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不锈钢和镍合金的耐腐蚀性能及应用举例

  • 发表时间:2020-03-05 00:00:00
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    炼油/石化生产中的化学物质
    原油中所含:盐水/苦咸水、氯化物、含硫化合物、环烷酸
    生产过程中产生的:氨、二硫化铵、连多硫酸、碳酸、氰化物
    生产过程中添加的:硫酸、氢氟酸

    均匀腐蚀 
    腐蚀较均匀地分布在材料的表面
    腐蚀图表给出了材料在各种纯化学物质中均匀腐蚀的大致速率,但是在工业生产中,绝大多数介质都含有多种不同的化学物质,因此,腐蚀图表数据仅供参考。
    局部腐蚀
    晶间腐蚀
    点蚀 / 缝隙腐蚀
    应力腐蚀开裂和硫化物应力开裂
    其它类型的局部腐蚀
    晶间腐蚀
    碳化铬的形成时间取决于钢的碳含量和温度;
    常规焊接过程中,“L”牌号不锈钢(碳含量最高0.03%)不会形成有害的碳化铬;
    对于耐(水溶液) 腐蚀应用,焊接部件应采用“L”牌号或双牌号;
    长时间处于高温环境,甚至“L”牌号也会形成碳化铬;
    稳定型牌号如321、316Ti、347或316Nb, 利用Ti或Nb来结合C, 形成TiC或NbC。可考虑采用稳定化退火,使碳全部形成TiC 或 NbC。退火温度一般为 885°C, 退火时间取决于厚度,一般在焊后进行。
    点蚀/缝隙腐蚀
    通常因卤离子(常见为氯离子)破坏了某处钝化膜而引起。在蚀坑或缝隙内部,活性腐蚀开始发生,而周围的金属仍处于钝化状态 (最常见于含Cr 合金,但也可发生于不含Cr的合金);
    增大腐蚀的风险因素包括:增氧、氧化性离子、酸度增加、温度增加;
    对于不锈钢,比较耐点蚀性能采用下式:
    PREN = Cr + 3.3Mo + (16-30)N
    可用该式大致描述Cr-Ni-Mo镍合金耐点蚀的能力;
    也可按照ASTM G48标准试验考察耐点蚀和缝隙腐蚀性能;
    按照临界点蚀温度(CPT, G-48C)和临界缝隙腐蚀温度(CCT, G-48D)排序,某些高合金化不锈钢比某些镍合金耐点蚀和缝隙腐蚀性能更好

    预防应力腐蚀开裂
    消除或减少应力,或通过以下方法改为压缩应力:
    - 重新设计以减少外加应力
    - 消除残余应力
    - 对表面进行喷丸处理,引入压缩应力
    - 焊接和加工制作产生的应力(如弯曲)是最常见的应力来源
    改用不易发生应力腐蚀开裂的合金;
    去除腐蚀物或改变其性质,例如脱氧、中和; 
    降低温度。
    应用举例
    烟气脱硫
    加工制作质量非常重要,特别是高合金化不锈钢;
    许多失效源于加工质量差,包括焊缝缺陷、打磨粗糙、碳钢工具或脚手架造成的污染等。
    碳捕获及封存
    目前大多数工艺都采用胺捕获技术,标准用材为316L,也可采用合金含量更高的 317L和2205;
    对于燃煤发电厂,首先要通过标准工艺如FGD和静电除尘去除SO2 和颗粒物,然后再去除CO2。


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