Corrosie en bescherming van roestvrijstalen dikwandige buizen
In petrochemische apparatuur worden dikwandige roestvrijstalen buizen veel gebruikt vanwege hun goede thermoplasticiteit en corrosieweerstand, maar ze kunnen worden gecorrodeerd en beschadigd onder bepaalde media-omstandigheden, zoals putcorrosie, interkristallijne corrosie en spanningscorrosie.
Spanningscorrosie is een vorm van corrosieschade die zonder waarschuwing optreedt, en de schade is snel en de schade is ernstiger. Vanwege de onvoorspelbaarheid van brosse breuk vormt dit een ernstige bedreiging voor de veilige langdurige werking van chemische apparatuur. Daarom is het noodzakelijk om de oorzaken van spanningscorrosie van dikwandige roestvrijstalen buizen te bestuderen en effectieve beschermende maatregelen te nemen.
1 Kenmerk en mechanisme van spanningscorrosie
Dikwandige roestvrijstalen buizen zijn corrosiescheuren onder de gecombineerde werking van specifieke corrosiefactoren en trekspanning, en de spanning tijdens het kraken is lager dan de sterktelimiet van het materiaal zelf, en de macroscopische morfologie van de breuk is een brosse breuk. Algemeen wordt aangenomen dat onder de werking van trekspanning de passiveringsfilm die aan het oppervlak van het metalen materiaal is bevestigd, scheurt, putjes en barstbronnen vormt en het metalen materiaal blootstelt aan een corrosieve omgeving.
Onder de herhaalde actie van trekspanning blijft de nieuw gegenereerde passiveringsfilm scheuren. , de scheur blijft uitzetten in de richting van trekspanning, en waterstof wordt gegenereerd in het occlusiegebied van de scheurpunt, en de waterstof diffundeert in het metaal om katalyse te veroorzaken, en brosse breuk treedt op onder invloed van trekspanning. Broze scheuren blijven zich over de diepte voortplanten totdat het metalen materiaal breekt en bezwijkt.
2 Beïnvloedende factoren van spanningscorrosie
2.1 Corrosief medium
Er zijn veel media die spanningscorrosie veroorzaken bij dikwandige roestvrijstalen buizen. De meest voorkomende in de petrochemische industrie zijn de volgende: chloride-ion, loog, polyzwavelzuur, waterstofsulfide waterige oplossing, sulfaatradicaal, nitraatradicaal, fluoride-ion waterige oplossing, enz. Er zijn veel spanningscorrosie-ongevallen van dikwandige roestvrijstalen buizen veroorzaakt door chloride-ionen. Spanningscorrosie door chloride-ionen moet voldoen aan de voorwaarde dat het medium een neutrale omgeving is en oxidatiemiddelen of opgeloste zuurstof bevat. De snelheid van spanningscorrosie neemt toe met de toename van de chloride-ionconcentratie.
Wanneer het corrosieve medium 50 tot 200°C is, is de neiging tot spanningscorrosie het grootst. De loogspanningscorrosie moet ook optreden onder aerobe omstandigheden. Wanneer de loogtemperatuur het kookpunt bereikt, veroorzaakt dit spanningscorrosie van metalen materialen. De spanningscorrosiesnelheid neemt af naarmate de loogconcentratie afneemt. Wanneer de loogconcentratie lager is dan 50%, treedt spanningscorrosie bijna niet meer op.
Lientozwavelzuur wordt meestal geproduceerd door het optreden van ijzersulfide op het metaaloppervlak en zuurstof en water in de lucht in een vochtige omgeving tijdens het stilleggen en onderhouden van apparatuur. Wanneer de dikwandige roestvrijstalen buis zich in een gevoelige staat bevindt en er trekspanning is, kan het metalen materiaal spanningscorrosie veroorzaken na contact met polythionaat. Polyzwavelzuur spanningscorrosie is ook gerelateerd aan de pH-waarde. Wanneer de pH-waarde groter is dan 5, is de kans op optreden van spanningscorrosie klein en versnelt spanningscorrosie met de daling van de pH-waarde.
2.2 Spanning
De spanning die spanningscorrosie van dikwandige roestvrijstalen buizen veroorzaakt, komt voornamelijk van de werkbelasting, restspanning tijdens de verwerking van apparatuur, thermische spanning en montagespanning. Onder hen is de schade veroorzaakt door restspanning verantwoordelijk voor het grootste deel van spanningscorrosie, goed voor ongeveer 80%. Reststress is onvermijdelijk in het proces van verwerking en installatie van apparatuur.
De meest voorkomende restspanningen zijn lasrestspanningen, restspanningen door koud werken en buigen en restspanningen door expansieleidingen. Hoe groter de restspanning, hoe gemakkelijker het is om spanningscorrosiescheuren te veroorzaken.