金属波纹管的腐蚀问题

《金属波纹管的腐蚀问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、金属波纹管的腐蚀问题浅析南京工业大学波纹管研究中心李永生内容金属材料腐蚀的基本概念；金属波纹管腐蚀的类型引发金属波纹管腐蚀的因素防护措施研究金属波纹管腐蚀的重要性波纹管是一种很特殊的构件。波纹管是管系中十分关键又比较薄弱的环节。波纹管的材料多为奥氏体不锈钢，它对若干介质和卤素离子极为敏感。发生的波纹膨胀节腐蚀失效案例已占各种失效案例的笫一位。因此研究波纹管的腐蚀与防护问题十分重要。腐蚀的种类金属腐蚀可分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀指整个金属表面均发生腐蚀，可以是均匀的也可以是不均匀的。局部腐蚀的种类很多：如点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀

2、、缝隙腐蚀、腐蚀疲劳、选择腐蚀等。从腐蚀失效案例看：局部腐蚀占82.2％，全面腐蚀占17.8％。局部腐蚀危险性极大，往往在没有预兆的情况下，构件突然爆(断)裂金属波纹管腐蚀的常见类型点腐蚀应力腐蚀晶间腐蚀点腐蚀点腐蚀是一种腐蚀集中在金属表面数十微米且向纵深发展的腐蚀形式点蚀的外观形貌1)金属表面腐蚀极其轻微，只是局部出现腐蚀小孔。2)表面看上去不是蚀坑，凹坑仍呈金属光泽。3)蚀坑尺寸很小，且被腐蚀物蓋。波壳上的点腐蚀空洞点蚀造成波纹管壁穿孔，使大量介质外洩，引发事故。现场用高温树脂堵漏点蚀和应力腐蚀的交互作用由于波壳受到拉应力的作用，

3、往往造成腐蚀由点蚀开始，呈树枝状裂纹沿波壳壁厚纵深方向延伸，最终造成点蚀加应力腐蚀的失效破裂。点蚀发生的条件当不锈钢和铝等金属材料表面钝化膜被破坏并接触含有卤族离子溶液时。3000X下316L夹杂物形貌点腐蚀位置和夹杂物能谱分析影响点腐蚀的因素1.材料方面1)合金元素的影响含Cr量的增大，致使点蚀电位向正方向移动，Mo是抑制活性金属表面溶解的重要元素，在氯离子存在的环境中，为再钝化争取了时间，防止了膜的破坏，所以在有氯离子的环境中应该首选高Cr、含Mo含N的奥氏体不锈钢。影响点腐蚀的因素2)热处理的影响固溶处理可以大大降低金相组织中因

4、形变而产生的位错的密度，使合金中的成分均匀化，消除偏析，修复材料表面因形变而破坏的钝化膜，恢复和提高材料表面的再钝化能力，使点蚀得到有效的抑制。3)表面质量。影响点腐蚀的因素2.环境方面1)卤族元素。尤其是Cl-，含有氯离子的盐溶液如海水、原油及露点以下的高炉气体对波纹管易引发点蚀。2)温度影响。温度升高，Cl-活化能显著提高，点蚀坑数目急剧增多。3)流动状态。金属的点蚀在介质处于静止时易发生。4)氧含量。当环境或介质中缺氧时，点蚀发生的概率明显降低。5)PH值。PH值对不锈钢点蚀的产生影响不大。应力腐蚀(SCC)应力腐蚀是金属在拉应

5、力和特定环境共同作用下引起的脆性断裂，英文缩写SCC（StressCorrosionCracking）SCC是一种腐蚀速度快，且往往是在不出现任何预兆的情况下发生的迅速而突然的破坏断裂。由于波纹管自身的特点，促使它比一般结构件对应力腐蚀更敏感。SCC占总腐蚀事故的％调查范围材料调查年限占腐蚀事故％美国杜邦化学公司各种材料3年23日本三菱化机公司各种材料10年45.6日本国內综合调查不锈钢10年35.3日本石油化工厂各种材料10年42.2美国原子能电站各种材料10年18.7应力腐蚀应力腐蚀应力腐蚀外观形貌应力腐蚀破裂时,肉眼难见腐蚀产物

6、，表面光亮如新应力腐蚀外观形貌波壳内表面应力腐蚀裂纹应力腐蚀断裂特征裂纹纵深比其宽度要大几个量级，呈树枝状断口形貌晶间断裂呈冰糖块状引发应力腐蚀的三大因素1)敏感材料。合金比纯金属更易发生应力腐蚀。2)特定腐蚀介质。对于某种合金，能发生应力腐蚀与其特定的腐蚀介质有关。而且介质浓度一般很低。3)拉伸应力。来源：残余应力和工作应力。波纹管应力腐蚀的自身因素1.波壳冷挤压成形的影响1)形变促进位错增殖2)形变诱发形变马氏体3)形变导致表面钝化膜的破裂4)形变促进“机械化学效应”2.波壳上的拉应力影响1)残余应力2)工作应力3.不合理的结构设

7、计波壳冷挤压成形的影响形变促进位错增殖波纹管成形工艺。均属于冷挤压，在波峰和波谷处产生了塑性形变。塑性变形的机制。主要是位错的滑移，形变促进晶体中位错增殖。位错对材料的腐蚀性能影响极大，在位错露头处，原子的活化能较高，裂纹最初易在此处形核并扩展。裂纹起裂部位可见到位错腐蚀的痕迹波壳冷挤压成形的影响形变促进位错增殖波壳冷挤压成形的影响形变诱发形变马氏体形变马氏体的产生，其转变量随着奥氏体形变量的增加而增加,由于马氏体的腐蚀电位比奥氏体低，故在腐蚀环境中会优先溶解。不同加工工艺对形变马氏体的影响波峰加工方式液压胀压滚压马氏体含量(波峰处)

8、2.33.25.1测点位置号波壳冷挤压成形的影响形变导致表面钝化膜的破裂波纹管在挤压成形过程中，从波谷到波峰形变不断增大，变形量最大达40％。材料的塑性形变导致不锈钢表面钝化膜破裂，降低了合金元素的腐蚀电位，增加了阳极电