影响腐蚀的结构因素与防腐结构设计.pptx

影响腐蚀的结构因素举例结构设计、制造方法以及安装上的错误或者考虑不周,可能造成材料的表面特性和力学状态的改变(应力集中、焊接残余应力、温差应力、附近应力等)--应力腐蚀破裂。异种材料组合--电偶腐蚀结构几何形状不合理--缝隙腐蚀均匀腐蚀与局部腐蚀的区别危害性:均匀腐蚀速率可测、破坏易防--腐蚀裕量局部腐蚀局部腐蚀速率远远高于全面腐蚀、破坏无先兆、危害性大事故比例(日本十年化工机械破坏事例统计):均匀腐蚀:%局部腐蚀:88%(%,%,%,%,%,%)局部腐蚀--结构设计因素力学因素、几何因素、异种金属偶解等因素力学因素--应力与腐蚀介质共同作用--应力腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀应力腐蚀破裂(SCC)H2S溶液塔设备人孔衬里结构1—316L焊环2—20MnMo法兰3—316L衬里(3mm厚)4—316L人孔接管5—塔壁复合板(22g—316L)贴合不好--局部间隙--应力过高--运行45天后--100mm轴向裂纹力学因素碳钢碱泵应力腐蚀破裂泵体与管线刚性连接--法兰处附加应力大--应力腐蚀开裂力学因素与其它设备管线连接的位差考虑不周--管间空间死区--溶液喷溅引起交替湿态与干态--水中氯化物浓集--不锈钢胀管颈部应力腐蚀开裂立式不锈钢冷凝器换热管应力腐蚀开裂力学因素应力与破裂时间的关系----应力值越大,到达破裂的时间越短。应力腐蚀产生条件应力与腐蚀介质联合作用应力为拉应力:工作载荷、制造应力、装配应力(事故远高于工作应力所占比例,其中以焊接残余应力为最)力学因素应力腐蚀破裂速度潜伏期(诱导期)--腐蚀引起裂纹或蚀坑,受应力影响小,时间长--约占破裂总时间的90%裂纹扩展阶段--裂纹源或蚀坑发展到极限应力值破裂期--~3mm/h,远远大于无应力存在时的局部腐蚀速度(如孔蚀等),但又比单纯力学断裂速度小得多。例如,断裂速度为孔蚀的106倍,而比纯力学断裂速度几乎低10个数量级--应力水平不同力学因素(a)晶间裂纹;(b)穿晶裂纹;(c)混合型裂纹应力腐蚀破裂裂纹形态模式力学因素(a)沿晶断裂(晶间裂纹):碳钢、高强钢、铝合金、铜合金等,多半是沿晶断裂。(b)穿晶断裂(穿晶裂纹):奥氏体不锈钢、镁合金等大多是穿晶断裂。(c)混合断裂(混合型裂纹):钛合金应力腐蚀破裂裂纹形态金属--环境体系不同,将出现不同的裂纹形态力学因素