劑濃度增加，緩蝕效率反而下降。如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、過(guò)氧化氫等氧化性緩蝕劑就屬于這種類(lèi)型。在較低溫度下，緩蝕效率較高。升高溫度，吸附作用下降，腐蝕加重。在某一溫度范圍內(nèi)，緩蝕作用是穩(wěn)定的。有時(shí)升高溫度會(huì)提高緩蝕效率，這是因?yàn)樾纬傻姆磻?yīng)產(chǎn)物膜或鈍化膜質(zhì)量好。腐蝕性介質(zhì)的流速增大一般會(huì)降低緩蝕效率。但有時(shí)腐蝕性介質(zhì)的流動(dòng)會(huì)使緩蝕劑分布均勻，反而會(huì)提高緩蝕效率。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施34/40三、金屬保護(hù)層1．保護(hù)層及其類(lèi)型金屬保護(hù)層是指有較強(qiáng)耐腐蝕性的金屬或合金，覆于較差耐腐蝕性金屬表面的金屬層。金屬保護(hù)層有襯里金屬層、表面合金化金屬層、化學(xué)鍍金屬層、離子鍍金屬層、噴鍍金屬層、熱浸鍍金屬層、電鍍金屬層等多種類(lèi)型。襯里金屬層是將較強(qiáng)耐腐蝕性的金屬，如鉛、鈦、鋁等襯覆于設(shè)備內(nèi)部的防腐方法。這是化工防腐中廣泛應(yīng)用的一種方法，具有安全可靠的特點(diǎn)。主要有襯不銹鋼和耐酸鋼，如OCr13、OCr17Ti、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti等；襯鈦如TA1、TA2等；襯鋁如各號(hào)純鋁；以及襯鉛或搪鉛等。

2023年9月2日第七章工業(yè)腐蝕與預(yù)防措施35/40表面合金化金屬層是采用滲透、擴(kuò)散等工藝，使金屬表面生成某種合金表面層，以防腐蝕或摩擦?；瘜W(xué)鍍金屬層是采用化學(xué)反應(yīng)，在金屬表面鍍鎳、錫、銅、銀等以防腐蝕。離子鍍金屬層是在減壓下，使金屬或合金蒸氣部分離子化，在高能作用下，對(duì)被保護(hù)金屬表面進(jìn)行濺射、沉積以獲得鍍層。噴鍍金屬層是將金屬、合金或金屬陶瓷噴射于被保護(hù)金屬