氟化工不銹鋼材料腐蝕失效分析及發(fā)生機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國(guó)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(wèn)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(jì)效益的同時(shí)，也增加了環(huán)境負(fù)荷。因此，對(duì)現(xiàn)有的氟化工企業(yè)不銹鋼材料，開(kāi)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(jī)理，確認(rèn)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(yùn)行。同時(shí)針對(duì)腐蝕失效的機(jī)理研究，也可為氟化工行業(yè)設(shè)備技術(shù)開(kāi)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(kāi)的研究?jī)?nèi)容及成果概述如下。
　　針對(duì)本課題涉及的兩個(gè)典型案例，采用直讀光譜、SEM、EDS、XRD、金相等各種表征測(cè)試手段，重點(diǎn)研究失效部位腐蝕產(chǎn)物微觀形貌及其成分。對(duì)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(guò)程中，未嚴(yán)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(dá)1200ppm，而富集的Cl-則侵蝕了不銹鋼表面缺陷處，產(chǎn)生了點(diǎn)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(diǎn)蝕的發(fā)展。針對(duì)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(diǎn)蝕坑，隨后在拉應(yīng)力作用下點(diǎn)蝕坑成為應(yīng)力腐蝕萌生源，發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂提前失效。失效后泄漏出的腐蝕介質(zhì)

4、對(duì)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(jī)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(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)進(jìn)行了進(jìn)一步研究。實(shí)驗(yàn)采用電化學(xué)測(cè)試手段，通過(guò)動(dòng)電位掃描結(jié)合交流阻抗分析，針對(duì)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(duì)不銹鋼材料局部腐蝕的影響。對(duì)于案例一的影響因素研究發(fā)現(xiàn)：H2S的存在，促進(jìn)了含Cl-介質(zhì)不銹鋼點(diǎn)蝕的發(fā)生，但Cl-是誘導(dǎo)不銹鋼點(diǎn)蝕的關(guān)鍵因素。對(duì)