金属设备腐蚀分析课件

1、影响金属腐蚀的因素设备结构因素 1腐蚀是从绘图板开始的2022/7/30应力应力腐蚀破裂(拉应力)腐蚀疲劳(交变应力)磨损腐蚀(剪切应力)表面状态与几何形状点蚀缝隙腐蚀浓差电池腐蚀异种金属组合电偶腐蚀电位低的被腐蚀改变结构设计不合理沉积物排放CL-浓缩产生点蚀、缝隙腐蚀材料表面特性和力学状态影响金属腐蚀的因素设备结构因素21.保温、保冷和绝热防腐蚀结构设计烟囱的保温绝热露点腐蚀露点：工艺气体在降温过程达到相变点产生液态结露。烟气中含有SO2。当含硫烟气处于脱硫工况时，在强制氧化环境作用下，烟气中的SO2首先与水生成H2SO3及H2SO4，再与碱性吸收剂反应生成硫酸盐沉淀分离。在此阶段，工艺环境

2、温度正好处于稀硫酸活化腐蚀温度状态，其腐蚀速度快，渗透能力强，故其中间产物H2SO3及H2SO4是导致设备腐蚀的主体。烟气中所含NOX、吸收剂中的水及水中所含的氯离子对金属基体也具有腐蚀能力。影响金属腐蚀的因素设备结构因素 31.保温、保冷和绝热防腐蚀结构设计不好好烟囱的保温绝热(a)(b)影响金属腐蚀的因素设备结构因素 41.保温、保冷和绝热防腐蚀结构设计不好好烟囱的保温绝热影响金属腐蚀的因素设备结构因素 51.保温、保冷和绝热防腐蚀结构设计不好好壳体底部排液管 (a)(b)影响金属腐蚀的因素设备结构因素 61.保温、保冷和绝热防腐蚀结构设计不好好壳体支架 影响金属腐蚀的因素设备结构因素 7

3、1.保温、保冷和绝热防腐蚀结构设计不好好绝热层护板和绝热材料 (a)(b)影响金属腐蚀的因素设备结构因素 82.容器排液接管防腐蚀结构设计不好不好不好好蒸发导致浓度增加贮留液加剧点蚀排液完全(a)(b)(c)(d)影响金属腐蚀的因素设备结构因素3.塔体刚性圈防腐蚀结构设计不好较好好连接不可以转动的,能承受弯矩及其它拉压力,为刚性连接. 9影响金属腐蚀的因素设备结构因素4.减轻腐蚀的结构防腐蚀结构设计不好较好好在零件中相邻两壁之间应该有足够的空间10影响金属腐蚀的因素设备结构因素5.渐缩管设计过渡区避免磨损腐蚀 防腐蚀结构设计不利有利过渡区很小过渡区有利于液体流动11高流速管道接头影响金属腐蚀的

4、因素设备结构因素6.高速流体管道三通设计采用流线型过渡结构 防腐蚀结构设计不好较好较好12影响金属腐蚀的因素设备结构因素防腐蚀结构设计7.螺栓联接加塑料保护盖栓头朝下积存污物、水等腐蚀性介质不正确正确正确栓头朝上13不同断面焊接减小焊缝处应力影响金属腐蚀的因素设备结构因素8.不同断面的焊接防腐蚀结构设计14影响金属腐蚀的因素设备结构因素防腐蚀结构设计9.不同金属间的焊接 不要把与介质接触的器壁熔透避免组织变化防止晶间腐蚀、选择性腐蚀15 设计时可考虑在两段管之间加入一段可更换的管, 此管由较活泼的金属制造。备件储备考虑设置易损件, 以便及时更换。（a）（b）影响金属腐蚀的因素设备结构因素防腐蚀

5、结构设计10.异种金属连接 16 氢腐蚀一氧化碳气体腐蚀硫化氢及硫化物腐蚀氮腐蚀石油化工设备的腐蚀特征高温、高压下腐蚀性介质对材质及其性能的影响17石油化工设备的腐蚀特征氢的腐蚀第一阶段石油化工设备的腐蚀特征氢的腐蚀第二阶段氢与钢材组分发生化学反应。压力增加， Fe、C分解成铁和甲烷 ；温度升高，加速脱碳反应速率。氢造成钢内部脱碳和产生甲烷气体，气态甲烷导致内部诱发微裂纹，甚至在钢材表面产生鼓泡。19石油化工设备的腐蚀特征氢的腐蚀敏感性与温度、氢分压、合金材料有关；氢蚀发生的决定因素：环境温度和氢分压氢蚀反应发生在钢材表面时表现为表面脱碳 ，从而造成表面的硬度、强度下降。氢蚀反应发生在钢材内部

6、时表现为内部脱碳和开裂。 20石油化工设备的腐蚀特征氢的腐蚀钢材抗氢蚀能力的影响因素21石油化工设备的腐蚀特征一氧化碳气体腐蚀在一般温度和压力下，CO体并不是一种腐蚀性气体。当压力和温度同时增大时，CO气体变成腐蚀性气体。与铁化合形成挥发性物质，使壁厚减薄。22石油化工设备的腐蚀特征一氧化碳气体腐蚀腐蚀特点在某一压力下，在某一温度范围内，腐蚀速率达最大值，超出该范围后，却又不再腐蚀。CO气体腐蚀的压力与温度范围当压力升高，腐蚀温度范围扩大，并向高温侧移动。23石油化工设备的腐蚀特征一氧化碳气体腐蚀H2和CO气体同时存在的条件下，选材建议：Cr钢：30% Cr-Ni钢：Cr 2.5%，Ni：25

7、% 锰青铜：5%2) Cr：13%与17%，钢材耐CO的腐蚀性能稍差一些，但价格便宜，故常被采用。3) 18-8型不锈钢的耐腐性较差，要适当避开腐蚀最剧烈的温度范围，否则不够稳定。钢材腐蚀不受CO气体的压力和温度的影响24 知识回顾硫化物的类型有哪些，与腐蚀有直接关系是哪种类型？25石油化工设备的腐蚀特征硫化氢及硫化物腐蚀25石油化工设备的腐蚀特征硫化氢及硫化物腐蚀含硫化合物腐蚀类型26石油化工设备的腐蚀特征硫化氢及硫化物腐蚀硫化物的腐蚀特点馏份越重，含硫越高，但腐蚀性不一定越大；硫腐蚀与流速有关，超过30M/S腐蚀加剧；和环烷酸一样，在涡流高的地方保护性的硫化膜被冲刷，腐蚀加剧；易发生发生部

8、位：气液界面，闪蒸段，特别是转油线、重沸器回流段、泵、管线产生涡流的地方。27石油化工设备的腐蚀特征硫化氢及硫化物腐蚀耐腐蚀用钢碳钢在H2S水溶液中生成的FeS，在温度50时，生成的FeS疏松，没有保护性；当温度在100150，FeS具有一定的致密性，具有较好的保护性。含铬5%以上合金钢被高温硫化氢腐蚀后，能在钢材表面形成三层垢壳，外层是多层的硫化亚铁，中间是致密的Cr2O3，内层是致密比较稳定的尖晶石型化合物FeCr2O4。高硫油选材导则推荐: 240 Cr5Mo Cr9Mo Cr13 18-8 渗铝钢28石油化工设备的腐蚀特征氮腐蚀高温下从循环气中分解出来的氮，扩散到钢材中形成又硬又脆的氮

9、化物，导致氮化腐蚀，使钢的冲击韧度大大降低。能抗氮腐蚀的钢材，也能耐氢腐蚀。采用奥氏体铬镍铜可耐氮的腐蚀。 29腐蚀失效类型的特征及产生条件腐蚀失效类型1.点蚀2.氢腐蚀3.交变应力作用下的腐蚀疲劳4.拉应力下的腐蚀破裂5.缝隙腐蚀6.电偶腐蚀7.晶间腐蚀 8.氢脆9.石墨化腐蚀全面腐蚀局部腐蚀均匀腐蚀30均匀腐蚀：设计时，要预先估计腐蚀速度，给壁厚增加一定的余量，选择合适的耐腐蚀材料或防腐蚀涂料，尽量减少设备暴露在腐蚀环境中的面积，避免过分潮湿等。局部腐蚀：在某些局部发生的腐蚀，往往造成很深的腐蚀缺口而产生很大的应力集中，因为不易发现而造成严重的事故和损失。 腐蚀失效类型的特征及产生条件腐蚀

10、失效特征31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：8.5% 局部腐蚀：88%（应力腐蚀45.6%，孔蚀21.6%， 腐蚀疲劳8.5%，晶间腐蚀4.9%， 高温氧化4.9%, 氢脆3.0%）腐蚀失效类型的特征及产生条件32孔蚀(点蚀、小孔腐蚀)：金属表面的不均匀性，如存在划痕、表面缺陷，夹杂等点蚀源。介质中的卤素族阴离子和氧化剂同时存在。点蚀通常在静止的介质中发生。钝性金属容易产生点蚀。 腐蚀特征：腐蚀孔直径很小，沿深度扩展，直至穿孔，表面上

11、呈麻点状。局部腐蚀腐蚀失效类型的特征及产生条件33腐蚀失效类型的特征及产生条件孔蚀(点蚀、小孔腐蚀)避免方法：从材料上考虑如何降低有害杂质的含量，加入适量的能提高抗孔蚀能力的合金元素。设法降低介质中的尤其是卤素离子的浓度；结构设计时消除死区，防止溶液中有害物质的浓缩；采用阴极保护。34缝隙腐蚀：在零件表面很小的间隙或裂缝处产生的腐蚀现象。 避免方法：要求零件表面光滑，无裂缝，焊缝根部无裂缝。局部腐蚀腐蚀失效类型的特征及产生条件35缝隙腐蚀几何因素局部腐蚀腐蚀失效类型的特征及产生条件一般缝隙为0.0250.1mm工程结构：铆接板的结合面、螺纹连接、螺母压紧板、法兰垫片结合面、设备底板与基础的接触

12、面等等。有些缝隙是设计不合理造成的，有些从设计上难以避免。泥沙、污垢、灰尘等沉积在金属表面上，无形中亦形成了缝隙。36振动裂纹腐蚀：在有切口或应力集中的表面，再加振动的作用，在腐蚀条件下会产生腐蚀现象。 避免方法：先分析振动产生的原因，并设法消除。在结构上消除切口和应力集中源或将有应力集中的表面用喷丸、液压等方法强化。 局部腐蚀腐蚀失效类型的特征及产生条件37应力裂纹腐蚀：在拉应力作用下，机械零件的应力集中部位产生腐蚀。 避免方法：设法减小或消除表面拉应力，在表面预加压应力(如喷丸处理)。此外，采用各种减小应力集中的结构，降低表面粗糙度， 提高焊缝质量(消除各种缺陷)等，都可以减轻零件的腐蚀。

13、局部腐蚀腐蚀失效类型的特征及产生条件38局部腐蚀腐蚀失效类型的特征及产生条件产生条件： 腐蚀性流体、相对运动速度较高、流体中含固体颗粒等。与磨损的区别：磨损腐蚀过程金属仍以金属离子形式溶入溶液，而磨损是以粉末形式脱落。举例：离心泵叶轮、搅拌器、阀门、弯头、换热器入口管等。 形式分类：湍流腐蚀、空泡腐蚀(汽蚀)、微振腐蚀等。石化装置常见前两种。磨损腐蚀力学因素39异种金属腐蚀：相互接触的两种金属之间有一定的电化学势差，由于介质的作用形成局部电解，引起腐蚀。 避免方法：合理选用材料、采用电化学势差较小的金属组合、把两种金属隔离等。局部腐蚀腐蚀失效类型的特征及产生条件异种金属组合因素40异种材料组合-接触部位局部腐蚀：电位较低的