氟化工不銹鋼材料腐蝕失效分析及發(fā)生機理研究.pdf

1、隨著我國氟化工行業(yè)的不斷發(fā)展，由材料腐蝕而引起的設(shè)備失效問題日益突出。腐蝕失效產(chǎn)生的直接后果是設(shè)備的頻繁更換，在影響企業(yè)經(jīng)濟效益的同時，也增加了環(huán)境負荷。因此，對現(xiàn)有的氟化工企業(yè)不銹鋼材料，開展腐蝕失效調(diào)研和分析，不僅可以了解氟化工行業(yè)不銹鋼材料腐蝕失效的機理，確認腐蝕失效的原因，更重要的是可以積極尋找預(yù)防腐蝕失效重復(fù)發(fā)生的有效途徑，防止重大失效事故的發(fā)生，確保設(shè)備或裝置安全運行。同時針對腐蝕失效的機理研究，也可為氟化工行業(yè)設(shè)備技術(shù)開發(fā)

2、和技術(shù)改造等提供信息、方向、途徑和方法。本論文已展開的研究內(nèi)容及成果概述如下。
　　針對本課題涉及的兩個典型案例，采用直讀光譜、SEM、EDS、XRD、金相等各種表征測試手段，重點研究失效部位腐蝕產(chǎn)物微觀形貌及其成分。對于乙炔輸送不銹鋼管道的失效分析可以得出以下結(jié)論：管道的材質(zhì)符合要求，其失效原因是管道在使用過程中，未嚴格控制氣體溫度及濕度。由于冬天外界環(huán)境溫度較低情況下，管內(nèi)局部位置易形成冷凝水，隨著氣體的不斷輸送，氣體中所含的

3、Cl-不斷溶解到冷凝水中，導(dǎo)致冷凝水處Cl-濃度高達1200ppm，而富集的Cl-則侵蝕了不銹鋼表面缺陷處，產(chǎn)生了點蝕坑。乙炔氣體中夾雜的H2S氣體，在水中發(fā)生水解，加速了點蝕的發(fā)展。針對回流塔冷凝器的失效分析可以得出：發(fā)生失效的三根冷凝管中有兩根材質(zhì)不符合要求，尤其是其中一根管道碳含量極其不均勻，在冷凝液出口處，遭受 Cl-侵蝕優(yōu)先產(chǎn)生點蝕坑，隨后在拉應(yīng)力作用下點蝕坑成為應(yīng)力腐蝕萌生源，發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂提前失效。失效后泄漏出的腐蝕介質(zhì)

4、對臨近的兩根管道造成腐蝕。
　　為了了解失效案例中材料腐蝕發(fā)生機理及在特定工況條件下腐蝕發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵影響因素，采用實驗室試驗進行了進一步研究。實驗采用電化學(xué)測試手段，通過動電位掃描結(jié)合交流阻抗分析，針對兩起腐蝕失效案例中的典型腐蝕介質(zhì)，分別研究了介質(zhì)類型、介質(zhì)濃度、介質(zhì)溫度及其交互作用對不銹鋼材料局部腐蝕的影響。對于案例一的影響因素研究發(fā)現(xiàn)：H2S的存在，促進了含Cl-介質(zhì)不銹鋼點蝕的發(fā)生，但Cl-是誘導(dǎo)不銹鋼點蝕的關(guān)鍵因素。對