奥氏体不锈钢装置连多硫酸应力腐蚀与防护.pdf

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1、第10期57一奥氏体不锈钢装置连多硫酸应力腐蚀与防护董月香(荆楚理工学院，湖北荆门448000)[摘要]奥氏体不锈钢在连多硫酸中发生沿晶应力腐蚀开裂。文章分析了连多硫酸浓度、氯离子、不锈钢热处理状态对开裂的影响。防护措施可从环境、材料、应力三方面进行。[关键词]奥氏体不锈钢；连多硫酸；应力腐蚀奥氏体不锈钢因其具有优异的成型性、良好酸的晶间腐蚀，接着由于拉应力的存在，造成这的可焊性及耐高温特性、较高的疲劳强度，在各些最薄弱的区域发生连多硫酸应力腐蚀开裂。比种石化装置中得到广泛应用。但是，由于连多硫如变换系统的不锈钢设备、加氢精制高压分

2、离器酸引起的奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂事故[1-3]时有接管等工作温度在不锈钢敏化温度区的设备均易发生，使其应用受到限制。美国石油协会(API)发生连多硫酸应力腐蚀破坏[3j】。曾对12个炼油厂的71件不锈钢应力腐蚀开裂进行不锈钢在连多硫酸中应力腐蚀开裂属于沿晶过调查分析，调查结果表明，停工中所发生的开断裂机制，其应力腐蚀开裂具有典型的阳极溶解裂大多为连多硫酸应力腐蚀开裂。因此，探讨奥机理[6】o氏体不锈钢连多硫酸的应力腐蚀与防护对于合理2影响因素使用不锈钢及安全生产均具有一定的意义。2．1介质因素1腐蚀机理2．1．1连多硫酸浓度连多

3、硫酸应力腐蚀最易发生在高压含氢环境连多硫酸浓度对不锈钢沿晶应力腐蚀开裂的下，特别是在加氢脱硫、加氢裂化、催化重整等影响如图IN示，随着连多硫酸浓度的上升，溶液系统中用奥氏体钢制成的管线、加热炉炉管及设pH值下降，断裂时间随之缩短。备上【4J。这些管线、设备在高温、高压、缺氧、缺水的条件下运行时，原料油中的硫化氢或活性硫会与设备表面的金属铁发生反应生成FeS，此时不会形成连多硫酸应力腐蚀。但是，当装置停车、降温并打开设备后，含有大量O和水分的空气便翟涌入设备，空气中的O和水分与设备表面的FeS发生反应，生成大量连多硫酸(H2SXO，X

4、=3，4，重5)，反应如下：鍪FeS+02+H20—O3+^r2D6苷so：+H20sQH2so,+FeS—mH2S~04+nFeHESQ+D2H2so,馥稂度，‘I‘oUH：SO4+FeSFeSO4+HzS图1连多硫酸浓度对敏化18—8不锈钢应力腐蚀开裂的影响H：SO~+HsmH2sx06+nS注：敏化温度65O℃／4h，应力48MPa连多硫酸的生成形成了应力腐蚀的环境。一2．1．2氯离子．般认为，该应力腐蚀与晶间腐蚀密切相关，易于氯离子的加入会增加不锈钢在连多硫酸环境发生敏化的奥氏体不锈钢和其它高合金钢比较容中的应力腐蚀敏感性。

5、其原因是由于氯离子半径易发生这类腐蚀。奥氏体不锈钢中含碳量高时，在焊接或高温使用过程中，会发生碳化铬在晶界作者简介：董月香(1974一)，女，湖北鄂州人，硕士，荆楚沉淀，引起晶界贫铬，这些区域首先发生连多硫理工学院讲师，研究方向：工程结构完整性。58■腐蚀防护石20油10与年化第工13设卷备一小，穿透能力强，极易透过膜内的孔隙，从材料伸应力，对防止连多硫酸应力腐蚀取得了很好的表叫牝⋯，破坏钝化膜，钝化膜薄弱的地效果【。方腐蚀优先发生，加之材料内部存在的“活性通3．2环境道”，在应力的协同作用下，由氯离子引起的蚀在环境方面，应当尽量避

6、免连多硫酸的生孔扩展为裂纹，从而加速不锈钢发生应力腐蚀破成，并严格控制介质环境的pH值。美国腐蚀工程裂[6】。即在氯离子与连多硫酸共存的环境，氯离子师协会(NAcE)为防止停工期间的连多硫酸应力不仅增加敏化不锈钢的应力腐蚀破裂倾向，同时腐蚀开裂而发布了RPOI70．1997标准，规定了一系加速连多硫酸应力腐蚀破裂过程]。列防护措施，使铁的硫化物不能形成连多硫酸。2．2材料因素在实际操作中，针对不同的情况，可具体采2．2．1热处理的影响用如下措施：对停工时无需检修的系统，通过充由于奥氏体不锈钢连多硫酸应力腐蚀过程与入氮气保护并保持压力

7、不小于0．1MPa，可有效地晶间腐蚀密切相关，因此，固溶温度、敏化程度隔绝停工后湿空气进入设备，起到良好的防腐蚀对不锈钢在连多硫酸中的SCC的影响较大。对Ti／C效果。这种方法简单易操作，多次在装置的实际小，C未被完全稳定化的材料，固溶温度越高、生产过程中得到应用，效果显著。对于停工期间敏化程度越大，越容易发生沿晶开裂】。这是因需要打开的设备和管线，采用碱洗或喷淋，中和为，敏化使大量的C作为Cr。c在晶界析出，由于生成的连多硫酸，对连多硫酸应力腐蚀可起到有碳化铬沉淀产生的贫铬区，在连多硫酸介质中，效的预防作用。引起严重的晶间腐蚀。在

8、应力作用下，加速了腐3．3材料蚀开裂的发生。在材料方面，由于连多硫酸应力腐蚀与晶问2．2．2钢组织的影响l腐蚀密切相关，因此，对易产生连多硫酸应力腐具有奥氏体组织的不锈钢，由于碳化物在晶蚀的设备，应避免采用含碳量高、易敏化的304界析