碱对金属材料的腐蚀及预防措施

1、碱对金属材料的腐蚀及预防措施【科技龟q新论坛l麟碱对金属材料的腐蚀及预防措施召f5淇渝(开封龙宁化r有限公司陈小格河南开封475200)摘要:介绍我公j45%的氢氧化钠碱溶液,由于碱脆对锈钏材料的腐蚀原及采墩的相关措施,避免碱脆现象的发牛.关键词:碱脆;腐蚀;预防措施中图分类号:tg1725文献标识码:a文章编号:16”/1-7597(2012)of1018501金属及合金材料在碱性溶液中,由于拉应力和腐蚀介质的联合作用而产生的开裂,叫做碱脆,又称苛性脆化.这种腐蚀是沿晶问发生裂纹,是应力腐蚀破裂的一种类型.碱脆主要发生在锅炉水因软化处理带来碱性并在锅炉缝隙里浓缩造成的锅炉破裂.也发生在接触苛

2、性碱的碳钢,低合金钢,奥氏体不锈钢设备上1碱对金属的腐蚀开封龙宇年产4万吨聚甲醛项目,是目前国内系统运行最稳定,开车最顺利的国有企业,公司使用的45%的氢氧化钠是三聚甲醛系统内的酸性中和剂及二氧五环的萃取剂,氢氧化钠储槽全部使用sus304材质,该系统与2010年7月开始储槽浓碱,2010年11月三聚甲醛45%浓碱储槽出现漏碱情况,通过停车检修,发现储槽的对接焊缝处,已经被腐蚀成一个小孔,通过对储槽内部进行检查,在储槽环焊缝周围存在有细小的金属裂纹,浓碱溶液正是通过这些细的裂纹渗漏,腐蚀出来的,导致储槽出现外喷碱液的情况,可以断定造成储槽泄漏的主要原因是碱脆现象.系统简图如下:】=:一蒿羹篆景

3、图1聚甲醛浓碱使用简图碳钢或者不锈钢的碱脆现象,一般要同时具备3个条件是较高浓度的氢氧化钠溶液.有资料指出,浓度大于lo%的碱液即足以引起碱脆,我公司使用的是45%的浓碱,对储槽的腐蚀情况更加严重.二是较高的温度,碱脆的温度范围较宽,但最容易引起碱脆的温度是在溶液的沸点附近我公司采用低蒸汽对储槽及管线进行伴热,冬季系统间接使用时,极易出现局部温度过高的情况,发生碱脆.三是拉伸应力,可以是外载荷引起的应力,也可以是残余应力,或者是两者的联合作用.拉伸应力的大小虽然是碱脆的一个影响因素,但更重要的因素是应力的均匀与否,局部的拉伸应力最容易引起碱脆.2碱对不锈钢腐蚀分析碳钢及低合金钢焊制化工容器如焊

4、后或冷加工后,不进行消除应力热处理,则在氢氧化钠溶液中的使用温度不得大于下表所列的温度.当氢氧化钠溶液在其烃类的混合物中体积火l于等于5%时,也应根据氢氧化钠溶液的浓度符合该要求.氢氧化钠溶液浓度小于1%或氢氧化钠溶液在其烃类的混合物中体积小于5%时,受此限制.表1氢氧化钠溶液中使用温度上限naoh溶液(w%)2351ol52030i40l50l6070ll温度上限()90888576706554l4843i4038不锈钢材质从图2曲线可以看出,碱脆破裂区温度超过120c,虽然在每个使用时间间隔内浓碱溶液温度持续升高,但达不到碱脆温度,碱脆现象不明显.通过对我公司本次浓碱储槽泄漏情况进行调查分

5、析:为预防45%的氢氧化钠在低温下结晶堵塞管线和设备,原料浓碱储槽和浓碱管线都设有1.5mpa蒸汽伴热系统,在秋冬季节低温条件下,伴热系统投用,原料罐有出料泵不停进行物料循环,可以预防烧碱结晶沉淀.原料储槽和管vallej|-线采用虽有低压蒸汽作为伴热,但除冬季外綦本上不用,操作温度基本维持在常温,达不到材料产生碱脆的温度区域,经过系统长时间运行,该系统运行良好.由图1可以看出我公司烧碱的最终有2个用户,这两个用户一个是间接使用,-一个为连续使用.连续使用时,为防止氢氧化钠沉淀,储槽和输送管线都采用低压蒸汽伴热在冬季低温条件下全部投用,浓碱溶液流动时温度变化不大;间接使用删,储稽和管线内浓碱静

6、止不动,由于伴热蒸汽持续加热,使i管线及用f0铃线系统和设备内烧碱温度持续升高,很快达到材料的碱脆的温度破裂区,产,#碱脆现象,造成储槽出现外喷泄漏事故.,图2不锈钢材质发生碱脆曲线3发生碱脆的预防措施措施:为了增强抗蚀能力,焊缝全部采用氩弧焊打底,手工电弧焊焊条填充盖面,保证焊接质量,减少未焊透缺陷.措施:管道内应力是引起碱脆的重要因素,因此,尽可能采取焊后630.c热处理,以消除焊接残余应力.在热应力集中的直管段可以安装金属软管,避免管道内应力现象.措施三:蒸汽伴热可以更换为热水伴热,既解决了温度不容易控制的问题,有解决了碱脆的发生或者继续保留拌热,用户根据情况尽可能减少蒸汽伴热的投用时间,冬季寒冷季节适当投用,但不得随意启用,并制定伴热使用管理规定,控制使用温暖在发生碱脆温度以下,降低碱脆风险.措施四:碱液发生开裂后,需时进行堵漏,但决不能使用原地堆焊或包盒,的办法,因为这样焊接电弧热使管内残存碱液温度升高,引发新的应力腐蚀破裂.应将泄漏处割丌,排净残液,然后再重新焊接,且定要焊透,这样方