碱对碳钢的影响
NaOH常压碳钢储罐底板泄漏分析及预防对策
NaOH常压碳钢储罐底板泄漏分析及预防对策碳钢在NaOH溶液中受OH-的钝化而形成表面钝化膜,但是钝化膜易受损破口,破口处的热浓NaOH对碳钢会产生强烈的腐蚀,部分氢原子渗入钢材内部还会硬气催化,导致裂纹扩展。
通过对储存NaOH储罐底板泄漏的检测及分析,找出底板泄漏原因,提出的预防对策,避免泄漏引起的环境污染及经济损失。
标签:腐蚀;泄漏;分析;预防对策0 引言某单位四台体积为10000m3、直径31m常压储罐,储存介质为50%的NaOH,温度为80℃。
2008年10月投用,到2014年3月,每台储罐先后发生2~3次泄漏。
在2014年4月业主开罐对泄漏储罐进行检测,其中有两台储罐未找到泄漏点。
于是委托我司对四台储罐进行检测,分析泄漏原因,提供相应的预防对策。
1 底板检测储罐内外部都有涂层,目视检查四台储罐底板泄漏点,在两台储罐上各发现两处泄漏点,另两台储罐没有发现泄漏点。
采用floormap3D漏磁检测设备四臺储罐底板扫查,此设备优势在于安装了“Star”传感器,能够自动识别底板上下表面的腐蚀,从而能快速找到腐蚀位置(尤其是上表面的腐蚀),并能在计算底板腐蚀速率及底板使用寿命提供合理的依据。
底板漏磁检测中,发现大量的上下表面的腐蚀,近80%的底板腐蚀超过原始厚度40%。
扫描显示有两处腐蚀为100%的区域,但油漆完好。
由于漏磁扫描在检测过程中容易受到底板的不平整度、焊瘤、障碍物等影响,会产生虚假的漏磁信号显示,这就需要用其他的检测方法去验证。
采用相控阵对这两个区域扫查,发现无底波显示,于是撬开油漆层,发现钢板上有穿孔。
(见图1)其后,业主切开两处下表面腐蚀为40%至70%的底板,验证漏磁检测的准确性。
在原始厚度为8mm底板对比,漏磁显示的腐蚀厚度与实际的腐蚀厚度误差在5%以内。
2 运行状况信息根据业主提供的信息,储罐一直储存50% NaOH,温度在80℃。
从2008年投用以来,在2010和2013年发生底板泄漏,这些漏点通过目视检查,很容易找到,队漏点进行修补,并对整个底板重新油漆。
碱液(氢氧化钠)腐蚀方案
碱液(氢氧化钠)储罐腐蚀原理及推荐方案一、碱液(氢氧化钠)腐蚀原理分析储存氢氧化钠(NaOH)的储罐,通常不大,直径1. 2m,高1. 4m,由碳钢制作。
为了保持氢氧化钠溶液的温度,筒体外焊有夹套,用于通人热水。
氢氧化钠对碳钢的腐蚀速率一般小于0.2mm/a,其主要问题是低碳钢的应力腐蚀开裂,腐蚀的部位通常是碳钢容器的焊缝、锅炉炉管胀口处等。
碳钢在氢氧化钠溶液中受OH-的钝化而形成表面钝化膜,但是钝化膜易受损破口,破口处的热浓氢氧化钠对碳钢会产生强烈的腐蚀,部分氢原子渗人钢材内部还会引起脆化,导致裂纹扩展。
反应式如下:Fe十4OH-→Fe022-+2H2O+2e2Fe022-+3H2O→Fe2O3+40H-+H2几乎2%以上氢氧化钠的全部浓度范围内,都可产生应力腐蚀开裂。
随着浓度的上升,碳钢产生应力腐蚀开裂温度相应下降。
碳钢设备经焊后应力消除,可以提高设备的使用温度。
在北方.由于气温很低.有些工厂向夹套内通入蒸汽(0.2MPa)来取代热水,结果罐底很快就出现罐底碱液出口管周围有放射状裂纹导致泄漏。
如果是从上面的管口通人蒸汽.则会在夹套与筒体焊接处很快发生裂纹。
这种腐蚀是典型的碱脆.即受应力的金属材料在氢氧化钠溶液中发生的应力腐蚀破裂。
北京泽马涂料通过大量的实验和生产应用总结出,碳钢在30%的氢氧化钠溶液中,当温度超过55℃,就可能会使碳钢在应力的集中处,比红蒸汽人口处的焊接部位发生碱脆。
北京泽马涂料试验氢氧化钠(NaOH)溶液中的使用温度上限二、北京泽马涂料推荐方案:应用方案涂料名称厚度×遍数涂布率方案一ZM99-01A21耐酸碱防腐涂料100μm×2 2.5㎡/kg方案二ZM99-01A21耐氢氟酸防腐涂料100μm×2 2.5㎡/kg应用范围碳钢、不锈钢氢氧化钠储罐、池槽、管道等应用业绩安徽奇瑞汽车有限公司;混凝土池、槽防腐山东天阳炭素有限公司;设备、钢结构、池槽秦皇岛发电有限责任公司;排渣管道、进厂桥河南省新郑炭素厂;管道、储罐防腐福建黎阳环保股份有限公司;钢结构、混凝土水池青岛鲁海业实业有限公司;化学品罐、钢结构防腐三、施工方案:1、基体处理钢材基体涂装作业前,应去除基体表面的油污、残锈、氧化皮等。
NaOH管线碱脆失效分析及对策
今没有 发生类似 事故 , 运行平稳 , 避免 了碱脆 失效 的再 次发生 。
参考文献
1 莴蚀与防护手册 , 化学 工业 出版社 , 2 0 0 9 . O 1 . 2( 再 沸器失效原因分析及对策 于维 国 齐鲁石油化工 , 2 0 1 2 , 4 0( 3 ) .
3
业碱管线泄漏原因分析及预 防措施 李建奇 张静 苏毅 炼油与化
要进行焊后热处理的。 本案例的注碱管线 中, 未进行焊后 热处理
等消除应力措施 , 不排 除存在焊接残余应力 。 根据现场勘查情况 ,该注碱 管线支管安装过程 中存在安 装
应力 , 支管上装有 调节阀 、 流量计等 设备 , 但是在 支管上 却没有 安装管道支架 , 导致该支管 连接 焊缝处受到安装应力 , 也是该处
以是残 余应 力 , 或者是两者的联合作用。 拉伸应力的大小 虽然是
碱脆 的一个 影响因素 , 但更重要的 因素是应力 的均 匀与否 , 局部 的拉伸应力最容易引起碱脆 。 其 中, 碱液管线 的操作温度和 介质 浓度是引起碱脆 的最主 3 . 3应力因素 金属管道在焊接过程 中产 生的焊接残余应力 、管道安 装过
3管线碱脆破裂原因分析
3 . 1环境因素
从 以上分析可 以看 出 , Na OH管 线溶液 的浓度与碳钢发生 碱脆的敏感性有着直接关系 ,在考虑碱 液管线介质浓度的 同时
一
定要考虑管线的操作温度 。该装置 Na OH注碱管线设计温度
管焊接后的根部焊缝质量 , 未焊 透 、 根部 组对 间隙过大等缺陷都
生 如 下 的化 学 反 应 :
3 F e +4 H2 0一F e 3 O 4 +4 H2
为2 0 g, 介质为 5 %N a OH溶液 。该 装置 自投入试 生产仅半个 月
钢制容器在氢氧化钠溶液中的使用限制
钢制容器在氢氧化钠溶液中的使用限制钢材在常温较稀的氢氧化钠溶液中,表面出现坚牢的保护膜,所以在工业生产和贮运低浓度常温氢氧化钠溶液时,用途很广泛。
随着浓度和温度的升高,钢铁的腐蚀迅速增加,温度越高,腐蚀越严重,承受应力的部件就容易发生应力腐蚀破裂—碱脆。
碱脆,又称苛性脆化,是金属材料在碱性溶液中,由于拉应力和腐蚀介质的联合作用而产生的开裂。
钢的碱脆,一般要同时具备3个条件:一是较高浓度的氢氧化钠溶液;二是较高的温度,碱脆的温度范围较宽,但最容易引起碱脆的温度是在溶液的沸点附近;三是拉伸应力,可以是外载荷引起的应力,也可以是残余应力等,或者是几者的联合作用。
设备要避免碱脆,除了应合理设计零件和构件,减少应力集中外,同时要改善腐蚀环境,还应考虑合理选材,避免使用对应力腐蚀敏感的材料。
在各种金属材料中,普通碳钢和低合金钢材料来源广泛,应用较多。
不锈钢材料可用在中、低浓度的氢氧化钠溶液中,但不耐高浓度高温碱液。
碳钢和低合金钢对常温低浓度的烧碱液有良好的耐蚀性,但随浓度和温度的升高,腐蚀速率也在增大,并在拉应力的作用下可能发生碱脆,应用上存在一定限制和范围。
如HG*****-1998中规定,碳钢和低合金钢焊制化工容器,如焊后或冷加工后,不进行消除应力热处理,则在氢氧化钠溶液中的使用温度不得大于附表1的温度。
当氢氧化钠溶液在其与烃类的混合问中体积≥5%时,也应根据氢氧化钠溶液的浓度符合该表的要求,氢氧化钠溶液浓度≤1%或氢氧化钠溶液在其与烃类的混合物中体积﹤5%时,不受限制。
由表1可见,在一定范围内,碳钢和低合金钢可直接使用而不必进行消应力热处理,随着浓度的增加,它所对应的适用温度的有所下降。
(附表1)A区:碳钢不必作应力消除;B区:碳钢焊缝及弯头应作应力消除C区:在此区域内应考虑用镍合金或不锈钢;B区及C区域:镍合金适用于阀门然而,有关资料表明,碳钢或低合金钢材料即使在消除应力热处理后,它们在较高浓度和温度的氢氧化钠溶液中使用还是存在限制。
两种席夫碱缓蚀剂对碳钢材料的缓蚀性能探究
计 算结果相符合 。 关键词 : 夫碱 ; 席 缓蚀作用 ; 碳钢 ; 吸附模式
中图分类号 :6 66 04. 文献标 识码 : A
I v s i a i n o o r so n b to t a bo t e y n e tg to f c r o i n i hi ii n o c r n s e lb
AbtatT oS h ae -2hdoyezl eem n ) ezi ai S ・) d2, _ 1 2p nl e i( zn1y-・l s c :w ci b ss2 ( -yrxbnyi na io bno cd( B I a 2, , -b y nbs aa 一-l y - r f d c n ( e e 1 i dn ) bs m ta --l - iee dp eo( BI) aeb e vsgt rt cr s nih io r e i nt ors no ee ) i ehn1y 1 l n ) i nlS ・ h v eni et a df s or i i t npo re o ecr i f ( 一 yd h I n i e o i o o n b i p ts h oo
Sc i s o po ds h f ba e c m un
CHEN o, Ya CHEN n l, Ma -i ZHANG i g, I Ch n— i L n L U ua y n
( col f h mcl nier g n odSi c , u e U i rt o r n c ne Xagag 4 03 C ia S ho o C e i gnei dFo ce eH b i nv sy f t a dS i c , inyn 15 , hn ) aE na n e i A s e 4
席夫碱对20 #碳钢在盐酸介质中的缓蚀作用
Ke r s:S hf a e o r s n ihbt r y wo d ei {b s  ̄C ro i n ii ;Mea o r so o o tl ro in;S egsi fe t c n y r it efc c
O 引 言
日常生活 中腐 蚀无 处 不 在 , 而且 大 多过有 关席 夫碱 试 剂在 盐酸 介 质 中对 铜 的缓 蚀 作 用 的研 究 [ , 未 见 含 O、 3但 ] N、
I H I TI N BI ON PERF ORM ANCE CH I OF S FF BAS F E OR 0 CARBON TEEL I 2# S N H YDROCH LORI ACI C OL TI C DI S U ON
F N J a -e g A inf n ,TI AN -a g Lifn
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第 2卷 第 4 8 期 20 年 4月 07
腐蚀 与 防护
C 0RROSI ON LP 8 R0TE CTI ON
Vo .2 No 4 1 8 . Ap i 2 0 r 0 7 l
席夫 碱 对 2 碳 钢在 盐 酸 介 质 中的缓 蚀 作 用 0
范建凤 。田丽 芳
( 州师 范学 院化学 系 , 忻 忻州 0 4 0 ) 3 0 0
摘 要: 分别采用失重法和 电化学 方法测定 了席 夫碱试 剂 4羟基-- 一 3甲氧基 苯 甲醛 缩-- 丙基 -- 4烯 3硫代 氨基 脲 ( 以
下简称 A T , 甲醛缩一一 A )和苯 4烯丙基一 硫代氨基脲在盐酸介质 中对 2 3 一 O 碳钢 的缓蚀作 用 。研究 了浓度 、 温度 等 因 素对这两种缓蚀剂缓蚀性 能 的影 响。结果 表 明, 两种 席 夫碱试 剂 在 盐酸 介质 中对 2 钢均 有 缓蚀 作用 , 中 O碳 其
碳钢腐蚀机理
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液碱对碳钢的间脆范围
液碱对碳钢的间脆范围
首先,浓度是影响液碱对碳钢间脆的重要因素之一。
一般来说,浓度较低的液碱对碳钢的腐蚀作用相对较小,而高浓度的液碱则可
能导致更严重的腐蚀和间脆。
其次,温度也会对液碱对碳钢的间脆产生影响。
在高温下,液
碱的腐蚀作用通常会加剧,从而增加碳钢的间脆风险。
腐蚀时间是另一个重要因素。
长时间暴露在液碱环境中会加速
碳钢的腐蚀和间脆现象。
此外,碳钢的成分也对液碱腐蚀的影响不可忽视。
不同成分的
碳钢在液碱环境中可能表现出不同的腐蚀特性。
总的来说,液碱对碳钢的间脆范围是一个复杂的课题,需要综
合考虑多种因素。
工程实践中,通常会通过实验和理论分析来评估
液碱对碳钢的腐蚀影响,以制定相应的防护措施和材料选择标准。
碳钢钝化现象实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 研究碳钢在阳极极化过程中钝化现象的产生机理。
2. 探究不同电解液、电流密度、温度等因素对碳钢钝化现象的影响。
3. 分析钝化膜的成分和结构,了解钝化膜的形成过程。
二、实验原理碳钢在阳极极化过程中,当电位达到一定值时,会发生钝化现象。
钝化是指金属表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止金属继续发生腐蚀。
钝化膜通常由金属氧化物、水合氧化物等组成,其成分和结构受多种因素影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:碳钢电极(Φ10mm×100mm)2. 实验仪器:电化学工作站、三电极体系(碳钢电极、铂电极、饱和甘汞电极)、数字万用表、恒温箱、磁力搅拌器四、实验方法1. 准备实验溶液:将0.5mol/L的硫酸亚铁溶液作为电解液,并控制溶液温度为25℃。
2. 设置三电极体系:将碳钢电极作为工作电极,铂电极作为辅助电极,饱和甘汞电极作为参比电极。
3. 改变实验条件:分别设置不同的电流密度(0.1A/dm²、0.5A/dm²、1A/dm²)和温度(25℃、40℃、60℃)。
4. 测量电位:在电化学工作站上,以0.01V/s的扫描速度,从开路电位开始扫描至-1.0V,记录电位变化曲线。
5. 分析钝化膜:采用X射线光电子能谱(XPS)分析钝化膜的成分和结构。
五、实验结果与分析1. 随着电流密度的增加,碳钢电极的钝化电位逐渐降低。
在0.1A/dm²的电流密度下,钝化电位约为-0.6V;在1A/dm²的电流密度下,钝化电位约为-0.8V。
2. 随着温度的升高,碳钢电极的钝化电位逐渐升高。
在25℃的温度下,钝化电位约为-0.6V;在60℃的温度下,钝化电位约为-0.4V。
3. 通过XPS分析,发现钝化膜主要由Fe2O3、Fe3O4和FeO组成,其中Fe2O3含量最高。
六、结论1. 碳钢在阳极极化过程中,随着电流密度和温度的增加,钝化电位逐渐降低,表明钝化现象更容易发生。
钢结构的锈蚀事故
6. 海水腐蚀
(1)腐蚀机理 随着海洋事业的发展,海洋中的钢结
构越来越多,但海洋中腐蚀介质复杂,其 机理也复杂。一般来说,主要有盐类腐蚀、 电化学腐蚀、海生物腐蚀等。
(2) 影响因素
① 与海水介质的接触深度;按浸入海水 的深度可分为海泥区、全浸区、潮差 区、飞溅区、海洋大气腐蚀区。飞溅 区金属表面常被海水所润湿,并受到 运动冲击,腐蚀最为严重(如图)。
于杂散电场中,在阳极区即电流通过钢筋 的部位发生的腐蚀。这一现象常发生在电 化学工厂、电冶金车间等,电腐蚀的强弱 与钢材所处阳极电位的高低成正比。
8.3 钢结构锈蚀处理及防腐方法
8.3.1 新建钢结构防锈 一般有涂料敷盖法和金属敷盖法。 涂料敷盖法,即在钢材表面敷盖一层涂料,
使之与大气隔绝,以防锈蚀。主要施工工艺 有:表面除锈、涂底漆、涂面漆。
在高温高压碱水溶液中: 2Fe+4NaOH+4H2O 2Na2FeO4 +6H2
(2)影响因素 温度、压力、pH值和碱金属种类,一般认为
碱金属的原子量越大,腐蚀性越强。
5. 盐类腐蚀
(1)腐蚀机理 改变溶液pH值; 发生氧化还原反应;Fe+CuSO4 FeSO4 +Cu 增加溶液导电性,使电化学腐蚀加剧; 某些盐类的阴阳离子对腐蚀有特殊影响。
(3) 喷砂除锈。在停产和露天结构上可采用喷 砂除锈,它质量可靠、除锈比较彻底。喷 砂是利用空气压缩机将石英砂喷射于钢材 面上除去黑皮和铁锈,也可以用钢砂、钢 丸喷射(投射)于钢材面上,效果更好,且 能减少砂尘弥漫。喷砂除锈质量虽好,但 劳动条件较差。
除锈是涂层防腐的主要一关,处理质量十分关键。
金属敷盖法,即在钢材表面上镀上一层其 他金属。所镀的金属可使钢材与其他介质隔 绝,也可能是镀层金属的电极电位更低于铁, 起到牺性阳极(镀层金属)保护阴极(铁)的作用。
清洗剂对金属的腐蚀
2.几种材质与清洗剂及助剂组合引起失效的讨论2.1不锈钢与氯化物、高温碱等清洗液发生SCC主要是奥氏体不锈钢(尤其是敏化的),在常用的化学清洗液中有可能产生SCC。
根据文献[5)报道,主要有各种氯化物水溶液、含氟水溶液、高温NaOH、NaOH+硫化物水溶液、H2SO4和硫酸盐、HNO3+HF、HNO3+HCI+HF和HSO4+氯化物水溶液等。
其中盐酸对不锈钢的危害,不仅被腐蚀界,也已被清洗界所重视。
C1-不仅会造成点蚀,缝隙腐蚀,而且会导致SCC,因为C1-电负性强、渗透率高、离子半径较小、是具有最大去钝化能力的活性阴离子,是导致局部腐蚀最危险因子。
一般认为,凡水溶液呈酸性的氯化物均会导致不锈钢应力腐蚀,包括稀盐酸,甚至湿的有机氯化物CHCI3、CCl4等,氯化物中不含水则不产生SCC,因为不含水,则介质中就不存在溶存氧,也不会因水解而产生氢离子,这样阳极溶解过程所放出的电子就不能为阴极过程(吸氧或析氢)所吸收。
由于电化学过程难以进行,当然不发生SCC。
不仅氯化物溶液,而且只要其它清洗剂、各种助剂及缓蚀剂中含有微量C1-,均有可能造成不锈钢的SCC。
例如碱洗,由于NaOH含有微量C1-,对不锈钢存在SCC隐患。
因而要选用离子交换膜法生产的碱,尽可能不用汞法与苛化法生产的碱,应使清洗用碱中的NaCl 含量≤0.01%。
[page]为转化除垢、催化剂再生及防止连多硫酸开裂等;需要进行碱洗。
如NaOH浓度>5%,存在碱脆危险。
如NACE,对炼厂停工期间为预防奥氏体不锈钢设备;连多硫酸SCC,采用碱洗,不推荐用NaOH,而采用芝2%碳酸钠,要限制氯化物<0.015%,特殊隋况时< 0.005%,并同时加入缓蚀剂0.5%硝酸钠(加入量太少;—反而促进SCC)。
一般认为稀硫酸(加缓蚀剂)清洗不锈钢不会有多,大危险,但如硫酸中会有CI-则另当别论。
曾发生用扭98%硫酸清洗不懈冈换热器焦油垢造成SCC,最大可逆;能是酸洗后残留有H2SO4+Cl-环境。
碱液(氢氧化钠)腐蚀方案
碱液(氢氧化钠)储罐腐蚀原理及推荐方案一、碱液(氢氧化钠)腐蚀原理分析储存氢氧化钠(NaOH)的储罐,通常不大,直径1. 2m,高1. 4m,由碳钢制作。
为了保持氢氧化钠溶液的温度,筒体外焊有夹套,用于通人热水。
氢氧化钠对碳钢的腐蚀速率一般小于0.2mm/a,其主要问题是低碳钢的应力腐蚀开裂,腐蚀的部位通常是碳钢容器的焊缝、锅炉炉管胀口处等。
碳钢在氢氧化钠溶液中受OH-的钝化而形成表面钝化膜,但是钝化膜易受损破口,破口处的热浓氢氧化钠对碳钢会产生强烈的腐蚀,部分氢原子渗人钢材内部还会引起脆化,导致裂纹扩展。
反应式如下:Fe十4OH-→Fe022-+2H2O+2e2Fe022-+3H2O→Fe2O3+40H-+H2几乎2%以上氢氧化钠的全部浓度范围内,都可产生应力腐蚀开裂。
随着浓度的上升,碳钢产生应力腐蚀开裂温度相应下降。
碳钢设备经焊后应力消除,可以提高设备的使用温度。
在北方.由于气温很低.有些工厂向夹套内通入蒸汽(0.2MPa)来取代热水,结果罐底很快就出现罐底碱液出口管周围有放射状裂纹导致泄漏。
如果是从上面的管口通人蒸汽.则会在夹套与筒体焊接处很快发生裂纹。
这种腐蚀是典型的碱脆.即受应力的金属材料在氢氧化钠溶液中发生的应力腐蚀破裂。
北京泽马涂料通过大量的实验和生产应用总结出,碳钢在30%的氢氧化钠溶液中,当温度超过55℃,就可能会使碳钢在应力的集中处,比红蒸汽人口处的焊接部位发生碱脆。
北京泽马涂料试验氢氧化钠(NaOH)溶液中的使用温度上限二、北京泽马涂料推荐方案:应用方案涂料名称厚度×遍数涂布率方案一ZM99-01A21耐酸碱防腐涂料100μm×2 2.5㎡/kg方案二ZM99-01A21耐氢氟酸防腐涂料100μm×2 2.5㎡/kg应用范围碳钢、不锈钢氢氧化钠储罐、池槽、管道等应用业绩安徽奇瑞汽车有限公司;混凝土池、槽防腐山东天阳炭素有限公司;设备、钢结构、池槽秦皇岛发电有限责任公司;排渣管道、进厂桥河南省新郑炭素厂;管道、储罐防腐福建黎阳环保股份有限公司;钢结构、混凝土水池青岛鲁海业实业有限公司;化学品罐、钢结构防腐三、施工方案:1、基体处理钢材基体涂装作业前,应去除基体表面的油污、残锈、氧化皮等。
碱对碳钢的影响
几种化学物质对压力容器的应力腐蚀[ 2006-10-17 1:38:05 | By: rsjang ]在较高温度和一定浓度的氢氧化钠溶液的特定环境下,热碱溶液会对碳钢或合金钢产生应力腐蚀,这种现象俗称碱脆或苛性碱脆化。
钢碱脆的机理目前还没有统一的认识。
一般主伙是碳钢在高温下与水蒸气产生如下的化学反应:在这个反应中,氢氧化钠起着催化作用,其过程是反应生成的Fe3O4覆盖在钢的表面,形成一层保护膜。
但可能由于过高的局部拉伸应力会使局部区域的保护膜遭到破坏;也可能由于氢氧化钠在表面富集使Fe3O4被溶解;或由于这两种情况的联合作用,在金属表面形成最初的腐蚀裂纹,氢氧化钠富集在裂纹中,形成电化学腐蚀。
裂纹的尖端区域成为阳极,而裂纹周围的保护层成为阴极,再加上拉伸应力的作用,使裂纹迅速扩展,最终导致断裂。
钢的碱脆一般要同时具备3个条件,即高温、高浓度碱和拉伸应力。
有人通过试验指出,浓度为10%的氢氧化钠溶液可以引起碱脆,而5%的浓度则不能。
但在压力容器和锅炉中,局部地方常发生氢氧化钠的富集现象,如盐的沉积物或高温下水分的蒸发,都会使局部的碱浓度增大。
碱脆常常发生在锅炉的承压部件中,锅炉用水经过处理后有可能含有过剩的碱,在局部地方如沉积物或多孔的氧化皮下面,铆接或焊缝处,法兰连接处等,容易使碱浓度增大,加上不均匀的拉伸应力,使锅炉发生碱脆破裂。
近年来,国内外发生过多起一氧化碳和二氧化碳混合气的容器(气瓶)爆炸事故,这也是由应力腐蚀而引起的腐蚀。
一氧化碳在通常情况下,被铁吸收后,会在金属表面形成一层保护膜,但在工业应用的一氧化碳中会含有二氧化碳和水分。
由于容器或气瓶反复多次充气,器壁上的交变应力,使这层保护层局部遭到破坏,从而会加速湿性二氧化碳对容器的腐蚀。
在以原油、天然气或煤为原料的炼油、石油化工及煤气工业设备中,硫化氢的腐蚀是比较普遍的问题,其中尤以湿硫化氢对碳钢及低合金钢的应力腐蚀最值的注意。
关于硫化氯应力腐蚀的机理还不十分清楚,有文献认为,湿的硫化氢与铁元素产生如下反应:产生的氢原子向金属内部扩散、聚集、使金属变脆,在氢的作用下形成鼓泡和裂纹。
碱度值R、F-含量和Na2O含量对中碳钢保护渣渣膜结晶体的影响规律
4.22 7.22 10.22 13.22
结 晶率/%
8O 80 ~85
85 85 —90
表 6 Na20含量对结晶率的影响
Na2 0/%
结 晶 率/%
80 80 ~ 85
参考 文 献 :
[1] 迟景灏 ,甘永年 .连铸保护渣 [M].沈阳 :东 北大学 出版社 ,1992:5-6.
.
[2] KENNETH c,MILLS,ALISTAIR B F.The Role ofMould Fluxes in Cont inuous Casting·So Simple Yet So Complex[c].ISLIInternational,2004,43
~ 6:
通 过数 据分 析 ,得 出 :在相 同温 度降速 下 ,随着碱 度值增大 ,结晶率逐渐增 大;随着 F一值增大 ,结晶率 逐 渐增 大 ;随着 Na:0含量 增大 ,而结 晶率逐 渐增 大 。
表 4 碱度值对结 晶率 的影响
碱度值 R
O.8 0.9 1.0 1.1
结 晶 率/%
量 见表 1—3。
表 1 碱度等 比例变化配 比表
2 化 学 成 分 对 渣 膜 结 晶体 的 影 响
2.1 化学 成分 对结 晶率 的影 响
在 炉冷 的条 件 下 ,通 过 改 变碱 度值 R、F一含 量 和 Na 0的含 量 ,研 究 它们 对 结 晶率 的影 响 ,数 据 见 表 4
80 80 —85
90 95
表 5 F 值对结 晶率的影响
碱对碳钢的影响
几种化学物质对压力容器的应力腐蚀[ 2006-10-17 1:38:05 | By: rsjang ]在较高温度和一定浓度的氢氧化钠溶液的特定环境下,热碱溶液会对碳钢或合金钢产生应力腐蚀,这种现象俗称碱脆或苛性碱脆化。
钢碱脆的机理目前还没有统一的认识。
一般主伙是碳钢在高温下与水蒸气产生如下的化学反应:在这个反应中,氢氧化钠起着催化作用,其过程是反应生成的Fe3O4覆盖在钢的表面,形成一层保护膜。
但可能由于过高的局部拉伸应力会使局部区域的保护膜遭到破坏;也可能由于氢氧化钠在表面富集使Fe3O4被溶解;或由于这两种情况的联合作用,在金属表面形成最初的腐蚀裂纹,氢氧化钠富集在裂纹中,形成电化学腐蚀。
裂纹的尖端区域成为阳极,而裂纹周围的保护层成为阴极,再加上拉伸应力的作用,使裂纹迅速扩展,最终导致断裂。
钢的碱脆一般要同时具备3个条件,即高温、高浓度碱和拉伸应力。
有人通过试验指出,浓度为10%的氢氧化钠溶液可以引起碱脆,而5%的浓度则不能。
但在压力容器和锅炉中,局部地方常发生氢氧化钠的富集现象,如盐的沉积物或高温下水分的蒸发,都会使局部的碱浓度增大。
碱脆常常发生在锅炉的承压部件中,锅炉用水经过处理后有可能含有过剩的碱,在局部地方如沉积物或多孔的氧化皮下面,铆接或焊缝处,法兰连接处等,容易使碱浓度增大,加上不均匀的拉伸应力,使锅炉发生碱脆破裂。
近年来,国内外发生过多起一氧化碳和二氧化碳混合气的容器(气瓶)爆炸事故,这也是由应力腐蚀而引起的腐蚀。
一氧化碳在通常情况下,被铁吸收后,会在金属表面形成一层保护膜,但在工业应用的一氧化碳中会含有二氧化碳和水分。
由于容器或气瓶反复多次充气,器壁上的交变应力,使这层保护层局部遭到破坏,从而会加速湿性二氧化碳对容器的腐蚀。
在以原油、天然气或煤为原料的炼油、石油化工及煤气工业设备中,硫化氢的腐蚀是比较普遍的问题,其中尤以湿硫化氢对碳钢及低合金钢的应力腐蚀最值的注意。
关于硫化氯应力腐蚀的机理还不十分清楚,有文献认为,湿的硫化氢与铁元素产生如下反应:产生的氢原子向金属内部扩散、聚集、使金属变脆,在氢的作用下形成鼓泡和裂纹。
碳钢和不锈钢法兰连接的腐蚀问题
碳钢和不锈钢法兰连接的腐蚀问题是一个常见的问题,特别是在工业管道和设备中。
碳钢和不锈钢的化学成分和表面状态不同,因此它们的耐腐蚀性能也不同。
碳钢是一种含碳量较高的铁合金,其耐腐蚀性能相对较差。
在潮湿的环境中,碳钢容易受到氧化和腐蚀,尤其是在酸性或碱性环境中。
此外,碳钢还容易受到氯离子和硫化物的影响,导致局部腐蚀和点蚀。
而不锈钢是一种含有铬、镍等元素的合金钢,其耐腐蚀性能相对较好。
不锈钢能够抵抗氧化、酸、碱、盐等腐蚀介质,并且在大多数环境中都能保持较好的耐腐蚀性能。
然而,不锈钢的耐腐蚀性能也受到环境和使用条件的影响。
例如,不锈钢在高温、高压、高氧化、高硫化等极端环境中容易受到腐蚀。
此外,不锈钢的表面状态和加工工艺也会影响其耐腐蚀性能。
为了解决碳钢和不锈钢法兰连接的腐蚀问题,可以采取以下措施:
1. 选择合适的不锈钢品种和等级,根据使用环境和介质选择具有良好耐腐蚀性能的不锈钢材料。
2. 对碳钢和不锈钢进行适当的表面处理,如喷涂防腐涂层、镀层等,以提高其耐腐蚀性能。
3. 在法兰连接处添加密封垫片或缠绕密封胶带等密封材料,以防止腐蚀介质渗入连接处。
4. 对碳钢和不锈钢进行定期检查和维护,及时发现和处理腐蚀问题,防止腐蚀扩大和影响设备正常运行。
通过以上措施的实施,可以有效地减少碳钢和不锈钢法兰连接的腐蚀问题,延长设备的使用寿命,保证设备的正常运行。
化学品 关于碳钢腐蚀率标准
化学品关于碳钢腐蚀率标准碳钢是一种常用的金属材料,广泛应用于建筑、汽车、机械等领域。
然而,由于其易受腐蚀的特性,需要对其腐蚀率进行标准化管理。
化学品对碳钢的腐蚀率标准主要包括以下几个方面:1. 腐蚀环境腐蚀环境是影响碳钢腐蚀率的重要因素之一。
在不同的腐蚀环境下,碳钢的腐蚀率也会有所不同。
常见的腐蚀环境包括酸性、碱性、海水等。
根据不同的腐蚀环境,可以制定相应的碳钢腐蚀率标准。
2. 腐蚀时间腐蚀时间是指在一定的腐蚀环境下,碳钢所能承受的最长时间。
通常情况下,碳钢在不同的腐蚀环境下所能承受的时间也会有所不同。
根据不同的腐蚀时间,可以制定相应的碳钢腐蚀率标准。
3. 腐蚀介质腐蚀介质是指在不同的腐蚀环境下,对碳钢进行腐蚀的介质。
不同的介质对碳钢的腐蚀率也会有所不同。
根据不同的腐蚀介质,可以制定相应的碳钢腐蚀率标准。
4. 材料质量材料质量也是影响碳钢腐蚀率的因素之一。
不同质量的碳钢,在相同的腐蚀环境下,其腐蚀率也会有所不同。
因此,在制定碳钢腐蚀率标准时,需要考虑材料质量因素。
5. 腐蚀等级根据不同的应用场景和要求,可以将碳钢分为不同的腐蚀等级。
不同等级的碳钢,在相同的腐蚀环境下,其承受能力也会有所不同。
因此,在制定碳钢腐蚀率标准时,需要考虑不同等级之间的差异。
总之,化学品对碳钢腐蚀率标准制定是一个相对复杂和综合性的工作。
需要考虑多个因素之间的关系和影响,并结合实际应用场景进行制定。
只有制定出科学合理、具有可操作性和实际意义的标准,才能更好地保障碳钢在使用过程中的安全和稳定性。
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碱对碳钢的影响
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几种化学物质对压力容器的应力腐蚀
[ 2006-10-17 1:38:05 | By: rsjang ]
在较高温度和一定浓度的氢氧化钠溶液的特定环境下,热碱溶液会对碳钢或合金钢产生应力腐蚀,这种现象俗称碱脆或苛性碱脆化。
钢碱脆的机理目前还没有统一的认识。
一般主伙是碳钢在高温下与水蒸气产生如下的化学反应:
在这个反应中,氢氧化钠起着催化作用,其过程是
反应生成的Fe3O4覆盖在钢的表面,形成一层保护膜。
但可能由于过高的局部拉伸应力会使局部区域的保护膜遭到破坏;也可能由于氢氧化钠在表面富集使Fe3O4被溶解;或由于这两种情况的联合作用,在金属表面形成最初的腐蚀裂纹,氢氧化钠富集在裂纹中,形成电化学腐蚀。
裂纹的尖端区域成为阳极,而裂纹周围的保护层成为阴极,再加上拉伸应力的作用,使裂纹迅速扩展,最终导致断裂。
钢的碱脆一般要同时具备3个条件,即高温、高浓度碱和拉伸应力。
有人通过试验指出,浓度为10%的氢氧化钠溶液可以引起碱脆,而5%的浓度则不能。
但在压力容器和锅炉中,局部地方常发生氢氧化钠的富集现象,如盐的沉积物或高温下水分的蒸发,都会使局部的碱浓度增大。
碱脆常常发生在锅炉的承压部件中,锅炉用水经过处理后有可能含有过剩的碱,在局部地方如沉积物或多孔的氧化皮下面,铆接或焊缝处,法兰连接处等,容易使碱浓度增大,加上不均匀的拉伸应力,使锅炉发生碱脆破裂。
近年来,国内外发生过多起一氧化碳和二氧化碳混合气的容器(气瓶)爆炸事故,这也是由应力腐蚀而引起的腐蚀。
一氧化碳在通常情况下,被铁吸收后,会在金属表面形成一层保护膜,但在工业应用的一氧化碳中会含有二氧化碳和水分。
由于容器或气瓶反复多次充气,器壁上的交变应力,使这层保护层局部遭到破坏,从而会加速湿性二氧化碳对容器的腐蚀。
在以原油、天然气或煤为原料的炼油、石油化工及煤气工业设备中,硫化氢的腐蚀是比较普遍的问题,其中尤以湿硫化氢对碳钢及低合金钢的应力腐蚀最值的注意。
关于硫化氯应力腐蚀的机理还不十分清楚,有文献认为,湿的硫化氢与铁元素产生如下反应:
产生的氢原子向金属内部扩散、聚集、使金属变脆,在氢的作用下形成鼓泡和裂纹。
在应力因素方面,主要是焊接的残余应力。
在石油化工生产中,有一些容器的工作介质是高温高压下的氢气,如合成氨、热裂化、酒精、加氢等生产装置中的反应器,这些设备如果设计、制造或使用不当就有可能因氢腐蚀而导致破坏。
这种氢腐蚀属于化学腐蚀,因为在发生氢脆破坏的氨合成塔的破裂处,取样分析证实,钢的金相组织为脱碳的铁素体。
1.钢的氢脆是否发生,主要决定于氢的压力、温度、作用时间和钢的化学成分。
氢气压力越高、温度越高、温度越高、碳钢的脱碳层就越深,发生氢脆断裂的时间也越快,其中温度影响最大。
在较高温度下(例如>700℃),即使氢的压力只有,碳钢也会发生氢脆;如果温度较低(例如<200℃),氢的压力为100MPa,也难以产生氢脆。
2.钢中碳与合金的含量对氢脆的影响也很大。
碳含量越高,在相同的条件下,就越容易发生氢脆。
如果在钢中添加有铬、钛、钒等元素,则因这些元素能形成稳定的碳化物,使氢不能与钢中的碳相互作用生成甲烷,因而可能阻止钢的氢脆。
3.氢不仅可以在高压的作用条件下进入钢内,在炼钢、焊接等加工过程中,如果有水蒸气存在,氢也可能进入钢内。
因为在高温下,水按下列反应被还原为氢:
这些氢随即溶解在液态金属中,它同样可以使钢发生氢脆。
在用奥氏体不锈钢制造的压力容器中,如果有氯化物溶液存在,也会产生应力腐蚀。
这是由于溶液中的氯离子使不锈钢表面的钝化膜受到破坏,在拉伸应力的作用下,钝化膜被破坏的区域就会产生裂纹,成为腐蚀电池的阳极区,连续不断的电化学腐蚀最终可能导致金属的断裂。
这种腐蚀与氯离子的浓度关系不大,即使是微量的氯离子,也可能产生应力腐蚀。
在实际生产中,有些设备并不是在正常操作条件下被腐蚀破坏的,而是在停车期间由于残留在容器中低浓度(5%)的氯化物冷凝液,产生了应力腐蚀裂纹。
也有因用含氯离子浓度较高的水进行耐压试验,结果残留在容器中的水被浓缩而生产应力腐蚀。
氯离子对奥氏体不锈钢的应力腐蚀,其裂纹通常是穿晶型的,并且多数是分枝状裂纹。
多数腐蚀裂纹都产生在焊缝附近,这就充分说明焊接残余应力是一个重要的因素。