奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕研究.pdf

1、本文通過(guò)對(duì)化工設(shè)備應(yīng)力腐蝕的影響因素和開(kāi)裂機(jī)理的研究與分析，提出了化工設(shè)備應(yīng)力腐蝕的防護(hù)對(duì)策。研究結(jié)果對(duì)保證化工設(shè)備的安全平穩(wěn)運(yùn)行，提高設(shè)備使用壽命和設(shè)備運(yùn)行管理水平有重要作用。
　　 吉林石化公司煉油廠制氫轉(zhuǎn)化爐的對(duì)流室過(guò)熱段爐管和脫甲烷塔出口管線所采用的三通管材質(zhì)均為奧氏體不銹鋼。在使用過(guò)程中相繼發(fā)生過(guò)早開(kāi)裂，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置的運(yùn)行周期。本文對(duì)制氫轉(zhuǎn)化爐對(duì)流室過(guò)熱段爐管、脫甲烷塔出口三通管上發(fā)現(xiàn)的裂紋性質(zhì)與成因進(jìn)行了試驗(yàn)研究

2、。指出破裂屬于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，提出相應(yīng)防護(hù)對(duì)策，提高了運(yùn)行周期。
　　 應(yīng)力腐蝕時(shí)在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)同時(shí)存在時(shí)發(fā)生。在中性或堿性溶液中以陽(yáng)極溶解型裂紋為主；在酸性溶液中以陰極氫脆開(kāi)裂裂紋為主。
　　 指出陽(yáng)極溶解型裂紋的產(chǎn)生是在中性或堿性介質(zhì)中，由于存在某些活化陰離子（如C1-等），它們對(duì)金屬材料的表面膜具有極強(qiáng)的穿透、侵蝕作用，能夠溶解覆蓋在鋼材表面的FeS保護(hù)膜，使鋼材產(chǎn)生點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕形核后，形成一閉塞電池，在這個(gè)電池中

3、，裂紋尖端為小面積、低電位的陽(yáng)極，裂紋側(cè)面及裂紋外側(cè)為大面積、高電位的陰極，使裂尖作為陽(yáng)極快速溶解。在應(yīng)力作用下，裂紋由此迅速擴(kuò)展。
　　 指出陰極氫脆開(kāi)裂型裂紋的產(chǎn)生是在PH值呈酸性介質(zhì)中，如含有較多H2S時(shí)，F(xiàn)eS保護(hù)膜被溶解，材料表面處于活性溶解狀態(tài)，有利于反應(yīng)中產(chǎn)生氫原子，及氫原子向鋼材內(nèi)部滲透，后聚集在沿軋制方向伸長(zhǎng)的非金屬夾雜物與基體之間的界面分離處或材料本身存在的缺陷中，并形成沿材料軋制方向的微裂紋，在應(yīng)力作用下，

4、微裂紋迅速擴(kuò)展。
　　 得出制氫轉(zhuǎn)化爐對(duì)流室過(guò)熱段爐管開(kāi)裂的主要原因?yàn)椋航橘|(zhì)中存在cr離子；焊接熱規(guī)范偏大（敏化區(qū)范圍較大，殘余應(yīng)力值較高）：采用不含Ti、Nb等穩(wěn)定化元素的18-8型單相奧氏體不銹鋼管等。爐管裂紋集中于釘頭管焊接熱應(yīng)響區(qū)（敏化區(qū)和殘余應(yīng)力較大區(qū)），屬C1離子引起的陽(yáng)極溶解型應(yīng)力腐蝕裂紋。
　　 得出脫甲烷塔出口三通管破裂基本上屬氫脆引起的穿晶型解理開(kāi)裂，即陰極型應(yīng)力腐蝕破壞。三通管冷加工成形后，較高的加