cl-对不锈钢的腐蚀.pptx

Cl-对奥氏体不锈钢的腐蚀危害 Cl-对奥氏体不锈钢的腐蚀危害过程： 晶粒位错滑移 最终对最终对最终对设备设备设备直接构成破坏性的腐蚀失效直接构成破坏性的腐蚀失效直接构成破坏性的腐蚀失效 非金属化合物 Cl-吸附、渗透 奥氏体不锈钢 坑点腐蚀 应力腐蚀 Cl-腐蚀作用下 缝隙的存在 奥氏体不锈钢 坑点腐蚀 Cl-腐蚀作用下 Cl-对奥氏体不锈钢的腐蚀危害 Cl-离子如何腐蚀不锈钢 坑点腐蚀：任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物 ，如硫化物、氧化物等等，这些在材料表面的非金属化合物 ，在Cl-的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀形态。而一旦形成 坑点以后，由于闭塞电池的作用，坑外的Cl-将向坑内迁移， 而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移，从而形成电化学 腐蚀。由于Cl-的原子半径非常小，金属当中的任何非金属夹 杂物以及焊接缺陷都将成为Cl-渗透的腐蚀源头。 缝隙腐蚀：与坑点腐蚀机理一样，是由于缝隙中存在闭塞 电池的 作用，导致Cl-富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀在 法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙，以及换热管与管板孔 的缝隙部位，缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系 ，一旦有了缝隙腐蚀环境，其诱导应力腐蚀的几率是很高 的。 Cl-对奥氏体不锈钢的腐蚀危害 应力腐蚀： Cl-对奥氏体不锈钢的应力腐蚀破坏性极大，奥 氏体不锈钢应力腐蚀的重要变量是温度、介质、非金属夹杂 物的形态/大小和分布以及加工应力的影响。应力腐蚀的破裂 方向一般与应力的作用垂直，并呈树枝状扩展。应力来源于 冷变形、焊接和金属钝击后的残余应力等，这些应力的产生 使金属内部稳定的组织得到了破坏，导致晶粒在应力方向的 作用下位错而形成滑移台阶，这些滑移台阶的构成给Cl带 来了吸附和渗透的机会。 总结： 尽管奥氏体不锈钢在Cl-环境中存在点腐蚀、缝隙 腐蚀和应力腐蚀特征，但点腐蚀和缝隙腐蚀都将发展 成为应力腐蚀形态，最后将对设备直接构成破坏性的 腐蚀失效。 奥氏体不锈钢型号对照表 中国 美国 含量 0Cr18Ni9 304 00Cr19Ni10 304L 0Cr17Ni12Mo2 316 00Cr17Ni14Mo2 316L 内因决定外因，因素决定性能 内因决定外因，因素决定 性能 304与304L的比较 304 18Cr-8Ni 作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲 等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，便用温度-196800）。 家庭用品（类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消 声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件。 304L 18Cr-8Ni-低碳 作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304刚相似，但在焊接后或者消除应力后， 其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度- 196800。 应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热 处理有困难的零件。 316与316L的比较 316 18Cr-12Ni-2.5Mo 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工 硬化性优（无磁性）。 海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区 设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母。 316L 18Cr-12Ni-2.5Mo低碳 作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。 316钢的用途中，对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品 304与316L的比较 奥氏体不锈钢以304、304L、316、316L为典型代表，由于合金 元素的不同而分别耐多种介质条件的腐蚀。 316L（00Cr17Ni14Mo2）奥氏体钢是超低碳且含Mo的奥氏体不 锈钢，在许多介质条件中有良好的耐均匀腐蚀和坑点腐蚀性 能。Ni含量的提高(14%)有利于奥氏体相的稳定。316L在抗晶间 腐蚀、高温硫、高温环烷酸和坑点腐蚀的能力方面要明显优于 304（0Cr18Ni9）不锈钢材料。 根据大量的实验和实际使用证明，316L在Cl腐蚀环境中的耐 应力腐蚀能力仅与304材料相当，在工程使用中由于应力腐蚀失 效的概率要大于50%，当使用介质中含有10ppm以上的Cl-时， 其应力腐蚀的危害性就相当明显了，因为Cl会在某些部位产生 聚集，如换热管与管板之间的缝隙、机械损伤、以及焊缝热影 响区的应力集中部位等。需要指出的是，经固熔或稳定化处理 的奥氏体不锈钢材料在没有加工应力和焊接应力的情况下，它 们导致应力腐蚀的破坏性并不很明显。 换热管在加工过程中产生的隐患 焊缝热影响区的应力腐蚀： 焊接飞溅所引起的应力腐蚀： 由于碰撞和锤击所引起的应力腐蚀 由于冷变形所造成的应力腐蚀 316L与304相比，尽管在添加Mo的同时提高了Ni， 使Ni由原来的9%上升到了14%，增加了钢的奥氏体稳 定性能，使加工硬化现象得到较大改善，但仍存在应 力腐蚀危害。 换热管在加工过程中产生的隐患 换热管由于胀接应力所引起的应力腐蚀：换热管在强度胀和贴胀之后， 在台阶处的附加应力很大，由机械贴胀所引起的附加应力达到100MPa 以上，而机械强度胀的附加应力则更大。该材质换热器的应力腐蚀失效 主要是在管头部位焊缝边缘的热影响区和机械胀接的台阶处。内大多数 机械制造厂家生产的奥氏体不锈钢换热器的应力腐蚀失效，几乎完全出 现在换热管胀接的台阶处和管头焊接的热影响区，其微观腐蚀形态均呈 树枝状裂纹。胀接应力所带来的危害要远大于焊接应力所带来的危害， 其应力腐蚀优先于焊接应力。国外，为了避开焊接应力所带来的危害， 一般均采取柔性强度胀接的联结方式。国外在管口钻孔的尺寸精度、管 子外径的尺寸精度要比国内大多数制造厂精确得多。此外，国外的胀接 方式采用的是液袋式的柔性胀接，采取先预胀、后紧胀的方法，使胀接 的附加应力达到最低状态，其腐蚀失效的概率比国内机械胀接的要低得 多。但在有Cl使用的部位一般也不会随便使用奥氏体不锈钢材料，材 质往往上升为双相不锈钢材料，如SAF2205等，但其价格要昂贵得多。 综上所述，304、321、316L等奥氏体不锈钢尽管有良好的耐均匀 腐蚀性能，在有Cl等卤素离子介质的环境中,因为加工残余应力 和温度梯度引起的热应力存在，不可避免的造成应力腐蚀。 结论： 一般来说,换热器的应力腐蚀开裂发生 在筒体内壁和管束的外壁,即应力比较 大的部位。 304L,316L奥氏体不锈钢在130以 上,不发生应力腐蚀开裂的Cl-含量极限 在1010-4%以下。 在工艺生产上很难保证。因此,比较便 捷的措施就是采用耐应力腐蚀开裂的材 料2205 双相刚基本知识 双相钢：又称复相钢，是指不锈钢中同时具有奥氏体 和铁素体两种金相组织结构的不锈钢。 奥氏体加铁素体：独立存在，两相各约占50%。（