1、電偶腐蝕磨損腐蝕1第1頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四目 錄定義 特點 實例 14 腐蝕環境選材誤區選材思路與影響因素 選材常用資料 2第2頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四常見腐蝕形態示意圖3第3頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四定義 特點電偶腐蝕：兩種金屬在同一介質中接觸時，電位較低金屬腐蝕速度加快，電位較高金屬腐蝕速度降低的局部腐蝕現象。兩種金屬電位差，電偶腐蝕傾向。陰極面積，陽極面積，陽極腐蝕。4第4頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四材料 介質“電動序”按金屬標準電極電位大小排列的順序表。

2、標準電極電位：純金屬與介質中所含該金屬的離子處于平衡狀態時的電極電位。“電偶序”按金屬在特定介質（如海水）中實測腐蝕電位的相對大小排列的序列表。5第5頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四材料 介質電動序用來判斷金屬腐蝕傾向，電偶序用來判斷能否發生電偶腐蝕，并判斷誰是陽極。電偶序只能判斷發生電偶腐蝕的可能性，不能肯定電偶腐蝕是否一定發生及其速度大小。6第6頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四材料 介質由于金屬在很多環境中的相對腐蝕趨勢大體相同，所以可借用“金屬或合金在海水中的電偶序”初步判斷在其他環境中腐蝕電流的大致方向，但例外的情況也是常有的。7第7

3、頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例1：甲醇裝置變換工段CO飽和塔的電偶腐蝕 填料塔，筒體、封頭及主體接管材料為 WST E36，與16MnR相近。介質為CO、H2、H2O 。 塔填料原為陶瓷環 第1步改用1Cr13鮑爾環以解決瓷環大量破碎堵塔停車問題第2步 8第8頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例1：甲醇裝置變換工段CO飽和塔的電偶腐蝕 運行后卻出現塔體、塔內構件及塔體接管的腐蝕，以管線為甚。腐蝕產物沉積于填料表面，使部分填料互相粘連，造成堵塞而影響傳質傳熱效果。 鮑爾環，管線及塔體內部的可拆件均換成188SS，解決了填料環堵塞問題第3步

4、 9第9頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例1：甲醇裝置變換工段CO飽和塔的電偶腐蝕 消除了填料環堵塞問題，但產生新的腐蝕，塔主體腐蝕加劇。腐蝕嚴重區域出現在下起第一道環焊縫的上300至下500mm。減薄嚴重部位是進氣孔和出水孔附近，以進氣孔附近更為突出。壁厚減薄最重處，n：2516mm，嚴重影響塔的安全使用。10第10頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例1：甲醇裝置變換工段CO飽和塔的電偶腐蝕 腐蝕比較均勻，表面比較光滑，但腐蝕區域集中和有限，可排除塔體整體均勻腐蝕和單一材料的電化學腐蝕；最嚴重腐蝕部位在管口周圍，而不是管口對面，排除介質沖

5、刷腐蝕。11第11頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例1：甲醇裝置變換工段CO飽和塔的電偶腐蝕 由陶瓷1Cr13，使塔體、內件及接管、管線腐蝕，腐蝕產物沉積填料上填料、塔內件、接管及大部分管線由1Cr13 188SS，使原先較嚴重的腐蝕現象基本消除，腐蝕嚴重區域移至沒有更換材料的塔主體。斷定該塔的腐蝕屬于電偶腐蝕。 12第12頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例1：甲醇裝置變換工段CO飽和塔的電偶腐蝕 解決措施采用和塔內構件相同的SS。考慮到經濟因素，在安全分析的基礎上，采用SS筒節取代嚴重腐蝕筒節，實踐證明，效果良好。 13第13頁，共44

6、頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例2：氯化氫塔中段塔節電偶腐蝕 塔高28m，直徑1m；頂部溫度25，塔底135，中部5070；壓力1.2MPa；介質為HCl ，CCl4 ，CHCl3 ；含水率100ppm；原用材質304L，因塔體中段腐蝕嚴重，部分塔段改用316L內襯鎳板更換14第14頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例2：氯化氫塔中段塔節電偶腐蝕大修發現襯Ni板下部、進口管對面部位嚴重腐蝕。襯Ni板下部、進口管對面腐蝕嚴重。距焊縫67mm多處穿孔（見圖），1mm，穿孔附近減薄，最薄處只剩1mm。15第15頁，共44頁，2022年，5月20日，17點

7、38分，星期四實例2：氯化氫塔中段塔節電偶腐蝕塔壁中部最嚴重處，襯Ni層與SS的焊縫已完全腐蝕消失，輕輕一撬，Ni板分層脫落與Ni連接處的316L，腐蝕嚴重，深度達23mm，離Ni板越遠腐蝕越輕。316L與304L 焊縫處，304L腐蝕嚴重，只剩1mm厚。 16第16頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例2：氯化氫塔中段塔節電偶腐蝕17第17頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例2：氯化氫塔中段塔節電偶腐蝕 現場覆膜金相未發現晶間腐蝕跡象。塔壁腐蝕穿孔是發生在壁厚嚴重減薄的凹坑處的自然穿孔，不是孔蝕。 Ni與316L之間存在電偶腐蝕 。316L與

8、304L焊接處，由于NiSS、316L304L兩個電偶的共同作用，304L產生嚴重的腐蝕。 18第18頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例2：氯化氫塔中段塔節電偶腐蝕 穿孔距焊縫67mm，屬HAZ，加速腐蝕圖中沿焊縫從上到下流線狀腐蝕，該區正處于進口管對面，流體沖刷加速鈍化膜破壞，沖刷與腐蝕相互促進。電偶、HAZ和沖刷腐蝕的聯合作用，該區出現嚴重的活性凹坑腐蝕，使設備穿孔。19第19頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例2：氯化氫塔中段塔節電偶腐蝕 結論：氯化氫塔中段塔節嚴重腐蝕的原因是電偶、HAZ和沖刷腐蝕的聯合作用，使該區出現了嚴重的活性溶

9、解。建議開展更為嚴格的選材試驗、研究。 20第20頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四提示 解決“實例1”電偶腐蝕的有效措施恰好是構成“實例2”電偶腐蝕的直接原因， 要具體問題具體分析。 21第21頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四定義 特點磨損腐蝕：腐蝕介質與金屬構件相對運動使構件局部表面遭受嚴重的腐蝕破壞現象。效果非“磨損”與“腐蝕”的簡單疊加，而是交互作用彼此促進的。“湍流”與“氣蝕”是磨損腐蝕兩種特殊形式。22第22頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例3：酒精廠立式蒸煮罐破裂事故經歷：1997年2月9日4：20am

10、，某酒精廠3#蒸煮罐破裂，沸騰的玉米糊噴出；死亡1人，重傷3人，輕傷1人。1993年9月設備啟用，運行3年多。裂紋狀況：進料口補強圈上沿30mm處起裂，1020mm長，縱向裂紋（圖）。23第23頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例3：酒精廠立式蒸煮罐破裂工藝流程：5個蒸煮罐串聯，第3個發生事故。壓縮機出口壓力：0.50.6MPa，到第5個達： 0.10.2MPa 是降壓過程。結構特征：罐內介質下進上出，接管端部與罐壁平齊。n：10mm，裂紋處僅剩0.40.9mm厚，進料口上部區域嚴重減薄。殼體材料：Q235-C。24第24頁，共44頁，2022年，5月20日，17點3

11、8分，星期四實例3：酒精廠立式蒸煮罐破裂比較分析：另一工廠同樣工況，采用插入式接管結構（圖），未發生壁厚局部減薄現象。結論與建議：氣蝕、磨損腐蝕是事故的主要原因。將接管端部與罐壁的“平齊結構”改為“插入式結構”可避免此類事故。25第25頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例3：酒精廠立式蒸煮罐破裂26第26頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例3：酒精廠立式蒸煮罐破裂27第27頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例4：攪拌釜合并進出口引發爆炸28第28頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例4：攪拌釜

12、合并“進、出料口”引發爆炸一間歇操作攪拌釜，為減少容器開孔、布管緊湊，將液態物料“進、出料口”合并，位于下封頭中心。接管端部與下封頭采用“平齊結構”，以滿足排液需要，但引發氣蝕、閃蒸，使管口附近封頭壁厚減薄。物料中含固體顆粒，槳葉的下返料攪拌作用加速下封頭磨損。29第29頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四實例4：攪拌釜合并“進、出料口”引發爆炸“進、出料口”附近成為檢測死角。內部檢測受到攪拌軸、槳葉限制；外部檢測受到外保溫層、管法蘭限制。由于對此類情況重視不夠，使管口附近下封頭壁厚嚴重減薄，引發攪拌釜爆炸。30第30頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星

13、期四提示： 液體由狹窄的管路進入相對寬闊的容器空間，在壓力有所降低的同時，會產生氣蝕、閃蒸、磨損腐蝕，使管口附近容器殼體局部壁厚減薄。31第31頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四腐蝕環境選材誤區事先不查閱資料；忽視結構對腐蝕的影響；認為SS是萬能的耐蝕材料；忽視加工（焊接）對腐蝕的影響；不重視大氣、水、蒸餾水等的腐蝕。32第32頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四選材的思路與影響因素成分決定組織，組織決定性能，性能決定選用。同時應注意“加工”、“環境”、“比較”三環節。 加工 環境 比較成分組織性能選用33第33頁，共44頁，2022年，5月20日

14、，17點38分，星期四“性質”與“性能”性質：一種事物所固有的、區別于其他事物的屬性。性能：某種事物的性質在特定環境條件下所表現出的功能。二者的區別在于“環境”，性質是固有的；環境是千變萬化的；所以對性能的要求是變化的。34第34頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四“性能”之一：nPWHT臨界應力Sc最大 ，可避免SCC。Scs -設計應力（外應力）Sc4.5 應力集中處最大應力顯然“Sc4.5”是控制環節。n，經濟上不合理，受力分析更不合理。 PWHT是合理措施。對已形成尖銳缺口部位：“4.5”，n和 PWHT都無濟于事。 倍加防范。35第35頁，共44頁，2022年，

15、5月20日，17點38分，星期四“性能”之二：低（常）溫高溫s 體心立方材料的屈服強度；S 面心立方結構材料的屈服強度；c 斷裂強度； tk 韌脆轉變溫度Tc 。36第36頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四“性能”之二：低溫高溫37第37頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四“性能”之二：常溫高溫Te 等強溫度 常溫：晶界 細化晶粒比表面積 高溫：晶內 粗晶粒比表面積38第38頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四“性能”之二：常溫高溫39第39頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四“性能”之三：F體A體40第

16、40頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四“性能”之四：高壓低、中壓項目低、中壓高壓選材假設均勻、各向同性裂紋體基本理論彈性、塑性變形階段。薄膜理論，材料力學。裂紋形成與擴展的控制，引入斷裂力學評定。管法蘭 密封結構整體法蘭螺紋法蘭（板式）等徑螺柱（栓）縮徑螺柱無自位性的墊片有自位性的透鏡墊41第41頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四“性能”之五：易受腐蝕的“陽極” 金屬材料的破壞是陽極反應的直接結果，腐蝕破壞總是主要集中在陽極區。所以需要注意：電極電位較低的金屬電偶腐蝕（避免大陰小陽），各種金屬在不同介質中腐蝕電位次序不同；溫度較高的部位溫差電池（注意局部溫差）；42第42頁，共44頁，2022年，5月20日，17點38分，星期四“性能”之五：易受腐蝕的“陽極”3. 濃度較低的部位氧濃度較低部位，鹽離子濃度較低部位。縫隙腐蝕、