奧氏體不銹鋼應力腐蝕產生原因分析-

1、奧氏體不銹鋼應力腐蝕產生原因分析查麗文(常熟制藥機械廠有限公司,江蘇常熟2155001奧氏體不銹鋼應力腐蝕產生原因應力腐蝕是指合金在腐蝕和一定方向的拉應力同時作用下產生的破裂。應力腐蝕破裂造成的金屬損壞不是力學破壞腐蝕與腐蝕損壞兩項單獨作用的簡單疊加,因為在腐蝕介質中,在遠低于材料屈服極限的應力下會引起破裂,在應力的作用下,腐蝕性極弱的介質就可能引起腐蝕破裂。它常常是在從全面腐蝕方面看來是耐蝕的情況下發(fā)生的,沒有形變預兆的突然斷裂,容易造成嚴重事故。但應力腐蝕破裂也具有一些特征:必須存在拉應力(如焊接、冷加工等產生的殘余應力,如果存在壓應力則可抑制這種腐蝕;只發(fā)生在一定的體系。應力腐蝕的機理很

2、復雜,按照左景伊教授提出的理論,破裂的發(fā)生和發(fā)展可區(qū)分為三個階段:金屬表面生成鈍化膜或保護膜;膜局部破裂,產生蝕孔或裂縫源;裂縫內發(fā)生加速腐蝕,在拉應力作用下,以垂直方向深入金屬內部。產生應力腐蝕必須滿足上述三個階段的生成環(huán)境,對于奧氏體不銹鋼產生的應力腐蝕,主要是由于環(huán)境中有Cl和氧,因為奧氏體不銹鋼在含氧環(huán)境中容易鈍化,Cl又是破鈍劑,在應力的作用下,膜的局部缺陷處很容易破裂,裂縫內形成閉塞區(qū),pH值下降,Cl從外部遷入增濃,pH值下降到1.3以下,腐蝕加速和孔蝕相同。裂縫尖端產生了氫,引起局部脆化,在拉應力作用下發(fā)生脆性破裂,然后裂尖又進入酸性溶液,裂縫在腐蝕和脆裂的反復作用下迅速發(fā)展。

3、2奧氏體不銹鋼應力腐蝕實例以某廠生產的熱交換器為例,如圖1所示:在熱交換器的入口附近,從管子的冷卻水測管壁,亦即從管子的內壁表面上開始產生了圓周方向的破裂,沿晶間析出碳化物。材質:SUS304奧氏體不銹鋼換熱管:!25×2mm管內介質:4060工業(yè)用水管外介質:有機載熱體,200-300使用期:4個月由冷卻水引起的應力腐蝕,幾乎都是在傳熱面上產生的。由冷卻水沉淀出來的附著物,不僅在傳熱面上形成絕熱層,而且妨礙離子等的擴散,以致造成促進腐蝕的條件。因為附著物的絕熱效應,而使得其在下面的管壁溫度接近過程殼體的溫度。隨著物層的形成,對于傳熱面的應力腐蝕是應特別重視的因素。根據熱交換的實際使

4、用結果,繪成了過程流體溫度及冷卻水含Cl濃度與產生應力腐蝕破裂損壞的關系曲線如圖2所示。根據圖2可以預測熱交換器可產應力腐蝕的臨界值時,可采用清洗的方法去垢,從而把設備表面的Cl去掉,進而延長使用壽命。圖2中的(A曲線系由西野所統(tǒng)計的熱交換器冷卻水Cl含量與被冷卻的工作溫度之間的關系曲線,而(B曲線,則系該設備表面腐蝕產生物,水垢中的Cl 含量。圖1作者簡介:查麗文(1959-,女,工程師,從事化工機械、制藥機械設計技術工作。Technology&Products技術產品版72005.4& 2005.43防護措施在實際裝置中往往很難或者不可能預測應力腐蝕破裂的發(fā)生,因此預防奧氏

5、體不銹鋼應力腐蝕的破裂尤為重要。根據上述應力腐蝕破裂特征,除了可以根據各種合金/環(huán)境應力腐蝕體系,具體改變其影響因素來控制應力腐蝕以外,共同的主要防止措施是:(1冷卻水含Cl 濃度,在熱交換器之類設備的傳熱面上由于冷卻水而引起的應力腐蝕破裂,如圖2曲線所示,冷卻水中含Cl 濃度以及被冷卻側的溫度都有很大影響,被冷卻側的溫度高時,必須特別小心;(2消除一切應力,或施以壓應力。用得最多和最有效的辦法是消除應力。設備機加工或焊接后最好是進行消除應力退火,或者進行噴丸處理等操作,造成表面壓應力;(3改進設計結構,避免應力集中于局部,設計中選用的載荷應低于產生應力腐蝕的臨界值;(4改變介質的腐蝕性,使其

6、完全不腐蝕(包括使其進入穩(wěn)定鈍態(tài)或者使其轉為全面腐蝕,均可防止應力腐蝕破裂。前者可使用緩沖劑;后者對于可經常更換的零部件改變介質成分,造成全面腐蝕;(5選用耐應力腐蝕破裂的金屬材料,就是使其不構成能產生應力腐蝕破裂的材料/組合;(6采用陽極保護。圖2(曲線右上方為應力腐蝕區(qū)!"!"!"!"杭州新安江電子管廠有限公司簡介杭州新安江電子管廠有限公司(原新安江電子管廠是機械電子部專業(yè)生產金屬陶瓷發(fā)射管,高低壓真空開關管,真空電器的定點廠。建廠已三十六周年,工廠占地面積56800平方來,擁有水、電、氣全套動力系統(tǒng)和原料投入到產品出廠的完整檢測設備,各類科技人員占在職職工的29%,技術力量雄厚。低壓真空接觸器符合IEC 標準,獲國家機械委技術進步一等獎;并獲3C 認證證書;CKJ5-250、CKJ11-125真空接觸器獲機電部優(yōu)質產品證書,第二屆北京國際博覽會銀獎;ZKTJ250/1.14,ZKTJ250/1.14真空開關管獲機電部優(yōu)質產品證書,ZMF-10/630-20真空滅弧獲1999年度國家級新產品。主要生產:低壓系列真空開關管、真空接觸器、高壓系列真空開關管、真空接觸器。產品用于電力、石油、化工、冶金、煤炭等工業(yè)部門。法人代表:吳木森電話:0571-*傳真:0571-*地址:浙江省建德市梅城龍山路108號郵編