奧氏體不銹鋼的應力腐蝕研究.pdf

1、本文通過對化工設備應力腐蝕的影響因素和開裂機理的研究與分析，提出了化工設備應力腐蝕的防護對策。研究結果對保證化工設備的安全平穩(wěn)運行，提高設備使用壽命和設備運行管理水平有重要作用。
　　 吉林石化公司煉油廠制氫轉化爐的對流室過熱段爐管和脫甲烷塔出口管線所采用的三通管材質均為奧氏體不銹鋼。在使用過程中相繼發(fā)生過早開裂，嚴重影響生產裝置的運行周期。本文對制氫轉化爐對流室過熱段爐管、脫甲烷塔出口三通管上發(fā)現(xiàn)的裂紋性質與成因進行了試驗研究

2、。指出破裂屬于應力腐蝕開裂，提出相應防護對策，提高了運行周期。
　　 應力腐蝕時在拉應力和腐蝕介質同時存在時發(fā)生。在中性或堿性溶液中以陽極溶解型裂紋為主；在酸性溶液中以陰極氫脆開裂裂紋為主。
　　 指出陽極溶解型裂紋的產生是在中性或堿性介質中，由于存在某些活化陰離子（如C1-等），它們對金屬材料的表面膜具有極強的穿透、侵蝕作用，能夠溶解覆蓋在鋼材表面的FeS保護膜，使鋼材產生點蝕。點蝕形核后，形成一閉塞電池，在這個電池中

3、，裂紋尖端為小面積、低電位的陽極，裂紋側面及裂紋外側為大面積、高電位的陰極，使裂尖作為陽極快速溶解。在應力作用下，裂紋由此迅速擴展。
　　 指出陰極氫脆開裂型裂紋的產生是在PH值呈酸性介質中，如含有較多H2S時，F(xiàn)eS保護膜被溶解，材料表面處于活性溶解狀態(tài)，有利于反應中產生氫原子，及氫原子向鋼材內部滲透，后聚集在沿軋制方向伸長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，在應力作用下，

4、微裂紋迅速擴展。
　　 得出制氫轉化爐對流室過熱段爐管開裂的主要原因為：介質中存在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響區(qū)（敏化區(qū)和殘余應力較大區(qū)），屬C1離子引起的陽極溶解型應力腐蝕裂紋。
　　 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裂，即陰極型應力腐蝕破壞。三通管冷加工成形后，較高的加