承压设备损伤模式识别

PAGEPAGE4承压设备损伤模式识别1范围本标准规定了承压设备主要损伤模式的定义、机理、形态、影响因素、敏感材料、易发装置和设备、主要预防措施、检测方法、相关或伴随的其他损伤模式等。本标准适用于承压设备的设计、制造、检验、安全管理、检修、事故分析与统计，为承压设备的事故调查分析和确定我国各类承压设备通用失效数据库提供依据。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适应于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适应于本文件。APIRP571 《炼油设备中的失效机理》APIRP580 《基于风险的检验》3术语和定义GB/TXXXX.1-XXXX《承压设备系统基于风险的检验实施导则第1部分：基本要求和实施程序》界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1腐蚀减薄corrosionthinning构件材料在腐蚀介质或腐蚀环境的作用下，材料被腐蚀，造成的厚度减薄。3.2环境开裂environmentalcracking构件材料在介质或环境作用下发生的开裂，包含应力腐蚀开裂和非应力导向开裂。3.3材质劣化materialdeterioration构件材料在温度或介质等因素作用下，金相组织或材料组成结构发生变化，导致耐腐蚀性能下降，或冲击韧性等力学性能指标降低的过程。3.4机械损伤mechanicaldamage机械载荷作用下材料发生组织连续性被破坏或功能丧失等损伤的过程。3.5奥氏体钢austeniticstainlesssteel金相组织为奥氏体的不锈钢或镍基合金。3.6碳钢carbonsteel未人为添加合金元素的钢，允许其含有符合规范要求的少量合金元素，这些元素可能会影响材料耐腐蚀性、焊后强度以及韧性，包括Cr﹑Ni﹑Mo﹑Cu﹑S﹑Si﹑P﹑Al﹑V及B。3.7双相不锈钢duplexstainlesssteel含有奥氏体——铁素体混合组织的不锈钢族。3.8铁素体不锈钢ferriticstainlesssteel使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。3.9低合金钢lowalloysteel添加铬元素和其它合金成分以提高材料高温强度﹑抗蠕变性能，且总和最多不超过9%（质量比）的钢族。3.10马氏体不锈钢martensiticstainlesssteel通过淬火、回火等热处理对材料性能进行调整，金相组织主要为马氏体的不锈钢。3.11镍基合金nickel-basedalloy以镍作为主要合金元素（镍元素含量质量比>30%）的合金族。3.12不锈钢stainlesssteel以铬作为耐蚀性的基本元素，且含铬量≥12%（质量比）的钢材，能够耐受一定的空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。按在室温下金相组织分为四类：奥氏体不锈钢﹑铁素体不锈钢﹑马氏体不锈钢﹑双相不锈钢。4腐蚀减薄4.1盐酸腐蚀定义金属与盐酸接触时发生的全面腐蚀/局部腐蚀。损伤机理M+2HCl→MCl2+H2………………（1）损伤形态碳钢和低合金钢盐酸腐蚀时可表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢发生盐酸腐蚀时可表现为点状腐蚀，形成直径为毫米级的蚀坑，甚至可发展为穿透性蚀孔。敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢等所有常用材料。主要影响因素盐酸浓度：腐蚀速率随着盐酸浓度的升高而增大。在换热器和管道中的氯化铵盐或盐酸胺盐沉积物易从工艺流或注入的洗涤水中吸收水份，在沉积物下可形成局部的氯化氢水溶液，水溶液的pH值低于4.5时对碳钢和低合金钢的腐蚀性较强；温度：腐蚀速率随着温度的升高而增大；合金成分：奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢抗盐酸腐蚀能力较差，蒙乃尔合金、钛（含钛合金）和镍（含镍合金）对盐酸具有较好的抗腐蚀能力，尤其对温度不高的稀盐酸有优良的抗蚀性；催化/钝化剂：氧化剂(氧气、铁离子和铜离子)存在时，会加速蒙乃尔合金和哈氏合金的腐蚀；氧化性氛围中的钛具有优良的抗盐酸腐蚀能力。易发装置和设备常减压装置：常压塔塔顶系统中，塔顶蒸汽流降温形成含盐酸的冷凝液，pH值较低，可对管道和换热器（包括壳体、管束和管箱）造成快速腐蚀；加氢装置：反应产物含有HCl，在冷凝后形成盐酸腐蚀；废气系统含有氨和盐酸，对热进料/出料交换器形成氯化铵盐的垢下腐蚀；蒸馏工段可发生严重的盐酸露点腐蚀；催化重整装置：催化剂中氯被置换形成盐酸，对废气系统、再生系统、稳定塔、脱丁烷塔和进料/预热交换器造成腐蚀；含盐酸蒸汽流经分馏工段，可导致盐酸露点腐蚀；氯丙烯装置：盐酸吸收塔塔底进入的HCl气体吸收后成为盐酸，塔体及氯化氢气体入口及盐酸出口管易发生盐酸腐蚀。主要预防措施常减压装置：控制原油塔进料中的氯化物，使塔顶回流罐液体中的氯化物含量不超过20ppm；改善材质适应性，可将碳钢升级为镍基合金或钛；进行注水稀释，急冷塔顶工艺物料，通过稀释降低盐酸浓度；按pH值情况在脱盐装置下游注入适量苛性碱，控制碱液温度、浓度和注入量，避免进料预热系统的碱应力腐蚀开裂和积垢；将缓蚀剂（氨、中和胺和成膜胺等）注入常压塔塔顶操作温度在露点以上的管线；加氢装置：降低上游装置中氯化物盐、盐酸胺盐的夹带量；降低氢气中盐酸夹带量，可安装专用洗涤器或保护床；易发生盐酸腐蚀的部位采用耐蚀镍基合金；催化重整装置：采用与上述加氢装置相同的措施；降低进料中的水和/或含氧物质，减少催化剂中氯化物脱离量；采用加装特殊吸附剂的脱氯设备；氯丙烯装置：内衬橡胶类非金属材料；内衬环氧树脂类非金属材料；采用整体石墨塔体。检测方法盐酸腐蚀主要对碳钢/低合金钢造成均匀减薄为主的损伤，对奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢造成点蚀为主的。前者一般表现为壁厚减薄，检测方法一般为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定；后者一般表现为点蚀坑/蚀孔，检测方法一般为宏观检查；腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；介质的pH值、氯化物含量的测定和监控；设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。相关或伴随的其他损伤模式氯化铵腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂。4.2电化学腐蚀定义两种相连接的材料浸入电解质液中，由于材料电极电位的不同，形成同时进行的阳极反应和阴极反应过程的腐蚀，这两种材料分别称为阳极材料和阴极材料。损伤机理阳极：M-ne→Mn++ne……………………（2）阴极：Sk++ke→S……………………（3）损伤形态多发生在电解质液中两种材料连接处，损伤形态与材料组合、电解质流体导电性和阳极/阴极相对暴露面积等有关，阳极材料可能发生均匀腐蚀或局部腐蚀，形成蚀坑、蚀孔、沟槽或裂缝等。敏感材料除贵重金属外的所有材料。主要影响因素a)介质：介质须为电解质流体，可传导电流；b)材料组合：两种不同的材料，均与同一个电解质流体接触，材料的电极电位差值越大，电化学腐蚀越严重；c)电气闭合回路：阳极材料和阴极材料之间可发生电荷移动；d)相对暴露面积：阳极材料在同一个电解质流体暴露面积相对阴极越小，腐蚀速率越快；e)表面状态：单一材料，存在表面涂层、钝化膜或结垢等情况时，其自身即可构成电化学腐蚀。易发装置和设备电化学腐蚀可发生在任何电解质流体中存在电气连接的不同材料间；使用不同材质制造的设备、设备钝化膜或涂层发生破损处、埋地管道、江河或海洋中的管道等。主要预防措施a)设计：优化设计，避免形成电化学腐蚀的材料组合，选择同一材料或电极电位相近的材料，或者采用电绝缘的方法是不同材料间不能形成电气闭合回路；b)相对暴露面积：增大阳极/阴极相对暴露面积，减缓阳极的腐蚀速率；c)涂层：为阳极材料与电解质流体接触面设置涂层或钝化膜；d)阴极保护：外部设置合理的保护电极。检测方法a)电化学腐蚀可能造成均匀减薄或在不同材料连接处及材料不连续处局部腐蚀，前者一般表现为壁厚减薄，检测方法为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定；后者一般表现为点蚀坑、蚀孔、沟槽或裂缝，检测方法为宏观检查；b)若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c)定期测量阴极保护装置。相关或伴随的其他损伤模式土壤腐蚀。4.3硫酸腐蚀定义金属与硫酸接触时发生的腐蚀。损伤机理M+H2SO4（稀）→MSO4+H2……………………（4）M+2H2SO4（浓）→MSO4+2H2O+SO2…………（5）损伤形态由稀硫酸引起的金属腐蚀通常表现为壁厚均匀减薄或点蚀，碳钢焊缝和热影响区易遭受腐蚀，在焊接接头部位形成沟槽。浓硫酸多在与金属接触部位形成局部腐蚀，可引起钢制容器及构件的钝化，阻止腐蚀的进行。4.8层下腐蚀定义敷设保温层等覆盖层的金属在覆盖层下发生的腐蚀。损伤机理阳极反应：Me→Men++ne……(12)阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH-（中性或碱性溶液）………………(13)O2+4H++4e→2H2O（酸性溶液）……(14)损伤形态a)碳钢和低合金钢遭受腐蚀时主要表现为覆盖层下局部减薄；b)奥氏体不锈钢遭受腐蚀时可能发生覆盖层下金属表面应力腐蚀，因覆盖层与材料表面间容易在覆盖层破损部位渗水，随着水汽蒸发，雨水中氯化物会凝聚下来，有些覆盖层本身含有的氯化物也可能溶解到渗水中，在残余应力作用下（如焊缝和冷弯部位），容易产生应力腐蚀开裂；c)铝、镁和钛等金属发生层下腐蚀后可在表面生成一层氧化膜，并失去表面金属光泽；d)铜在遭受层下腐蚀时易在金属表面生成绿色腐蚀产物。敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢。主要影响因素a)大气成分：含有氯离子的海洋大气和含有强烈污染的潮湿工业大气易导致严重层下腐蚀；b)覆盖层防护质量：如果覆盖层防护不严密，覆盖层的间隙处或破损处容易容易渗水，水的来源比较广泛，可能来自雨水的泄漏和浓缩、冷却水塔的喷淋、蒸汽伴热管泄漏冷凝等。渗水可导致碳钢和低合金钢的腐蚀，如果渗水中含有氯离子并浓缩聚集，也可导致奥氏体不锈钢的层下表面开裂；c)温度：多发生在-12℃～120℃温度范围内，尤以50℃易发装置和设备a)所有敷设保温层等覆盖层的装置和设备中覆盖层破损处；b)用蒸汽等进行加温伴热的设备和管道；c)法兰和其它管件的覆盖层端口；d)年降雨量较大地区或沿海地区的设备。主要预防措施a)防腐涂层：可使用有机、无机涂层和金属镀层；b)选材：可选用耐候钢、不锈钢，或者在材料冶炼过程中加入Cu、P、Cr、Ni等合金元素；c)控制覆盖层质量：一般认为覆盖层良好的情况下几乎不会发生层下腐蚀，对于覆盖层破损的部位应及时进行修复；d)环保：增强大气环境保护，减少大气中的污染物含量；e)操作温度：如果工艺允许尽量避开层下腐蚀敏感温度区间运行。检测方法a)检测方法一般为覆盖层宏观检查＋覆盖层破损部位/有怀疑部位壁厚测定；b)导波法可对未拆除覆盖层部位进行一定条件下的截面腐蚀减薄量检测；c)管道自动爬行检测器可以对满足仪器检测条件的管道进行覆盖层下腐蚀检测。相关或伴随的其他损伤模式大气腐蚀、氧化腐蚀、氯离子应力腐蚀开裂。4.9土壤腐蚀定义金属接触到土壤时发生的腐蚀。损伤机理阳极反应：Me→Men++ne……………………(15)阴极反应因土壤性质而异。损伤形态土壤腐蚀多表现为局部腐蚀，形成蚀坑甚至蚀孔，腐蚀的严重程度取决于局部的土壤条件和设备金属表面环境条件的变化。敏感材料碳钢、铸铁、球墨铸铁。主要影响因素a)土壤电阻率：电阻率大的土壤对金属的腐蚀性较低；b)水分含量：水分含量大的土壤对金属的腐蚀性较强；c)溶解盐浓度：溶解盐浓度大的土壤对金属的腐蚀性较强；d)酸度：酸度大的土壤对金属的腐蚀性较强；e)温度：土壤的腐蚀速率随金属温度的增加而增加；f)位置：土壤和空气的界面区域湿度和氧气有利于土壤腐蚀的发生；g)保护层：保护层良好的部位腐蚀情况轻微，保护层破损处或效果较差的位置腐蚀情况较严重；h)阴极保护：保护良好的部位腐蚀情况轻微，保护效果较差的位置腐蚀情况较严重；i)其他：土壤多样性、杂散电流、微生物、氧浓差等。易发装置和设备a)埋设于地下并与土壤直接接触的设备；b)埋设于地上，但设备的底部或其他某部位与土壤直接接触的设备；c)埋地或半埋地管道；d)设立在地面上且有一部分与土壤相连的金属支撑结构。主要预防措施a)采用特殊回填填料或回填方式，改善设备周围的土壤条件；b)保护层：可使用有机、无机涂层和金属镀层；c)阴极保护：设置有效的阴极保护设施。检测方法a)参考电极法：地下结构可测量设备附近专用参考电极；b)压力试验：验证遭受腐蚀后结构的强度；c)导波检测：应用于管涌、埋地或半埋地管道检测；d)管道自动爬行检测：对满足检测条件的管道可进行管内壁和覆盖层下腐蚀检测。相关或伴随的其他损伤模式电化学腐蚀。4.10高温硫化物腐蚀(无氢气环境)定义无氢气环境中碳钢或低合金钢等与硫化物反应发生的腐蚀。损伤机理M＋RS→MS＋R………………(16)损伤形态a)多为均匀减薄，有时表现为局部腐蚀，高流速时局部腐蚀明显；b)腐蚀发生后部件表面多覆盖硫化物膜，膜厚度跟材料、介质腐蚀性、流速和杂质浓度有关。敏感材料a)所有铁基材料，包括碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢；b)镍基合金会不同程度地发生硫化物腐蚀，腐蚀速率取决于材料合金元素，尤其是Cr含量；c)和碳钢相比，铜合金发生硫化物腐蚀的起始温度更低。主要影响因素a)合金元素：硫化物腐蚀取决于反应产生的保护性硫化物膜的钝化能力，一般而言，Cr含量越高，耐硫化物腐蚀能力越强；b)温度：铁基合金的硫化物腐蚀通常在金属温度超过260℃c)硫含量：物料中的硫腐蚀是指在高温下能够发生热分解生产硫化氢的硫化物和其他活性含硫物引起的腐蚀，与介质中的总硫含量不具有完全对应性；d)流速：反应产生的硫化物保护膜可以提供不同的防护效果，保护膜的钝化能力除受合金成分影响外，还跟介质的流速有关，高流速下保护膜容易被破坏掉，使腐蚀速度加剧。易发装置和设备a)在常减压、催化裂化、焦化炉、加氢裂化和加氢精制装置中较常见；b)处理含硫物料的设备和管道的高温段；c)使用油、气、焦和其它燃料的加热炉，腐蚀程度取决于燃料中的硫含量；d)暴露在含硫气体中的锅炉等高温设备。主要预防措施a)材质升级：提高材料中Cr的含量；b)复合层防护：采用复合层为奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢的复合材料；c)低合金钢渗铝：可降低硫化速率，但无法提供彻底防护。检测方法a)监测工艺条件：温度和硫含量的变化；b)测厚：条件允许的情况下采用超声波测厚，注意壁厚变化；c)射线检测：射线检测可有效检出局部腐蚀区域；d)验证系统：对在硫化物腐蚀环境中使用的合金，应在采购体系中进行验证和核实其合金成分，并应使该过程可追溯。相关或伴随的其他损伤模式高温硫化物腐蚀（氢气环境）4.11高温硫化物腐蚀(氢气环境)定义氢气环境中碳钢或低合金钢等与硫化物反应发生的腐蚀。损伤机理M＋RS→MS＋R………………(17)损伤形态通常表现为均匀减薄，同时生成FeS保护膜，膜层大约是被腐蚀掉的金属体积的5倍，并可能形成多层膜；金属表面保护膜因结合牢固且有灰色光泽，易被误认为是没有发生腐蚀的金属。敏感材料碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢。主要影响因素温度：铁基合金的硫化物腐蚀通常在金属温度超过260℃合金元素：一般而言，Cr含量越高，合金耐硫化物腐蚀能力越强，但Cr含量低于9%（质量比）时，对材料耐腐蚀性能提高意义不大。按耐蚀性能由低到高排列：碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢。Cr含量相近的奥氏体不锈钢材料其耐腐蚀能力相近，含Cr的镍基合金也是如此；氢分压：临氢条件下硫化物腐蚀产生的保护性膜的稳定性被破坏，钝化能力下降，腐蚀加快。存在高氢分压时，腐蚀速率比无氢或低氢分压环境下的硫化物腐蚀速率高得多；硫化氢分压：腐蚀速率随硫化氢分压的增加而增大。易发装置和设备处理高温氢气/硫化氢介质的设备和管道中易发生这种腐蚀，典型的有加氢精制和加氢裂化装置；注氢点下游的设备和管道腐蚀速率较高。主要预防措施使用Cr含量高的合金，在服役温度下奥氏体不锈钢如022Cr19Ni10，022Cr17Ni12Mo2，06Cr18Ni11Ti和06Cr18Ni11Nb耐蚀能力较强；优化工艺，降低氢分压。检测方法a)监测工艺条件：实际金属壁温和硫含量的变化；b)测厚：条件允许的情况下采用宏观检查＋超声波测厚检测壁厚变化。相关或伴随的其他损伤模式高温硫化物腐蚀（不含H2）4.12环烷酸腐蚀定义在204～400℃温度范围内，环烷酸对金属材料的腐蚀。损伤机理RCOOH＋M→MRCOO＋H…………(18)损伤形态高流速区可形成局部腐蚀，如孔蚀、带锐缘的沟槽；低流速凝结区，碳钢、低合金钢和铁素体不锈钢的腐蚀表现为均匀腐蚀或孔蚀。敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍基合金。主要影响因素酸值：腐蚀速率随烃相酸值的增加而增大，烃相指不含游离水的热干烃，酸值通常用中和值或总酸值表征。原油中不同环烷酸其腐蚀性不一，腐蚀速率与总酸值的关系不能完全对应，是由实际介质成分决定的；温度：通常发生在温度范围为218～400℃的烃相介质中，随着温度的升高腐蚀加剧，超过这个温度范围偶见腐蚀发生；硫含量：烃相中的硫可反应生成硫化亚铁保护膜，对环烷酸腐蚀有减缓作用，硫含量越低，对环烷酸腐蚀越有利；流速：流速越高，腐蚀速率越大；相态：两相流（气相和液相）、湍流区、蒸馏塔的气相露点部位腐蚀严重；材料：合金中Mo元素可以提高耐蚀性，Mo含量下限为2%（质量比），具体Mo含量可根据原油及物料中的总酸值确定；易发装置和设备常减压装置加热炉炉管、常压和减压转油线、减底油管线、常压汽油循环系统，减压渣油和减压汽油循环系统。以一次加工为高酸原油产品为原料的延迟焦化装置轻油系统和蜡油系统中可能发生环烷酸腐蚀；管道高流速、湍流、流向改变的部位，如阀门、弯头、三通、减压器位置，以及泵内构件、设备和管道焊缝、热偶套管等流场受到扰动的部位；常压塔、减压塔内构件在闪蒸区、填料和高酸物流凝结或高速液滴冲击的部位易发生腐蚀；常减压装置的下游装置内注氢点之前热烃物料系统。主要预防措施掺炼：原设计不耐环烷酸腐蚀的装置或系统部件，原料油混合掺炼，降低酸值或适当提高硫含量；材质选用：使用Mo含量高的合金来提高耐蚀性，严重腐蚀时宜采用022Cr19Ni13Mo3奥氏体不锈钢；缓蚀剂：选用合适的缓蚀剂；检测方法a)监测工艺条件：原油和侧线物流中的酸值监测，确定酸在不同馏分中的分布；b)测厚：采用宏观检查＋超声波测厚，检测壁厚变化；c)射线检测：射线检测可有效检出局部腐蚀区域；d)探针或挂片：设置电阻腐蚀探针和腐蚀挂片；e)腐蚀产物监测：检测物流中的Fe和Ni含量来评估系统的腐蚀程度；f)氢通量监测：使用氢探针监测氢通量。相关或伴随的其他损伤模式无。4.13氧化腐蚀定义高温下金属与氧气发生反应生成金属氧化物的过程。损伤机理在高温下，氧气和金属反应生成氧化物膜。通常发生在加热炉和锅炉燃烧的含氧环境中。损伤形态多数合金，包括碳钢和低合金钢，氧化腐蚀表现为均匀减薄，腐蚀发生后在金属表面生成氧化物膜；奥氏体不锈钢和镍基合金在高温氧化作用下易形成暗色的氧化物薄膜。敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、镍基合金。主要影响因素温度：碳钢随温度升高腐蚀加剧，538℃合金成分：碳钢和其它合金的耐蚀性通常取决于材料的Cr含量，奥氏体不锈钢在816℃易发装置和设备加热炉、锅炉和其它火焰加热器等高温环境中运行的设备，尤其是在温度超过538℃主要预防措施材质选用：首选Cr含量高的材质，次选添加Si和Al的材料；保护层：敷设表面保护层将金属表面与高温氧化性氛围隔离开。检测方法监测工艺条件：温度监测，防止运行超温；厚度测量：超声波测厚。相关或伴随的其他损伤模式层下腐蚀。4.14冷却水腐蚀定义冷却水中由溶解盐、气体、有机化合物或微生物活动引起的碳钢和其它金属的腐蚀。损伤机理溶解氧氛围：阳极为Fe→Fe2++2e…………（19）阴极为O2+2H2O+4e→4OH-…………………（20）溶解盐氛围：Fe＋2H2O→Fe(OH)2＋H2………………（21）或2Fe＋O2+2H2O→2Fe(OH)2………………（22）有机化合物或微生物的存在会直接造成点蚀，典型情况有铁细菌或者硫酸盐还原菌的点蚀。损伤形态溶解氧下冷却水对碳钢的腐蚀多为均匀腐蚀；冷却水腐蚀主要推动因素为垢下腐蚀、缝隙腐蚀或微生物腐蚀时，局部腐蚀较为常见；冷却水在管嘴入口/出口或管线入口易形成冲蚀或磨损，形成波状或光滑腐蚀；在电阻焊制设备或管道的焊缝区域，冷却水腐蚀多沿焊缝熔合线形成腐蚀沟槽。敏感材料碳钢、所有不锈钢、铜、铝、钛和镍基合金。主要影响因素温度：冷却水出口温度和/或工艺物料侧入口温度的升高会增加腐蚀速度和结垢倾向。工艺物料侧的温度高于60℃时淡水冷却水存在结垢倾向，工艺物料侧温度继续升高或冷却水入口温度升高时，这一倾向更明显。海水冷却水或含盐冷却水出口温度高于46氧含量：冷却水氧含量增加会导致碳钢的腐蚀速率增大；结垢：垢层可由矿物沉淀（硬的）、淤泥、悬浮的有机材料、腐蚀产物、轧制氧化皮、海水和微生物生长形成，造成垢下腐蚀；流速：流速足够时可降低结垢，并冲出沉积物，但不能过高以至引发冲刷腐蚀，流速的限制取决于管线材质和水质。低流速时通常腐蚀严重，流速低于1米/秒容易导致结垢、沉积，在冷却水用于凝结器/冷却器的壳程时，介质流动死区或滞流区部位腐蚀加剧，比管程腐蚀严重；水质：奥氏体不锈钢在淡水、海水和含盐水系统中可产生点蚀、缝隙腐蚀和环境开裂；铜/锌合金在淡水、海水和含盐水系统会发生脱锌腐蚀；铜/锌合金在含氨或铵化合物的冷却水中会发生环境开裂；电阻焊接制造的碳钢设备在淡水、海水中会在焊缝或热影响区发生严重腐蚀；钛和其他阳极材料连接可能发生严重的氢脆，温度高于82℃易发装置和设备所有水冷换热器和冷却塔设备。主要预防措施系统改进：系统设计改进、运行优化和进行化学处理来防护，如冷换设备设计时冷却水走管程；温度：入口设计温度应低于57℃流速：流速须有最小流速和最大流速范围限制，尤其是使用含盐水时；材质选用：选用耐蚀性好的材质，尤其对于在高含氯、低流速、高温度和/或水处理不当的冷却水系统中运行的换热设备；清洗：对换热管内外表面进行定期清洗。检测方法水质监测：对pH值、氧含量、回流比、残存药剂量、微生物活性、冷却水出口温度、烃污染程度和工艺泄漏情况进行监测；U因子计算：定期计算换热器性能指标U因子，掌握结垢和杂质状况；流速监测：用超声波流速仪检测冷却水流速；涡流检测或内部旋转检测系统检查：对管线进行涡流检测或内部旋转检测系统检查；取样分析：对有代表性的管子进行取样，剖管分析。相关或伴随的其他损伤模式微生物腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂、电化学腐蚀。4.15锅炉冷凝水腐蚀定义锅炉系统和蒸汽冷凝水回水管道上发生的均匀腐蚀和点蚀。损伤机理含氧腐蚀：阳极反应Fe→Fe2++2e…………（23）阴极反应O2+2H2O+4e→4OH-……（24）后续反应Fe2++2OH-→Fe(OH)2…………………（25）4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3……………（26）Fe(OH)2+2Fe(OH)3→Fe3O4+4H2O…………（27）CO2腐蚀：前期反应2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O……………（28）CO2+H2O=H2CO3……（29）H2CO3=H++HCO3-………（30）阳极反应：Fe→Fe2++2e……………（31）阴极反应：2H++2e→H2……………（32）损伤形态含氧锅炉冷凝水腐蚀为点蚀，多呈溃疡状，在金属表面形成黄褐色或砖红色鼓包，直径从1毫米～30毫米不等，为各种腐蚀产物组成，腐蚀产物去除后，可见金属表面的腐蚀坑；CO2腐蚀为均匀腐蚀，形成光滑的腐蚀沟槽，锅炉水除氧不彻底时同时发生点蚀；铜合金在含氨氛围或铵盐存在时可发生应力腐蚀开裂。敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铜合金。主要影响因素O2浓度：溶解的氧气浓度越高，腐蚀越严重；CO2浓度：溶解的CO2浓度越高，腐蚀越严重；pH值：pH值越低，腐蚀越严重；温度：温度越高，腐蚀越严重，一般加热器和省煤器位置腐蚀严重；水质：使用合适的除氧剂，进行良好的除垢化学处理，腐蚀后形成有效的Fe3O4保护膜，可有效减缓腐蚀；铜合金应避免接触含联氨、中和氨或铵盐的锅炉冷凝水。易发装置和设备锅炉外处理系统、脱氧设备、给水线、泵，级间换热器/省煤器/蒸汽发生系统的水和火侧，以及冷凝水回流系统。主要预防措施除氧处理：机械除氧和药剂除氧均可减少系统含氧量，通常会保持一定量的残存除氧剂进入后续蒸汽发生系统，以除去脱氧器以后混入的氧气；缓蚀剂：冷凝水回流系统存在的CO2会破坏结垢或腐蚀形成的保护膜，添加缓蚀剂则可减缓腐蚀程度。检测方法水质监测：监测参数包括pH、导电率、氯含量、残余药剂量及硬度；操作程序：对于复杂锅炉冷凝水系统的爆管或冷凝水泄漏目前没有可靠的预知性检测办法，制订合适的操作程序并严格执行尤为重要；表面检测：湿荧光磁粉检测可在停车状态下有效检测除氧器的开裂。相关或伴随的其他损伤模式二氧化碳腐蚀、腐蚀疲劳、冲蚀/冲蚀腐蚀。4.16烟气露点腐蚀定义燃料燃烧时燃料中的硫和氯类物质形成二氧化硫、三氧化硫和氯化氢，低温（露点及以下）遇水蒸气形成酸从而对金属造成的腐蚀。损伤机理燃烧烟气中的硫或氯——→SO2（SO3）或HCl………………(33)燃烧SO2＋H2O→H2SO3…………(34)SO3＋H2O→H2SO4…………（35）损伤形态烟气露点腐蚀是亚硫酸腐蚀、硫酸腐蚀和盐酸腐蚀中某种腐蚀或几种腐蚀共同作用的综合结果；发生在省煤器的碳钢或低合金钢部件的烟气露点腐蚀表现为大面积的宽浅蚀坑，形态取决于硫燃烧后凝结时形成的酸性产物；对于余热锅炉中的奥氏体不锈钢制给水加热器部分，可能发生环境开裂并形成表面裂纹。敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢。主要影响因素氯含量：氯含量越高，腐蚀越严重；硫含量：如果金属温度低于露点温度，会发生硫酸和亚硫酸露点腐蚀；温度：硫酸露点与烟气中SO3浓度有关，一般为138℃，同理HCl露点一般为54易发装置和设备使用含硫燃料的加热炉或锅炉在省煤器和烟囱处都可能发生与硫致烟气露点腐蚀；余热锅炉进水温度低于HCl露点温度时，奥氏体不锈钢制给水加热器可能在烟气侧发生氯致烟气露点腐蚀，即氯化物应力腐蚀；燃气轮机排放气含有氯化物时，其余热回收设备的奥氏体不锈钢制给水加热器可能发生氯致烟气露点腐蚀，即氯化物应力腐蚀；使用氯化物除菌剂的冷却塔飞溅物可能进入燃气轮机系统，导致余热回收设备给水加热器损伤。主要预防措施保持锅炉和加热炉的金属壁温不低于硫酸露点温度；介质含氯的余热锅炉，其给水加热器材质不选用奥氏体不锈钢；燃油锅炉进行水洗除灰作业的最后一次水洗后可加入碳酸钠等对酸进行中和。检测方法超声波测厚可监测省煤器管子的壁厚减薄；目视检测和渗透检测可发现奥氏体不锈钢的应力腐蚀。相关或伴随的其他损伤模式盐酸腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂。4.17碱腐蚀定义高浓度的苛性碱或碱性盐，或因蒸发及高传热导致的局部浓缩引起的金属腐蚀。损伤机理高浓度的苛性碱或碱性盐可导致均匀腐蚀，局部浓缩致碱腐蚀表现为局部腐蚀。损伤形态局部浓缩致碱腐蚀表现为局部腐蚀，锅炉管子的腐蚀沟槽或热障垢层下的局部减薄均属此类；垢下局部腐蚀在垢层的遮掩下一般不太明显，使用带尖锐前端的设备轻击垢层可有助于观察到局部腐蚀情况；水汽界面的介质浓缩区域在腐蚀后形成局部沟槽，立管可形成一个环形槽，水平或倾斜管可在管道顶端或在管道相对两边形成纵向槽；温度高于79℃的高强度碱液可导致碳钢的均匀腐蚀，温度升高至95敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢。主要影响因素碱浓度：碱浓度越高，腐蚀越严重。这里的碱指总碱量，包括工艺注碱、药剂含碱、泄漏混入碱盐；局部浓缩度：蒸发、沉积、分离等局部浓缩形成高浓度碱区；温度：温度越高腐蚀越严重。易发装置和设备锅炉和蒸汽发生器，以及部分换热器；常减压蒸馏装置原油进料注碱部位；常减压蒸馏装置预热器、加热炉炉管和转油线内的注碱部位，尤其是注入的碱不能和油气充分混合时可能发生严重局部腐蚀；采用碱进行产品脱硫的装置。主要预防措施优化设计：注入足量的水来降低碱浓度，或控制加热炉炉膛的燃烧强度以避免炉管过热，或减少凝汽器入口的碱盐量；优化注碱设施：注碱设施应能对注入碱和介质进行有效的混合，避免碱在器壁高温部位发生浓缩；碳钢和奥氏体不锈钢在66℃检测方法超声波测厚：可有效检测到由碱致均匀腐蚀，碱致局部腐蚀可通过目视检测＋超声波测厚进行有效检测；注入点监测：对注入点下游进行腐蚀监测，如定点测厚、导波检测和射线扫描；无法打开检测的蒸汽发生器可用内窥镜辅助目视检测。相关或伴随的其他损伤模式蒸汽阻滞。4.18石墨腐蚀定义铸铁的铁基体被腐蚀，形成多孔石墨和金属腐蚀产物的过程。损伤机理阳极反应Fe→Fe2++2e…………（36）阴极反应O2+2H2O+4e→4OH-………(37)或2H＋+2e→H2…………（38）损伤形态可发生大面积的均匀腐蚀，或局限在小范围的局部区域；腐蚀部位材质硬度降低，可用锐器轻易凿刻。敏感材料灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。主要影响因素时间：铸铁在腐蚀介质中的暴露时间越长，腐蚀越严重；温度：通常低于93℃湿度：潮湿或有水的环境易发生石墨腐蚀；pH值：pH越低，腐蚀越严重；流速：多数损伤发生在滞流区。易发装置和设备软水、盐水、井水、稀酸、地下管线、消防水系统、锅炉给水系统、水泵（包括泵叶轮）、阀门和地下铸铁管线最为常见。主要预防措施保护层：设置防腐涂层或水泥衬里；阴极保护：严重的腐蚀环境宜采用阴极保护。检测方法硬度测定：选择有代表性的部位进行硬度测定；导波检测和超声波衰减检测；金相检测。相关或伴随的其他损伤模式脱金属腐蚀。4.19硫氢化铵腐蚀(碱性酸性水)定义金属材料在存在硫氢化铵(NH4HS)的碱性酸性水中遭受的腐蚀。损伤机理NH4HS＋H2O+Fe→FeS+NH3·H2O+H2………………（39）损伤形态a)介质流动方向发生改变的部位，或浓度超过2%（质量比）的紊流区易形成严重局部腐蚀；b)介质注水不足的低流速区可能发生局部垢下腐蚀，对于换热器管束可能发生严重积垢并堵塞；c)硫氢化铵会迅速腐蚀耐酸黄铜管和其它铜合金。敏感材料a)碳钢耐硫氢化铵腐蚀能力较差；b)奥氏体不锈钢、双相不锈钢、铝合金和镍基合金具有较强的抗腐蚀性，具体腐蚀速率与硫氢化铵浓度和流速有关。主要影响因素a)pH值：pH值接近中性时腐蚀性较低；b)浓度：腐蚀随着硫氢化铵浓度增大和流动速度加快而增加。浓度低于2%（质量比）时，腐蚀性较低；浓度超过2%（质量比）时，具有明显的腐蚀性；c)流速：低流速区易发生垢下腐蚀，高流速区易发生冲刷腐蚀；d)紊流状态：紊流区易发生腐蚀；e)温度：温度低于66℃f)杂质：注入加氢反应器废气的洗涤水中，氧元素和铁元素可导致腐蚀增加和积垢增多，氰化物存在时破坏硫化物保护膜导致腐蚀严重。g)合金成分：碳钢耐腐蚀能力较差，奥氏体不锈钢、双相不锈钢、铝合金和镍基合金具有较强的抗腐蚀性。易发装置和设备a)加氢装置：空气冷却器联管箱、进出口管道以及换热器管束；反应器产物分离器的进出口管道、酸性水排出管（尤其是控制阀下游位置）；高压分离器的气相管线；汽提塔塔顶。b)催化裂化装置：硫氢化铵浓度通常小于2%（质量比），多在介质低流速或高流速部位，以及或存在氰化物的部位发生严重腐蚀。c)酸性水汽提塔：汽提塔塔顶管道、冷凝器、回流罐和回流管道。d)酸性水处理装置：再生塔塔顶设备和回流管道。e)延迟焦化装置：分馏塔下游的气体提浓装置。主要预防措施优化设计：空冷器的进出物流采用对称结构，保持物料压力平衡；浓度监控：硫氢化铵浓度超过2%（质量比）以上，尤其是达到8%（质量比）或更高时，应对介质流速进行分析，确定腐蚀倾向。通常硫氢化铵浓度超过8%（质量比）时，碳钢腐蚀严重；流速：材质采用碳钢的设备和管道，介质流速宜保持在3～7米/秒的范围内，流速超过7米/秒时，为防止冲刷腐蚀，应采用优异的耐蚀合金材料，可选NS142、双相不锈钢等；注水：注入适量无氧洗涤水稀释硫氢化铵；选材：酸性水汽提装置中的塔顶冷凝器宜用钛或哈氏合金，存在冲蚀的部位不应使用铝管换热器。检测方法腐蚀区划分：取样和计算硫氢化铵，结合流速确定腐蚀敏感区、腐蚀一般区和腐蚀轻微区；厚度监测：对腐蚀敏感区，尤其是高流速区和低流速区、控制阀下游部位经常进行超声波测量、导波检测或射线扫描；钢制空冷器管：内部旋转检测系统检测、远场涡流检测和漏磁检测；非磁性空冷器管：涡流检测；注水监控：注入水的水质和流量监控。相关或伴随的其他损伤模式冲蚀/冲蚀腐蚀。4.20氯化铵腐蚀定义氯化铵在一定温度下结晶成垢，垢层吸湿潮解或垢下水解均可能形成低PH值环境，对金属造成腐蚀。损伤机理NH4Cl＋H2O→HCl＋NH3H2O……（40）损伤形态腐蚀部位多存在白色、绿色或灰色盐状沉积物，若停车时进行水洗或吹扫，会除去这些沉积物，其后目视检测时沉积物可能会不明显；垢层下腐蚀通常为局部腐蚀，易形成蚀坑或蚀孔；敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、蒙乃尔合金、双相不锈钢、NS111、NS142、NS336、NS3304、钛。主要影响因素材质：按耐蚀性能由低到高为碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、蒙乃尔合金、双相不锈钢、NS111、NS142、NS336、NS3304、钛；成垢（结晶）程度：高温物料冷却时氯化铵盐会析出成垢（结晶），其程度取决于氯化铵浓度和温度，当温度处于水露点温度（约149℃水份：氯化铵盐易吸湿潮解，并形成局部酸性环境，存在少量水时可造成严重腐蚀，最大腐蚀速率可达2.5毫米/温度：腐蚀速率随温度的升高而增大，超过水露点后随温度的升高而降低。易发装置和设备常减压塔塔顶：塔顶、塔内上部塔盘、塔顶管线及换热器易发生垢下腐蚀；塔顶循环回流物料含有氯化铵时腐蚀严重；加氢装置：反应器流出物会发生氯化铵垢下腐蚀，可能发生结垢的换热器应进行水冲洗；催化重整装置：反应器流出物和循环氢系统会发生氯化铵垢下腐蚀；流化床催化裂化装置和焦化装置：分馏塔塔顶和顶回流系统会发生氯化铵垢下腐蚀。主要预防措施耐点蚀的合金同样具有较好的耐氯化铵盐腐蚀性能，但即便是最耐点蚀的镍基合金和钛合金也会在氯化铵盐环境中发生点蚀；常减压装置：电脱盐、脱盐后的原油中注碱，降低塔进料中的氯盐含量；塔顶管线注水冲洗沉积盐；注入成膜胺型缓蚀剂缓解腐蚀；加氢装置：降低反应器原料中的氯化物含量；控制补充氢中的氯元素含量；反应产物系统连续或间断注水冲洗氯化铵沉积；催化重整：反应产物采取脱氯处理，或注水冲洗，注水量须控制合理；塔顶系统可注入成膜胺型缓蚀剂缓解腐蚀。检测方法氯化铵盐垢下腐蚀通常为局部腐蚀，由于垢层的遮蔽，目视检测存在一定困难；壁厚测定：射线扫描或超声波检测壁厚减薄；温度控制：监测进料和出料中的水份含量以确定氯和氨的含量，通过工艺计算来确定氯化铵浓度和露点温度，计算氯化铵盐沉积温度并控制壁温始终在该温度以上；监测换热器的压力降和热效率，压力降异常升高且热效率明显降低时可能已发生严重的氯化铵盐垢层沉积；腐蚀挂片或探针，由于氯化铵盐必须能沉积在探针表面才可有效监测腐蚀，不是有效性很高的检测方法。相关或伴随的其他损伤模式盐酸腐蚀。4.21酸性水腐蚀(酸性酸性水)定义含有硫化氢且pH值介于4.5和7.0之间的酸性水引起的金属腐蚀，介质中有时可能含有二氧化碳。损伤机理阳极反应：Me→Men++ne…………（41）阴极反应：2H＋+2e→H2……………（42）损伤形态碳钢的酸性水腐蚀一般为均匀减薄，有氧存在时易发生局部腐蚀，形成沉积垢时可能发生垢下局部侵蚀，含CO2的环境可能伴有碳酸盐应力腐蚀；奥氏体不锈钢易发生点蚀、缝隙腐蚀，有时伴有氯化物应力腐蚀。敏感材料碳钢耐酸性水腐蚀能力较低；奥氏体不锈钢、铜合金和镍基合金耐腐蚀能力较好。主要影响因素H2S浓度：腐蚀速率随酸性水中H2S浓度的升高而增大，酸性水中H2S浓度取决于气相中H2S分压、温度和pH值，在一定的压力下，酸性水中的H2S浓度随温度增加而降低；pH值：H2S浓度增加会降低溶液的pH值，最低可达4.5，形成较强的酸性环境，腐蚀加剧。pH高于4.5时会形成硫化亚铁保护膜，降低腐蚀速率。有些场合则可能形成一个多孔的硫化物厚膜，不仅不能降低均匀腐蚀速率，甚至会加剧垢下腐蚀；杂质：HCl和CO2会降低pH值（酸性更强），氨会增加pH值且可能形成碱性酸性水，即硫氢化铵腐蚀。空气或氧化剂的存在会增加腐蚀，并导致点蚀或垢下腐蚀；流速：高流速冲刷易致硫化亚铁保护膜被破坏，腐蚀速率增大。易发装置和设备催化裂化装置和焦化装置的气体分离系统塔顶H2S含量高、NH3含量低的部位。主要预防措施奥氏体不锈钢可用于温度低于60℃铜合金和镍基合金一般不易发生酸性水腐蚀。当存在氨时，铜合金会发生腐蚀。检测方法壁厚测定：碳钢腐蚀一般为均匀减薄，在高流速或湍流区域会发生局部腐蚀，尤其在水汽凝结的部位，可采用超声波检测或射线扫描确定局部减薄状况；工艺和腐蚀监测：酸性水应定期进行pH值监测；探针或挂片：设置探针或挂片，监测腐蚀速率。相关或伴随的其他损伤模式湿H2S破坏、碳酸盐应力腐蚀开裂。4.22冲蚀/冲蚀腐蚀定义固体﹑液体﹑气体及其混合物的运动或相对运动造成的表面材料机械损耗。损伤机理流体与金属之间产生切应力，能剥离金属表面层或腐蚀产物，使新鲜的金属表面暴露出来，形成快速腐蚀。损伤形态冲蚀/冲蚀腐蚀可以在很短的时间内造成局部严重腐蚀，典型情况有腐蚀坑、沟、锐槽、蚀孔和波纹状形貌，且具有一定的方向性。敏感材料所有金属、合金和耐火材料。主要影响因素介质腐蚀性：冲蚀一般与介质腐蚀同时发生，冲蚀可破坏介质腐蚀产生的保护膜，导致材料损失加剧；硬度：硬度低的合金易发生冲蚀，高流速时腐蚀严重。在介质腐蚀占主导的场合，硬度对材料耐腐蚀能力的影响有限；流速：对于不同的环境/材料组合，介质流速须超过对应组合情况下的门槛值才会发生冲蚀，流速越高，腐蚀越严重；组分：介质组分的相态，夹带颗粒的尺寸、密度和硬度均影响冲蚀能力；易发装置和设备输送流动介质的所有设备：管道系统，尤其是弯头、三通和异径管部位，以及调节阀和限流孔板的下游部位。设备系统，典型情况有泵、压缩机、发动机、叶轮、搅拌器、搅拌罐、换热器管束、监检测孔板、涡轮叶片、喷射器、出入口接管、刮片、切割片和防冲板等；催化裂化装置反再系统的催化剂处理系统、焦化装置的焦炭处理系统，尤其是这些系统中的泵、压缩机和旋转设备；加氢反应器废水管道可能同时发生硫氢化铵致酸性水腐蚀/冲蚀；常减压装置的设备和管道可能同时发生环烷酸腐蚀/冲蚀；采油装置泥浆输送管道系统，尤其是系统中的泵、压缩机和旋转设备。主要预防措施设计优化：选择合适的结构和尺寸，典型措施有增加管道直径降低介质流速，采用流线型弯头，增加冲蚀部位壁厚，设置易更换的防冲板等；选材：采用耐蚀金属或合金降低介质腐蚀性，形成更致密的保护膜。采用硬度值高的材质，或增设耐磨衬里，或进行表面强化处理等；工艺改进：介质除气、旋风分离除固、注入冷凝液或抑制剂。检测方法壁厚测定：对高流速部位或怀疑部位采用超声检测或射线扫描进行壁厚测定；探针或挂片：采用在线电阻探针或专业腐蚀挂片进行腐蚀监测；红外检测：设备服役过程中检测耐火衬里的完好状态。相关或伴随的其他损伤模式无。4.23燃灰腐蚀定义高温燃灰在金属表面沉积和熔化，致使材料损耗的过程。损伤机理燃灰腐蚀是材料在高温下的加速损伤，燃料中的杂质（主要为S、Na、K、V）在加热炉、锅炉和燃气涡轮的金属表面沉积和熔化时发生，生成的熔渣熔解了表面的氧化物膜，使膜下新鲜金属能和氧气反应生成氧化物，不断损坏管壁或部件。损伤形态燃灰腐蚀可表现为严重的金属损耗，且伴有结渣，金属腐蚀速率可达到25毫米/年；金相检查和沉积物分析技术可用于确定燃灰腐蚀是否存在；过热器和再热器燃灰沉积物至少可分为两层：附着在部件上的沉积物最为重要，在室温下呈暗灰色或黑色的外观；熔融态硫酸盐腐蚀产物则覆盖在表面，形成粘着力很强的玻璃状硬垢。去除燃灰沉积物后，金属基体表面呈鳄鱼皮状，腐蚀沟纵横交错。燃灰层的玻璃状硬垢层和基体金属间存在明显的光滑界面；水冷壁开裂以环向为主，轴向较少见。敏感材料所有加热炉和锅炉的常用材料；镍基耐蚀合金耐蚀性较高。主要影响因素温度：金属温度高于盐的熔融温度时才发生，温度最高的部位腐蚀最严重；合金成分：腐蚀速率因合金成分不同而变化，镍基耐蚀合金耐蚀性较高；燃料类型：燃料油灰中熔盐是五氧化二钒和硫酸钠的混合物，或五氧化二钒和硫化钠的混合物，熔点约538℃；燃煤灰对过热器和再热器的腐蚀是硫酸铁和硫酸钾钠熔盐造成的，熔点在544-610℃间；水冷壁腐蚀是焦硫酸钠和焦硫酸钾的混合熔盐造成的，熔点温度约371℃。存在还原性气体（如富含CO、H2易发装置和设备所有使用上述类型燃料的加热炉或燃气涡轮，以燃烧含钒和钠的燃料油或渣油的加热炉最容易发生；高温度下使用的加热炉炉管的管吊和支撑易遭受严重的燃灰腐蚀；改用燃油驱动的燃气涡轮叶片可能发生燃灰腐蚀；加热炉炉管产生结焦时，炉管部件温度上升，可能高于极限温度，发生燃灰腐蚀；过热器和再热器中温度高于538℃水冷壁温度高于371℃主要预防措施燃料掺混：通过掺混改变燃料类型减缓燃灰腐蚀；设计优化：燃烧器合理设计，减少火焰炙烤和局部过热等可能产生高温的状况；工艺改进：燃烧时保持氧气过量实现燃料充分燃烧，或向燃料中注入特殊的添加剂提高炉渣熔点，并降低沉积物粘附在金属表面或熔解保护性氧化物膜的倾向；选材：管线吊架和支撑等容易产生高温的部件可以采用镍基耐蚀合金，但须同时避免镍基耐蚀合金的低应力破裂。检测方法目视检测：检查燃灰腐蚀的最有效方法，挂渣部位可能金属损失严重；喷丸处理：去除粘附力强的玻璃状硬垢；壁厚测定：超声波检测。相关或伴随的其他损伤模式无。4.24二氧化碳腐蚀定义金属在潮湿的二氧化碳环境（碳酸）中遭受的腐蚀。损伤机理H2O+CO2+Fe→FeCO3+H2………（43）损伤形态腐蚀多发生于气液相界面和液相系统内，以及可能产生冷凝液的气相系统冷凝液部位；腐蚀区域壁厚局部减薄，可能形成蚀坑或蚀孔；介质流动冲刷或冲击作用的部位可能形成腐蚀沟槽，典型腐蚀部位为焊缝根部。敏感材料碳钢、低合金钢。主要影响因素浓度（pH值）：CO2浓度增高，pH值降低，腐蚀性增强；温度：温度低于60℃，主要发生均匀腐蚀，腐蚀速率较低；温度升高至60~110℃范围内，金属表面可生成具有一定保护性的腐蚀产物膜，未得到保护部位发生局部腐蚀，腐蚀速率较大；温度继续升高至110~150℃范围内，均匀腐蚀速率高，且局部腐蚀严重（可形成深腐蚀孔），腐蚀产物为厚而松的FeCO3粗结晶；温度超过150℃，形成细致FeCO3和Fe腐蚀杂质：Cl-的存在可使CO2在溶液中的溶解度减少，腐蚀速率有一定程度的降低；含有H2S杂质时，腐蚀速率增大；介质中的HCO3-会抑制FeCO3的溶解，促进钝化膜的形成，降低腐蚀速率；介质中Ca2+，Mg2+的存在增大溶液离子浓度，使CO2溶解量减少，结垢倾向增大，均匀腐蚀速率降低，局部腐蚀速率增大；介质中存在O2时可引起严重腐蚀；流速：流速越大，腐蚀速率越大；合金元素：Cr元素可提高耐蚀性，Ni可促进CO2腐蚀，Mo、Si、Co可抑制CO2腐蚀；腐蚀产物膜：腐蚀产物膜可由Fe(HCO3)2、FeCO3、Fe3O4、FeS及金属氧化物等不同的物质组成，保护作用以Fe(HCO3)2最好，FeCO3最差。易发装置和设备所有锅炉给水和蒸汽冷凝系统；制氢装置：转换炉低于149℃的转换气易产生腐蚀，最高腐蚀速率可达2.5毫米CO2分离装置：再生器顶部系统；空分装置：压缩空气经冷却后的低点凝液部位。主要预防措施缓蚀剂：液相缓蚀剂可减少蒸汽冷凝水系统的腐蚀，气相缓蚀剂可减少冷凝蒸汽的腐蚀；pH值：液相的pH值提高到6以上可有效降低蒸汽冷凝水系统的腐蚀速率；选材：奥氏体不锈钢可有效抵抗CO2腐蚀，能用于CO2分离设备，同时须注意避免奥氏体不锈钢在现场焊接施工可能造成的敏化。铁素体不锈钢和双相不锈钢具有良好的耐腐蚀性。检测方法检测方法一般为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定，焊缝的腐蚀则应通过宏观检查＋焊缝尺进行检测；若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；探针或挂片：监控实时腐蚀速率；介质分析：pH值、Fe元素含量等。相关或伴随的其他损伤模式冷却水腐蚀、碳酸盐应力腐蚀。4.25胺腐蚀定义金属在胺液中发生的腐蚀。损伤机理胺腐蚀并非直接由胺本身造成，而是胺液中溶解的酸性气体(二氧化碳和硫化氢)、胺降解产物、耐热胺盐(HSAS)和其它腐蚀性杂质引起的金属腐蚀。损伤形态碳钢和低合金钢遭受胺腐蚀时可表现为均匀减薄或局部减薄，以及沉积物垢下腐蚀；介质流速较低时，多为均匀减薄，介质高流速并伴有紊流时，多为局部减薄。敏感材料碳钢、低合金钢。主要影响因素介质：介质对碳钢和低合金钢的侵蚀性从大到小的次序为单乙醇胺(MEA)、二甘醇胺(DGA)、二异丙胺(DIPA)、二乙醇胺(DEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)；耐热胺盐：浓度超过2%（质量比）时，腐蚀性较强，且腐蚀能力随浓度的增大而上升；杂质：氨、硫化氢和HCN(氰化氢)等杂质会加速腐蚀；温度：腐蚀速率随着温度升高而增大。温度高于104℃流速：低流速区一般呈均匀减薄，高流速区尤其存在强紊流时会造成局部减薄。易发装置和设备各类胺处理系统中的设备和管道，如炼油厂中用于脱除硫化氢、二氧化碳或硫醇的胺处理系统，常见于常减压装置、焦化装置、催化裂化装置、重整加氢装置、加氢裂化装置和尾气处理装置；胺处理系统再生塔塔底再沸器和再生器，尤其位于高温且介质流速高的区域，易发生严重腐蚀；胺处理系统中贫/富溶液热交换器的高温部位，以及回收设备是腐蚀易发区域。主要预防措施处理量：用于吸收酸性气体的胺处理系统应控制合适的处理量，避免腐蚀性杂质浓度过高；温度：控制再沸器的温度和再生塔塔顶温度，可降低胺的降解程度；压力：控制高温部位的局部压力降，将闪蒸减到最小程度；材质：无法避免闪蒸时应采用奥氏体不锈钢或其它耐蚀合金，在吸收塔和汽提塔中，宜采用铁素体不锈钢塔盘和内件；耐热胺盐浓度：控制耐热胺盐的浓度可有效降低胺液腐蚀能力，防止氧气内漏也会减少耐热盐形成，胺的储罐和物料缓冲罐应充装惰性气体进行保护；介质：选用既能满足工艺要求腐蚀能力又较低的胺；流速：无论是碳钢还是低合金钢，降低流速均可降低胺液腐蚀能力，如碳钢材质输送的富胺液速度不宜超过2米/秒，输送贫胺液可放宽至7米/秒。检测方法检测方法一般为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定；若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；介质的pH值的测定和监控；腐蚀探针或挂片：监控实时腐蚀速率，如再沸器进料管线和回流管线、温度较高的贫胺/富胺管道、汽提塔塔顶冷凝器管道。相关或伴随的其他损伤模式胺应力腐蚀开裂。4.26微生物腐蚀定义微生物对金属的腐蚀。损伤机理微生物腐蚀（MIC）与介质中的细菌、藻类或真菌等相关，典型情况有硫酸盐还原菌（SRB）、铁氧化菌（IOB）、锰氧化菌（MnOB）、硫氧化细菌、铁还原细菌、酸生产菌（APB）和胞外聚合物生产菌（EPB）。损伤形态微生物腐蚀通常表现为局部垢下腐蚀或微生物簇团处腐蚀；碳钢的微生物腐蚀通常为杯状点蚀，不锈钢的微生物腐蚀通常为表面蚀坑。敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、铝、铜和镍基合金。主要影响因素水份：微生物腐蚀通常发生在水溶液或有水存在的环境中，尤其是在允许或促进微生物生长的滞流或低流速区域；环境：微生物可在苛刻环境中生存和繁殖，典型情况有缺氧、缺光或黑暗、高盐度、pH在0到12之间、温度从-170～113℃之间。环境非受控时，即使只是少量微生物混入，经过增殖扩散，亦可形成强腐蚀性；养分：不同微生物所需养分不同，碳、氮、磷是必要的基本元素。烃或H2S工艺介质泄露混入可引起微生物腐蚀加剧。易发装置和设备换热器、储罐底部水相，低流速或介质流动死角的管线、与土壤接触的管线等；采用水压试验的设备排水后，或露天放置无保护措施的设备；水质处理不良的冷却水储罐和水冷换热器；消防水系统。主要预防措施杀菌剂：采用杀菌剂持续处理，典型杀菌剂有氯、溴、臭氧、紫外线或专用化学剂；流速：限制最低流速，减少低流速或滞流区；水份：水压试验后尽快清空、吹干并防止湿气进入。非存水系统应保持干燥清洁；保护设施：对地下结构进行包覆和阴极保护，储罐的内表面刷涂料；清理：清理有机物可使用刮除、高速水流清洗、化学清洗和微生物处理。检测方法冷却水监测：监测杀菌剂残余量、微生物数量，以及目视检测腐蚀状况；专用探针：监测结垢程度，结垢可能会先于或与微生物腐蚀同时进行；换热器负荷监测：换热器负荷能力降低表明可能存在结垢和微生物腐蚀；气味监测：污水气味异常表明可能存在微生物腐蚀。相关或伴随的其他损伤模式冷却水腐蚀。4.27甲酸腐蚀定义金属与甲酸接触时发生的全面腐蚀/局部腐蚀。损伤机理2M+2HCOOH→2HCOOM+H2………（44）损伤形态碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢发生甲酸腐蚀时可表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。敏感材料碳钢、低合金钢。主要影响因素a)浓度：腐蚀速率随着甲酸浓度的升高而增大。浓度在50%（质量比）左右时腐蚀性最强，浓度降低或浓度升高腐蚀减缓；b)温度：腐蚀速率随着温度的升高而增大；c)合金成分：碳钢、低合金钢耐蚀性最差，其次为奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢，钛（含钛合金）和镍（含镍合金）对甲酸具有较好的抗腐蚀能力。易发装置和设备a)甲醇装置：甲醇合成塔后含甲酸的物料系统，b)二甲醚装置：甲醇原料系统，尤其是温度较高的部位；c)其他输送或储存甲醇、甲醛或甲酸的设备及管道系统，温度越高的部位腐蚀越明显。主要预防措施a)选材：采用含钼奥氏体不锈钢、镍基合金或钛，也可采用衬四氟乙烯的复合钢材，或者设置陶瓷衬里等；b)加中和剂：降低介质中甲酸含量；c)工艺优化：含主要输送甲醛或甲醇的设备和管道应避免因系统密封问题混入空气造成甲酸浓度升高。检测方法a)检测方法一般为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定；b)若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c)介质的pH值测定和监控；d)设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。相关或伴随的其他损伤模式钛氢化。4.28乙酸腐蚀定义金属与乙酸接触时发生的全面腐蚀/局部腐蚀。损伤机理2M+2CH3COOH→2CH3COOM+H2……（45）损伤形态碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢发生乙酸腐蚀时可表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。敏感材料碳钢、低合金钢。主要影响因素a)浓度：腐蚀速率随着乙酸浓度的升高而增大；b)温度：腐蚀速率随着温度的升高而增大；c)合金成分：碳钢、低合金钢耐蚀性最差，其次为奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢，钛（含钛合金）和镍（含镍合金）对甲酸具有较好的抗腐蚀能力。易发装置和设备a)醋酸装置：醋酸合成系统、分离系统，尤其是温度较高的部位，以及醋酸储运系统；b)乙酸乙酯装置：反应系统和醋酸回收系统，尤其是温度较高的部位；c)氯乙酸装置：反应系统和醋酸回收系统；d)精对苯二甲酸装置：乙酸回收系统；e)其他输送或储存乙醇、乙醛或乙酸的设备及管道系统，温度越高的部位腐蚀越明显。主要预防措施a)选材：采用含钼奥氏体不锈钢、镍基合金或钛，也可采用衬四氟乙烯的复合钢材，或者设置陶瓷衬里等；b)加中和剂：降低介质中乙酸含量；c)工艺优化：含主要输送乙醛或乙醇的设备和管道应避免因系统密封问题混入空气造成甲酸浓度升高。检测方法a)检测方法一般为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定；b)若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c)介质的pH值测定和监控；d)设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。相关或伴随的其他损伤模式钛氢化。4.29乙二酸腐蚀定义金属与乙二酸接触时发生的全面腐蚀/局部腐蚀。损伤机理2M+HOOCCOOH→MOOCCOOM+H2………（46）损伤形态碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢发生乙二酸酸腐蚀时可表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。敏感材料碳钢、低合金钢。主要影响因素a)浓度：腐蚀速率随着乙酸浓度的升高而增大；b)温度：腐蚀速率随着温度的升高而增大；c)合金成分：碳钢、低合金钢耐蚀性最差，其次为奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢，钛（含钛合金）和镍（含镍合金）对甲酸具有较好的抗腐蚀能力。易发装置和设备a)乙二醇装置：乙二醇储运系统；b)草酸装置：反应系统和草酸分离系统；c)其他输送或储存乙二醇、乙二酸的设备及管道系统。主要预防措施a)选材：采用含钼奥氏体不锈钢、镍基合金或钛，也可采用衬四氟乙烯的复合钢材，或者设置陶瓷衬里等；b)加中和剂：降低介质中乙二酸含量；c)工艺优化：含主要输送乙二醇的设备和管道应避免因系统密封问题混入空气造成甲酸浓度升高。检测方法a)检测方法一般为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定；b)若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c)介质的pH值测定和监控；d)设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。相关或伴随的其他损伤模式钛氢化。4.30对苯二甲酸腐蚀定义金属与高温下的对苯二甲酸接触时发生的全面腐蚀/局部腐蚀。高温损伤机理高温2M+C6H4（COOH）2—→MOOCC6H4COOM+2H…………（47）损伤形态碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢发生对苯二甲酸酸腐蚀时可表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀。敏感材料碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢。主要影响因素a)浓度：腐蚀速率随着对苯二甲酸浓度的升高而增大；b)温度：腐蚀速率随着温度的升高而增大，温度低于150℃时，奥氏体不锈钢耐蚀性良好，温度超过165c)合金成分：碳钢、低合金钢耐蚀性最差，其次为奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢，钛（含钛合金）和镍（含镍合金）对高温对苯二甲酸具有较好的抗腐蚀能力。易发装置和设备精对苯二甲酸装置：粗对苯二甲酸加氢精制系统。主要预防措施a)选材：温度低于150℃的部位采用奥氏体不锈钢，温度超过165b)工艺优化：采用低温加氢精制工艺。检测方法a)检测方法一般为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定；b)若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c)设置腐蚀探针/腐蚀挂片监控实时腐蚀速率。相关或伴随的其他损伤模式无。4.31微振腐蚀定义承受载荷、互相接触的两表面由于反复的相对运动而引起的破坏。损伤机理承受载荷、互相接触的两表面反复的相对运动形成微振，破坏了金属表面保护膜，裸露出来的新鲜金属被迅速氧化，如此磨损和氧化反复进行，使破坏加剧。金属表面接触受压还可能产生冷焊或熔化，其后相对运动使金属碎粒脱落，并迅速氧化。损伤形态微振腐蚀一般发生在非连续运动的表面，腐蚀产物可导致两部件粘连锈死，或使接触面超过容许公差，甚至产生局部性沟槽、波纹、圆孔和山谷形蚀坑，通常具有一定的方向性。敏感材料表面低硬度的金属。主要影响因素载荷：载荷越大，反复的周期越短，腐蚀越严重；硬度：表面硬度越低，腐蚀速率越大；介质：介质腐蚀能力强时，微振腐蚀加剧；腐蚀产物膜：腐蚀产生的产物膜在微振作用下越容易脱落，腐蚀速率越大；易发装置和设备换热器管束和折流板接触部位、折流板和壳体接触部位、搅拌轴和接管接触部位。主要预防措施润滑剂：接触表面涂润滑油脂、石墨等润滑剂；选材：选用硬质合金等高硬度材质；表面处理：接触部位进行磷化处理、渗铝、渗锌、喷丸处理或冷加工，或爆炸喷涂及等离子喷涂碳化钨-钴、碳化铬-镍铬涂层；阴极保护：采用牺牲阳极等方法减缓接触部位电化学腐蚀倾向；降低表面粗糙度：降低接触部位加工制造时的表面粗糙度。检测方法a)检测方法一般为宏观检查＋腐蚀部位壁厚测定；b)若腐蚀发生在内壁而只能从外部检测时，可用自动超声波扫查、导波检测或断面射线扫描法查找局部减薄部位，并对减薄部位进行壁厚测定；c)腐蚀产物的收集和分析；d)远场涡流检测或漏磁检测。相关或伴随的其他损伤模式腐蚀疲劳、微动磨损。5环境开裂5.1氯化物开裂定义奥氏体不锈钢及镍基合金在拉应力和氯化物溶液的作用下发生的表面开裂。损伤机理氯离子易吸附在奥氏体不锈钢表面的钝化膜上，取代氧原子后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物，导致钝化膜破坏。破坏部位的新鲜金属遭腐蚀形成一个小坑，小坑表面的钝化膜继续遭氯离子破坏生成氯化物。在坑里氯化物水解，使小坑内pH值下降，局部溶液呈酸性，对金属进行腐蚀，造成多余的金属离子，为平衡蚀坑内的电中性，外部的氯离子不断向坑内迁移，使坑内氯离子浓度升高，水解加剧，加快金属的腐蚀。如此循环，形成自催化，向蚀坑的深度方向发展，形成深蚀孔，直至形成穿孔泄漏。损伤形态a)材料表面发生开裂，无明显的腐蚀减薄；b)裂纹的微观特征多呈树枝状，金相观察可观察到明显的穿晶特征。但对于敏化态的奥氏体不锈钢，亦可能沿晶开裂的特征更加明显；c)垢下易发生水解和氯离子浓缩，有时可在垢下观察到此开裂。敏感材料a)奥氏体不锈钢属敏感材料；b)铁素体不锈钢和镍基合金的耐氯化物开裂能力强于奥氏体不锈钢。主要影响因素a)温度：随着温度的升高，氯化物应力腐蚀裂纹产生倾向增加。裂纹常见于金属温度60℃b)浓度：随着氯化物浓度的升高，氯化物应力腐蚀倾向增加。但在很多场合氯化物具有自动浓缩聚集的可能，所以介质中氯化物含量即使很低也未必一定不发生应力腐蚀；c)伴热或蒸发条件：如果存在伴热或蒸发条件将可能导致氯化物局部浓缩聚集，显著增加氯化物应力腐蚀裂纹增加的倾向性。处于干——湿、水——汽交替的环境具有类似的倾向性；d)pH值：在碱性溶液中，应力腐蚀裂纹倾向较低。e)应力：对于加压冷作制成的金属构件，具有较高的残余应力，开裂敏感性大，比如冷冲压制成的奥氏体不锈钢封头。对于因载荷或结构等造成的局部高应力同样可能导致开裂敏感性高；f)镍含量：镍含量在8%～12%（质量比）间的材料易产生氯化物应力腐蚀裂纹，材料镍含量大于35%（质量比）时具有较高的抗氯化物应力腐蚀能力，材料镍含量大于45%（质量比）时，基本上不会产生氯化物应力腐蚀裂纹；g)材质或组织：铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢具有更高的抗氯化物应力腐蚀能力，碳钢、低合金钢对氯化物应力腐蚀开裂不敏感。易发装置和设备a)所有由奥氏体不锈钢制成的管道及设备都对氯化物应力腐蚀敏感；b)水冷器和冷凝器；c)加氢反应后物料运储的管道和设备，如果在停车后没有针对性清洗，氯化物应力腐蚀开裂的敏感性升高；d)保温棉等绝热材料被水或其他液体浸泡后，可能会在材料外表面发生层下氯化物应力腐蚀开裂；e)氯化物应力腐蚀开裂也可发生在锅炉的排水管中。主要预防措施a)选材：使用具有抗氯化物应力腐蚀裂纹能力的材料；b)水质：当用水进行压力试验时，应使用含氯量低的水，结束后应及时彻底烘干；c)涂层：材料表面敷涂涂层，避免材料直接接触介质流体；d)结构设计：结构设计时尽量避免可能导致氯化物集中或沉积，尤其是应避免介质流动死角或低流速区；e)消除应力：对奥氏体不锈钢制作的工件宜进行固溶处理，对稳定化奥氏体不锈钢可进行稳定化处理以消除残余应力。若只进行消除应力热处理，应同时考虑该热处理可能带来的敏化和变形、热疲劳开裂等因素。f)表面要求：降低材料表面粗糙度，防止机械划痕、碰伤和麻点坑等，减少氯化物积聚的可能性，降低开裂敏感性。检测方法a)检测方法一般为材料表面宏观检查＋怀疑部位渗透检测；b)管道、换热器管束和设备表面的检测可采用涡流检测法；c)极细微裂纹主要采用金相检测。相关或伴随的其他损伤模式盐酸腐蚀。5.2碱应力腐蚀开裂定义暴露于碱溶液中的设备和管道表面发生的应力腐蚀开裂，多数情况下出现在未经消除应力热处理的焊缝附近，它可在几小时或几天内穿透整个设备或管线壁厚。损伤机理碳钢在高温下与水蒸气产生如下的化学反应：