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控制奧氏體不銹鋼晶間腐蝕有三種方法
點(diǎn)擊次數(shù):3156      更新時(shí)間:2012-10-19

金屬的腐蝕形態(tài)

金屬的腐蝕形態(tài)可分為兩大類:均勻(全面)腐蝕和局部腐蝕,均勻(全面)腐蝕包括全面成膜腐蝕和無膜腐蝕。

1)全面成膜腐蝕:腐蝕在金屬的全部或大部分面積上進(jìn)行,而且生成保護(hù)膜,具有保護(hù)性。例如:碳素鋼在稀硫酸中腐蝕很快,當(dāng)硫酸濃度大于50%時(shí),腐蝕率達(dá)到zui大值,此后濃度再繼續(xù)增大腐蝕率反而下降。這是由于濃硫酸的強(qiáng)氧化性,在鋼鐵的表面生成一層組織致密的鈍化膜,這種鈍化膜不溶于濃硫酸,從而起到了阻礙腐蝕作用。

2)無膜腐蝕:無膜全面腐蝕很危險(xiǎn),因?yàn)樗3忠欢ㄋ俣热孢M(jìn)行腐蝕。

    (3)局部腐蝕:局部腐蝕的形態(tài)有十三種,如縫隙腐蝕、脫層腐蝕、晶間腐蝕與應(yīng)力腐蝕等等。據(jù)調(diào)查,化工裝置中局部腐蝕約占70%。在諸多局部腐蝕的形態(tài)中與閥門制造有關(guān)且常見的是晶間腐蝕。

    一般對均勻腐蝕的程度用腐蝕率表示,但如何評價(jià)則有不同規(guī)定。

    按《石油化工企業(yè)管道設(shè)計(jì)器材選用通則》規(guī)定,介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速率,管道金屬材料的耐腐蝕能力可分為下列四類:

年腐蝕率不超過0.05mm的材料為充分耐腐蝕性材料;

    年腐蝕率在0.05~0.1mm的材料為耐腐蝕性材料;

    年腐蝕率在0.1~0.5mm的材料為尚耐腐蝕性材料;

    年腐蝕率超過0. 5mm的材料為不耐腐蝕性材料。

    《腐蝕數(shù)據(jù)手冊》對均勻(全面)腐蝕的耐蝕性用均勻腐蝕率來評價(jià),見表1-2。

                             耐蝕性能的評價(jià)                        表1-2

腐蝕率,mm/a

評   價(jià)

<0.05

優(yōu)良

0.05~0.5

良好

0.5~1.5

可用,但腐蝕較重

>1.5

不適用,腐蝕嚴(yán)重

據(jù)《金屬防腐蝕手冊》(中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會)對金屬材料耐腐蝕性規(guī)定見表1-3。

                          金屬材料耐腐蝕性的10級標(biāo)準(zhǔn)                表1-3

耐蝕等級

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

腐蝕率,mm/a

<0.001

0.001

~

0.005

0.005

~

0.01

0.01

~

0.05

0.05

~

0.1

0.1

~

0.5

0.5

~

1.0

1.0~5.0

5.0

~

10.0

>10

耐蝕性類別

*耐蝕

很耐蝕

耐蝕

尚耐蝕

欠耐蝕

不耐蝕

4)晶間腐蝕:局部地沿著結(jié)晶粒子邊界向深度方向腐蝕的形式稱晶間腐蝕。這種腐蝕,外面看不出腐蝕跡象。嚴(yán)重的晶間腐蝕可以穿過整個(gè)機(jī)體厚度。

    產(chǎn)生晶間腐蝕的原因是由于沿晶粒邊界析出碳化鉻Cr23C6FeCr化合物——稱σ相,使晶界周圍貧格,在適合的腐蝕介質(zhì)(產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì))中,就形成碳化鉻(陰極)——貧鉻區(qū)(陽級)電池,使晶界貧鉻區(qū)產(chǎn)生腐蝕。

    由上述可看出晶間腐蝕是有條件的。其內(nèi)因是必須有碳化鉻或σ相沿晶界析出使晶界貧鉻。其外因是必須有腐蝕貧鉻區(qū)的介質(zhì)。水和一些中性溶液并不腐蝕貧鉻區(qū),所以即使存在貧鉻區(qū)也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。如果晶界不貧鉻,即使有產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。所以產(chǎn)生晶間腐蝕的內(nèi)因、外因缺一不可。

    產(chǎn)生貧鉻的原因:一是鋼水化學(xué)成分不合格,如碳高、鉻低或含鈦、鈮的不銹鋼中碳鈦比或碳鈮比不夠。二是熱處理工藝不正確或焊接或加工時(shí)加熱至碳化物析出溫度,而在900℃至400℃冷卻速度不夠快而析出碳化物造成貧鉻。

2.1.2控制晶間腐蝕的方法

    控制奧氏體不銹鋼晶間腐蝕有三種方法:

    (1)執(zhí)行正確的熱處理工藝,將鋼加熱至1100℃水淬(急冷)使碳化物向固溶體中溶解。但是,不同牌號的奧氏體不銹鋼其淬火加熱溫度不完全都是1100℃,執(zhí)行中要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2)加入固定碳的元素鈦或鈮;

    (3)采用含碳量≤0.03%的超低碳不銹鋼。

2.1.3晶間腐蝕檢驗(yàn)

晶間腐蝕檢驗(yàn)的前題是試樣的化學(xué)成分合格并經(jīng)固溶處理。晶間腐蝕檢驗(yàn)用的試片是80×18×3(長×寬×厚),上下兩平面磨至Ra0.8的薄片,并分為敏化狀態(tài)試片和交貨產(chǎn)品狀態(tài)試片兩種。

敏化試片:將試片在650℃下加熱,保溫2小時(shí)(壓力加工件)或1小時(shí)(鑄件)空冷。之所以在650℃加熱是因?yàn)閵W氏體不銹鋼在500~700℃碳化鉻zui易沿晶界析出造成晶界貧鉻從而在產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)中發(fā)生晶間腐蝕。

交貨產(chǎn)品試片:即試片經(jīng)固溶處理,實(shí)際上是和鑄件一同處理的試樣上取下來的試片。

判別:試片在酸中浸泡后彎曲90°(鑄件)或180°(鍛件)若有裂紋則不合格。不合格時(shí)鑄件要重新處理,然后再作試驗(yàn),但固溶處理的次數(shù)不得超過兩次。

奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕是很嚴(yán)重的,因此一定要按合同要求或按執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)不銹鋼閥門。

常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料見表1-4。

訂貨須知:

一、①減壓閥產(chǎn)品名稱與型號②口徑③是否帶附件以便我們的為您正確選型④使用壓力⑤使用介質(zhì)的溫度。
二、若已經(jīng)由設(shè)計(jì)單位選定公司的截止閥型號,請球閥型號直接向我司銷售部訂購。

三、當(dāng)使用的場合非常重要或環(huán)境比較復(fù)雜時(shí),請您盡量提供設(shè)計(jì)圖紙和詳細(xì)參數(shù),由我們的閥門公司專家為您審核把關(guān)。如有疑問:請:,,,,:,.  

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奧氏體不銹鋼作高溫鋼用

高溫是指溫度超過350℃以上,高溫用鋼是指在高溫下具有較高強(qiáng)度的鋼材。在石油化工裝置里,高溫并伴有腐蝕的場合就必須使用既耐高溫又耐腐蝕的材料。不銹鋼18Cr8Ni、25Cr20Ni的高溫強(qiáng)度高,特別是188Ti、188Nb等合金元素影響使耐高溫性能更為*。一般在沒有耐腐蝕性問題的場合,在規(guī)定范圍內(nèi),含碳量高的不銹鋼,其高溫強(qiáng)度也高。若在188鋼內(nèi)添加Mo、Nb、Ti等元素可強(qiáng)化基體,NbTi則形成碳化物,從而可改善高溫強(qiáng)度。具體何種牌號的不銹鋼其zui高使用的溫度值,要查材料的溫壓表。

2.2馬氏體不銹鋼

馬氏體不銹鋼是一種鉻不銹鋼,其金相組織為馬氏體,可通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化,具有良好的力學(xué)性能和高溫抗氧化性。該鋼種在大氣、水和弱腐蝕介質(zhì)如加鹽水溶液、稀硝酸及某些濃度不高的有機(jī)酸,在溫度不高的情況下均有良好的耐腐蝕性。但該鋼種不耐強(qiáng)酸如硫酸、鹽酸、濃硝酸等的腐蝕,常用于水、蒸汽、油品等弱腐蝕性介質(zhì)。由于鉻不銹鋼可通過熱處理強(qiáng)化,因此為了避免強(qiáng)度過高產(chǎn)生脆性,應(yīng)采用正確的熱處理工藝。如ASTM A 217 CA15規(guī)定其zui低回火溫度為595℃。

常用馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料見表1-5。

2.3奧氏體——鐵素體雙相不銹鋼

雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕破壞性好,適用于含氯離子環(huán)境的腐蝕,并具有較高的強(qiáng)度,常用于化肥、煉油、海上采油、海水淡化等工況條件。

目前制造閥門主體(承壓件)的雙相不銹鋼材料大多采用美國材料,常用的奧氏體—鐵素體雙相不銹鋼鑄件、鍛件材料見表1-6

3、鉻—鉬鋼和鉻—鉬—釩鋼

鉻—鉬鋼和鉻—鉬—釩鋼主要用在高溫、高壓的場合,要求鋼在高溫下具有較好的抗蠕變強(qiáng)度和抗高溫氧化性,適用溫度-29~650℃,主要用于火力發(fā)電的高溫、高壓蒸汽,煉油企業(yè)的石油裂解、催化裂化、加氫等含有硫化物、氫腐蝕的石油介質(zhì)。例如催化系統(tǒng)采用5Cr0.5Mo鋼,加氫系統(tǒng)溫度較低的采用1.25Cr0.5Mo鋼,溫度較高的加氫裂化、加氫脫硫煤液化等裝置中采用2.25Cr1Mo鋼。

CrMo鋼中需要說明的是ZG1Cr5Mo,過去稱鑄鋼鉻5鉬(ZGCr5Mo)用該鋼制作的閥門習(xí)慣上都稱鉻5鉬閥,可是鑄鋼鉻5鉬這個(gè)牌號在1999年以前即無國家標(biāo)準(zhǔn)也無專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),長期以來各制造廠均參照前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)來制訂自己的工廠標(biāo)準(zhǔn)其牌號為ZGCr5Mo,其含碳量為0.15~0.25%,因此實(shí)際牌號應(yīng)定為ZG2Cr5Mo。中石化在制訂SH 3064-94《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收》標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參照JIS G 5151中的SCPH61、BS 3100中的B5、ASTM A 217中的C5及我國GB/T 1221中的1Cr5Mo的化學(xué)成分將這種材料定為ZG1Cr5Mo,但同樣只有牌號并無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定它的化學(xué)成分、力學(xué)性能、熱處理規(guī)范等。70年代末引進(jìn)裝置中這類閥門的材料為ASTM A 217 C5,從化學(xué)成分上看相當(dāng)鑄鋼15鉬,故建議用ASTM A 217 C5來制造這類閥門,一直到1999年在制訂JB/T 9625《鍋爐管道附件承壓鑄鋼件 技術(shù)條件》時(shí)才將ZG1Cr5Mo納入該標(biāo)準(zhǔn)中。

ZG1Cr5Mo5Cr0.5Mo鋼,這種鋼具有良好的抗石油裂化過程介質(zhì)腐蝕的性能,對含有硫化物的熱石油介質(zhì)耐蝕性良好,具有抗氫腐蝕的能力,并有良好的熱強(qiáng)性。