TP321H不锈钢氯离子应力腐蚀开裂分析
TP321H不锈钢氯离子应力腐蚀开裂分析
蒸汽和水的交替变换也会有助于丌裂，临界氯离子
量的Ｃｌ元素。其中，Ｓ２一质量分数最高值为５．１３％，
浓度随着温度上升而减小，高温情况下，氯离子质量
Ｃｌ一质量分数最高值为１．５５％。
浓度只要达到ｌ ｍｇ／Ｌ，即能引起破裂。应力可以是
万方数据
石、油化工设备
２０１０年第３９卷
表２两个区域ＥＤＳ能谱分析结果
ｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｅｎｇ．Ｆａｉｌ．Ａｎａｌ．，２００７，（１４）：１５５０—１５７３． ［５３王忠庆．苯酐换热器应力腐蚀开裂原因分析［Ｊ］．石油
化工设备，２００９，３８（１）：９６—９７． ［６］谢培军，尚立蔚，邓海燕，等．预热器应力腐蚀开裂分析
及措施［Ｊ］．石油化工没备，２００９，３８（增）：７０—７２． ［７３罗纯东．奥氏体不锈钢炉体应力腐蚀破裂失效分析
0环境中不锈钢的应力腐蚀开裂在hcl一hsho环境中化工设备典型的腐蚀部位为常压塔顶部5层塔盘塔体部分挥发线常压塔顶冷凝冷却系统该部位腐蚀最为严重减压塔部分挥发线和冷却系统加氢精制装置的不锈钢冷却设备甲醛装置水冷却器聚酯装置中泵冷却器以及维纶抽丝装置中醛化液系统1
第３９卷第４期 ２０１０年７月
文章编号：１０００—７４６６（２０１０）０４—０１００—０３
织、断口形貌观察以及微区ＥＤＳ能谱分析。结果表明，穿透性裂纹是由于不锈钢氯离子应力腐蚀
所引起。
关键词：ＴＰ３２１Ｈ不锈钢；氯离子应力腐蚀；管件；开裂
中图分类号：ＴＧ １７２．９
文献标志码：Ｂ
Ｃｈｌｏｒｉｄｅ－ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｃｒａｃｋｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＴＰ３２ １ Ｈ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｇ－ｌｅ
TP321不锈钢无缝钢管晶间腐蚀问题研究
TP321不锈钢无缝钢管晶间腐蚀问题研究康喜唐;王伯文;聂飞;梁祥祥;常旭飞;方旭东;张晓文【摘要】对影响TP321不锈钢无缝钢管耐晶间腐蚀性能的因素进行分析,从化学成分、金相组织、工艺流程、热处理制度等方面研究可能导致耐蚀性降低的原因,并采取措施消除不利影响.通过控制化学成分、调整热处理制度以及优化脱脂工艺等一系列改进措施,使TP321不锈钢无缝钢管晶间腐蚀试验一次合格率稳定在95％以上水平.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2014(043)001【总页数】7页(P18-24)【关键词】无缝钢管;TP321不锈钢;晶间腐蚀;化学成分;热处理;脱脂【作者】康喜唐;王伯文;聂飞;梁祥祥;常旭飞;方旭东;张晓文【作者单位】山西太钢不锈钢钢管有限公司,山西太原030008;山西太钢不锈钢钢管有限公司,山西太原030008;山西太钢不锈钢钢管有限公司,山西太原030008;山西太钢不锈钢钢管有限公司,山西太原030008;山西太钢不锈钢钢管有限公司,山西太原030008;山西太钢不锈钢股份有限公司,山西太原030003;山西太钢不锈钢股份有限公司,山西太原030003【正文语种】中文【中图分类】TG335.7;TG113.1不锈钢的晶间腐蚀是一种腐蚀破坏现象，表现为晶粒间丧失结合力，以致材料的强度变差。
对于晶间腐蚀的产生原因有许多不同的理论，如贫铬理论、晶界吸附理论、沉淀相亚稳论、亚稳相溶解理论、应力论、沉淀相形貌论和腐蚀电化学理论等。
贫铬理论是最早提出且又被广泛接受的理论［1］。
对18-8型奥氏体不锈钢，晶界处的晶格是不完整的，有利于金属原子的扩散；在晶界及其邻近区域的Cr会由于碳化物Cr23C6在晶界的沉淀而发生贫乏现象，造成晶界周围出现贫铬区，当Cr质量分数降低至12%左右时，在某些腐蚀介质中沿着材料晶界产生腐蚀，使晶粒间丧失结合力，即产生晶间腐蚀现象［2］。
TP321不锈钢（UNS S32168，在GB/T 20878—2007《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》中为06Cr-18Ni11Ti）是在TP304不锈钢基础上加入Ti元素，以增强其抗晶间腐蚀能力和耐高温性能，其原理是形成稳定的MC型碳化物TiC，以碳化物形成自由焓变化来衡量，TiC远比碳化铬稳定，可减少碳化铬的形成。
温度、水化学环境及冷加工程度对321不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率的影响
5.06X10-7 _Q 3.72x10^
/280 "C
8 12.
1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 2 400
时间/h
Fig. 1
冷加工程度:a 5 % ；b 20 %
图1不同冷加工321SS裂纹长度的变化
Crack length change of 321SS with different cold works
第55卷增刊 2021年6月
原子能科学技术 AtomicEnergyScienceandTechnology
Vol. 55,Suppl. Jun.2021
温度、水化学环境及冷加工程度对321不锈钢
应力腐蚀裂纹扩展速率的影响
张克乾，张华,胡石林"，唐占梅
(中国原子能科学研究院，北京102413)
摘要：压水堆(PWR) —回路水的水化学环境、温度及冷加工程度对一回路管道的应力腐蚀开裂(SCC)具
a
b
( T S . U I U I ) # ®、
■ B-Li-O2-Cr
哩
• B-Li
牡
▲ B-Li-O2
黠
畝
■ B-Li-O2 • B-Li
▲ B-Li-O2-Cr
280
300
320
340
温度代
280
300
320
340
温度/°C
Fig. 2
冷加工程度:a------5 % ；b-------20 %
Abstract: The water-chemical environment, temperature, and cold work have an importantinfluenceonthestresscorrosioncracking (SCC)oftheprimarylooppipeofpressurizedwaterreactor (PWR).Therefore!itisofgreatsignificancetostudytheinfluenceofdiferentfactorsontheSCCoftheprimarylooppipe.Theefectoftemperature! water-chemicalenvironment!and cold work on stress corrosion crack growth rate (SCCGR) of 321 stainless steel (321SS) with experiment of constant stress field intensityfactorwasstudied.AndthesynergisticefectofthesefactorsonSCCGR of321SS was also studied. It is found that with the increase of temperature!the SCCGR of the materialsincreasesfirstandthendecreasesintheB-LiandB-Li-O2 environments.But
TP321临氢管道与接管焊接处开裂原因分析
，
管焊 接接 头破 裂 的主要 形 式 为 应 力腐 蚀 开 裂 。应 力 腐 蚀是 指敏 感 金属 或 合 金 在 一 定 的拉 应 力 （ 加 的外 应 施 力或加 工 、 成形 的残 余 应力 ） 和一 定 的腐 蚀 介 质环 境 共
Ｏ 等） Ｈ一 的腐蚀环境 的共 同作用下， 金属表面
易产 生局 部腐 蚀 导 致 氧 化 膜 或钝 化 膜 会 遭 到 破 坏 ， 使
收 稿 日期 ： ｏ ２—０ ０ ２１ ５— ７
材料 露 出新鲜 的金属 表 面 。 此新 鲜 的金 属表 面 成 为 微
２ｌ Ｏ ２年第 ７期 ５ ７
渣 油加 氢精 制装 置上 的不锈 钢 临氢 管 道 与接 管 焊
接接 头 由于 焊接成 形 、 服役 环 境 等 条 件 的特 殊 性 ， 易 极
发生 破裂 并 引 发恶 性 安 全 事 故 。Ｔ ３ １临氢 管 道 与 接 Ｐ２
腐 蚀 。应 力腐 蚀 断裂可 以是 晶 间 型 、 晶型 和混 合 型 ， 穿 通 常表 现 为脆性 断裂 Ｊ 。关 于应 力 腐 蚀 断裂 的过 程 机 理 ， 般认 为 奥 氏体 不 锈 钢 应 力 腐 蚀 开 裂 是 电化 学 反 一 应 和应 力 作用 的共 同结 果 。在 应 力 和 含 活 性 离 子 （ 如
改性技术 ［ ］ Ｊ ．中国空 间科学技术 ，０ ０ ３ （ ） ５ ２ １ ，０ ５ ：４—５ ． ７ 号 性能影 响分析 ［ ］真空与低 温 ， １ ， （ ）６ ７ ． Ｊ． ２ ０ １ ２ ：３— １ ０ ６
［ ］ 刘志栋 ， ５ 于 性技术研究 ［ ］ 焊接 ，００ １ ） １ Ｊ． ２ １ （０ ：８—２ ． ３
安洪 亮
不锈钢应力腐蚀的影响因素
不锈钢应力腐蚀的影响因素不锈钢是一种耐腐蚀的金属材料，但在特定条件下，它仍然可能发生应力腐蚀。
应力腐蚀是指在存在应力的情况下，金属材料在特定环境中发生腐蚀的现象。
以下是关于不锈钢应力腐蚀影响因素的详细解释。
1. 环境因素：- 氯离子：氯离子是导致不锈钢应力腐蚀的主要因素之一。
在含有氯离子的环境中，不锈钢容易发生晶间腐蚀。
氯离子的浓度越高，应力腐蚀的风险就越大。
- 酸性环境：酸性环境也容易引起不锈钢应力腐蚀。
酸性溶液可以破坏不锈钢表面的保护膜，使其更容易受到腐蚀。
- 温度：高温环境下的不锈钢更容易发生应力腐蚀。
高温会加速腐蚀反应的速率，增加不锈钢的腐蚀风险。
2. 材料因素：- 合金成分：不同成分的不锈钢具有不同的耐腐蚀性能。
一般来说，镍含量越高的不锈钢具有更好的耐腐蚀性能。
- 冷处理：冷处理可以增加不锈钢的强度，但也会增加应力腐蚀的风险。
冷处理后的不锈钢容易在应力作用下发生晶间腐蚀。
3. 应力因素：- 拉应力：拉应力是引起不锈钢应力腐蚀的主要应力形式。
拉应力会导致不锈钢晶粒的晶间腐蚀，从而降低材料的强度和耐腐蚀性能。
- 残余应力：残余应力是由于制造过程中的热处理、焊接或冷加工等引起的。
残余应力会削弱不锈钢的耐腐蚀性能，增加应力腐蚀的风险。
为了减少不锈钢的应力腐蚀风险，可以采取以下措施：- 控制环境条件，尽量避免不锈钢暴露在含有氯离子或酸性溶液的环境中。
- 选择合适的不锈钢材料，特别是具有高镍含量的不锈钢。
- 避免过度冷处理，以减少应力腐蚀的风险。
- 控制应力，尽量避免不锈钢受到拉应力或残余应力的影响。
总之，不锈钢应力腐蚀受到环境、材料和应力等多个因素的影响。
了解这些影响因素并采取相应的措施可以有效降低不锈钢应力腐蚀的风险。
TP321H不锈钢氯离子应力腐蚀开裂分析
文 章 编 号 ：１ ０ — ４ ６ ２ １ ） ４ ０ ０ — ３ ０ ０ ７ ６ （ ０ ０ ０ — １ ０ ０
石
油
化
工
设
备
Ｖｏ１ ９ Ｎｏ ．３ ．４
ＰＥ ＴＲ（＿ Ｅ Ｉ ）ＣＨ Ｍ ＣＡＬ Ｅ ＱＵＩ ＥＮＴ ＰＭ
Ｊ ｌ ０ ０ ｕｙ ２ １
发 现有 穿透性 裂纹 ， 引压 管 更换 后 不 到 ４个 月 的 时 间内又发 生 了 ２次裂 穿 。引压 管 材 质 ＴＰ ２ ， 径 ３ １外
２ｍｍ， 壁厚 ５ ６ｍｍ， ． 接触 介 质为蜡 油 加氢 反应 产 物 ， 作温 度 ２ ０。 操 作 压力 １． ａ 操 ６ Ｃ， １ ０ＭＰ 。文 中对 引压 管发 生穿透 性裂 纹 的情况进 行 了简要 分析 。
１ 裂 纹 检 验 分 析
１ １ 外 观检 查 ． 引压管 外壁处 泄漏 点外 观 检 查结 果 见 图 １ 。图
残余 应力 均是应 力 的来 源 。对 于 奥 氏体 不 锈 钢 ， 引
发应 力 腐 蚀 开 裂 的是 特 定 腐 蚀 性 介 质 ， 要 包 括 主 Ｎａ ０Ｈ 溶液 、 ＫＯＨ 溶 液 、 ＯＨ＋硫 化物水 溶 液 、 Ｎａ 含
Ｃ 离子 水 溶液 、 离 子 、 ｒ 子 、 离子 、 ｌ Ｆ Ｂ 离 Ｉ Ｈ Ｓ溶 液 、
Ｔ ３பைடு நூலகம்１ 不 锈 钢 氯 离 子 应 力 腐 蚀 开 裂 分 析 Ｐ ２ Ｈ
张 明 乐
（ 国 石化 青 岛炼 油 化 工 有 限责 任 公 司 ，山 东 青 岛 ２ ６ ０ ） 中 ６５ ０
摘 要 ：对加 氢预 处理热 高分仪表 引压 管所发 生 穿透 性裂 纹进行 了详 细分 析 ， 包括化 学成 分 、 金相 组
不锈钢的应力腐蚀破裂及其防护
不锈钢的应力腐蚀破裂及其防护
不锈钢在某些特定环境下可能会发生应力腐蚀破裂（Stress Corrosion Cracking, SCC）。
应力腐蚀破裂是在应力作用下，不锈钢在特定的腐蚀介质中出现断裂的现象。
这种现象在化工、航空、核工业等领域中很常见，其破坏性很大，可能导致设备的损坏、人员伤亡等问题。
应力腐蚀破裂的发生与多种因素有关，包括应力、腐蚀介质、材料组织、温度等。
因此，要有效地防止应力腐蚀破裂，需要采取多种措施，包括：
1.选用合适的不锈钢材料。
根据工作环境和介质的特点，选用抗应力腐蚀性能较好的不锈钢材料，如316L、904L等。
2.控制应力。
应力是引发应力腐蚀破裂的主要因素之一。
因此，在不锈钢的制造、加工和安装过程中，要控制好应力，尽量避免出现过大的应力。
3.选择适当的腐蚀抑制剂。
在特定的腐蚀介质中，添加适当的腐蚀抑制剂可以有效地抑制应力腐蚀破裂的发生。
4.提高材料表面质量。
不锈钢的表面质量对应力腐蚀破裂的发生也有一定的影响。
要采取适当的工艺和方法，提高材料表面质量，减少表面缺陷和裂纹的产生。
5.加强设备检修和维护。
定期检查设备的状态，及时发现和修复缺陷和损伤，可以有效地延长设备的使用寿命，减少应力腐蚀破裂的风险。
综上所述，要防止不锈钢应力腐蚀破裂的发生，需要从多个方面入手，综合考虑控制应力、选择合适的材料、添加腐蚀抑制剂、提高表面质量和
加强设备维护等措施。
不锈钢管道的应力腐蚀开裂及对策
条 选 川 ｒ 的钢 材 Ｉ 果』 丁 样 府 ｆ 措 施 ． 料 较 虾 ｎ 奎 １ ｌ ｌ ： ｊ 取 ０盘果。 关 键 词 ：１锈 钢 箭 遁 ． ｆ 、 府 橱蚀 ： 材 选 中 图 分 类 号 ： Ｅ１ ￣ Ｔ ｝ ， ８ 文 献标 识码 ：Ｈ 文章 编 号 ：１０ ４ Ｘ（０ ２ Ｉ ：７ ３ ０ ５ ７８ ２０ ｌ １ ６＇ Ｉ ８ ２， ３
钢 板 卷 制经 埋 弧 自动 焊 而 成 ， 子 焊 后 经 过 ９ ０ 管 ２ ℃ 消 除应 力热 处 理 及 ８ ０ ９ ０ 稳 定 化 处 理 对 照 ０ ～ ０℃ ＪＳ标 准 ， 发 生 应 力 腐 蚀 的 管 道 母 材 和 焊 缝 取 样 Ｉ 对 进 行 分 析 ， 果 表 明 材 料 的 化 学 成 分 是 符 合 标 准 要 结
求 的
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分 别建 成 开 乍后 的 几 年里 ． ４ １ 一 氧 化 碳 变 换 ） 在 ｌ４（ Ｉ 管 道 先 后 多处 发 生 应 山 腐 蚀 开 裂 ． 重 刚 裂 － 严 纹 贯 穿 ｒ艺气 外 泄 而 着 火 。 当 削 为 继 续 ｌ 产 ， 牛 时 裂纹 处进 行 ｒ补 焊 加 强 ． 不 久 即 现 更 严 重 的 裂 但 纹． 最终 都 被 迫 停 车 更 换 管 道 ，
刘 建 忠
和 油 化 Ｉ罐 川 Ｌ Ｉ １ ＂ 公 司 ． 披 １ ８ ３ ｌＨ ｆ ３ 宁 ￣ ．０）
摘
要 ： 引 ｉ ｛ ｌ ｒ
锈钢管地 的开裂， ｆ 嘲ｊ析 ． Ｉ 进 ｉ ， － 勾应 力 腐 蚀 干 选 材 不 、是 丰要 原 因 撤 据 Ｔ ＾ 『 Ｊ 况
兰个 厂 分别 对 裂 纹部 位进 行 取 样 分 析 和 金 相 显 微 观察 ， 果 如 下 ： 结 （ ）裂纹 特 征 大 部 分 裂 纹 产 生 在 管 内焊 缝 根 １ 部 附 近 ， 处 焊 缝 加 强 高 度 较 大 ． 应 力集 中 特 征 ． 此 有
不锈钢应力腐蚀开裂金相
不锈钢应力腐蚀开裂金相
不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性能的金属材料，广泛应用于化工、石油、医疗、食品等领域。
然而，在使用过程中，不锈钢也会出现应力腐蚀开裂的问题，给生产和使用带来了一定的风险和隐患。
应力腐蚀开裂是指在特定的环境条件下，金属材料在受到一定应力作用下，发生腐蚀和裂纹扩展的现象。
不锈钢的应力腐蚀开裂主要与以下因素有关：
1. 环境因素：不锈钢在含氯离子、硫化物、氨等有害物质的环境中容易发生应力腐蚀开裂。
此外，高温、高压、酸碱度等因素也会影响不锈钢的耐腐蚀性能。
2. 材料因素：不锈钢的化学成分、晶粒度、冷加工程度等因素也会影响其应力腐蚀开裂的敏感性。
一般来说，含有较高镍、钼等元素的不锈钢具有较好的耐腐蚀性能。
3. 应力因素：不锈钢在受到一定应力作用下容易发生应力腐蚀开裂。
应力来源包括机械加工、焊接、热处理等过程中的残余应力，以及使用过程中的载荷应力等。
为了避免不锈钢的应力腐蚀开裂问题，需要采取以下措施：
1. 选择合适的不锈钢材料，根据使用环境和要求选择具有较好耐腐蚀性能的不锈钢材料。
2. 控制应力，避免不锈钢材料受到过大的应力作用。
在机械加工、焊接、热处理等过程中，需要控制残余应力的大小和分布。
3. 加强维护，定期检查不锈钢材料的腐蚀情况，及时进行维护和修复。
不锈钢的应力腐蚀开裂是一种常见的问题，需要在材料选择、应力控制和维护等方面加以注意和处理，以确保不锈钢材料的安全和可靠性。
氯离子对不锈钢的腐蚀
氯离子对不锈钢的腐蚀(2012-02-28 18:51:09)问题描述：对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀，各种权威的书籍均有严格的要求，氯离子含量要小于25ppm，否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。
但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢，因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀，采取预防措施，延长使用寿命，或合理选材。
不锈钢的腐蚀失效分析：1、应力腐蚀失：不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。
应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。
常用的防护措施：合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。
其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。
控制应力：装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力，防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。
严格遵守操作规程：严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。
在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。
铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0×10 - 6以下。
实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。
2、孔蚀失效及预防措施小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。
蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。
,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解，结果在基底金属上生成孔径为20μm～30μm 小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。
只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。
常见预防措施：在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。
降低氯离子在介质中的含量。
加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。
氯离子对不锈钢的腐蚀和腐蚀失效分析
氯离子对不锈钢的腐蚀和腐蚀失效分析引言：不锈钢以其优良的防腐性能被广泛应用于工业和日常生活领域。
然而，长期受到氯离子的侵蚀会导致不锈钢的腐蚀和腐蚀失效，从而影响其使用寿命和性能。
因此，深入研究氯离子对不锈钢的腐蚀机理和腐蚀失效分析对于提高不锈钢的抗腐蚀性能具有重要意义。
腐蚀机理：腐蚀失效分析：氯离子对不锈钢的腐蚀失效表现主要包括晶间腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂和均匀腐蚀。
晶间腐蚀是指在晶界处发生的腐蚀现象，由于晶界处氧化膜的缺陷，氯离子容易通过晶界进入金属基体，造成腐蚀。
点蚀是指在不锈钢表面形成局部的腐蚀坑，氯离子在这些局部缺陷处聚集形成小氯离子电池，导致具有负电荷的金属离子从中析出，从而形成小坑。
应力腐蚀开裂是指在受到应力作用的环境中，金属在存在氯离子的条件下发生腐蚀引起的开裂现象。
均匀腐蚀是不锈钢表面整体被氯离子侵蚀，形成均匀的腐蚀。
腐蚀防护措施：为了减少不锈钢的腐蚀和腐蚀失效，可以采取一系列的腐蚀防护措施：1.选择合适的钢种：合适的不锈钢钢种具有较高的耐腐蚀性能，可以更好地抵御氯离子的侵蚀。
2.表面处理：通过表面处理提高不锈钢的表面质量，增强其耐腐蚀性能。
如机械抛光、喷砂、酸洗等。
3.添加合适的合金元素：添加合适的合金元素，如钼、铬等，可以提高不锈钢的抗氯离子腐蚀性能。
4.制备氧化膜：在不锈钢表面形成致密的氧化膜，可以防止氯离子的进一步渗透。
5.控制环境中氯离子的浓度：控制环境中氯离子的浓度，降低氯离子对不锈钢的侵蚀程度。
结论：氯离子对不锈钢的腐蚀和腐蚀失效是由于氯离子穿透氧化膜与金属基体发生化学反应，导致不锈钢的电子流失和腐蚀加速。
腐蚀失效包括晶界腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂和均匀腐蚀。
为了提高不锈钢的抗腐蚀性能，可以采取选择合适钢种、表面处理、添加合金元素、制备氧化膜和控制环境中氯离子浓度等腐蚀防护措施。
深入研究氯离子对不锈钢腐蚀的机理和腐蚀失效分析，对于提高不锈钢的抗腐蚀性能具有重要意义。
TP321焊接过程产生层间结晶裂纹和表面液化裂纹的原因和预防措施
TP321焊接过程产生层间结晶裂纹和表面液化裂纹的原因和
预防措施
王龙己;吴波;赖朝喜
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】加氢装置因为高温、高压、临氢的特殊环境,使加热炉进出口、反应器进出口、高压换热器进出口管线不得不选用TP321或者TP347材质。
但在装置建设过程中,工期紧、焊接环境差、焊工水平层次不齐、焊材成分和可焊接操作性差、对热输入和层间温度控制较苛刻等原因,使得在焊接过程中出现热裂纹等焊接质量问题。
为保证TP321材质管道焊接质量,对产生以上质量问题原因进行简要阐述,保证焊接过程合适的热输入、应用合格焊材、保证焊缝组织铁素体含量,从而保证装置试压、开停工过程的安全与稳定性。
【总页数】5页(P486-490)
【作者】王龙己;吴波;赖朝喜
【作者单位】浙江石油化工有限公司炼油芳烃事业部
【正文语种】中文
【中图分类】TG457.6
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纹的产生原因和预防措施4.铝合金焊接裂纹产生的原因和预防措施5.关于在用液化石油气球罐产生裂纹的原因及预防措施
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321不锈钢的耐蚀性及应用研究
321不锈钢的耐蚀性及应用研究不锈钢是一种具有良好耐蚀性的金属材料，其中321不锈钢是一种常用的不锈钢材料，具有一定的耐蚀性。
本文将针对321不锈钢的耐蚀性及其应用进行系统的研究。
一、321不锈钢的耐蚀性：1.耐高温氧化性能：321不锈钢在高温环境下具有良好的氧化性能，能够抵御高温气体中的氧化物侵蚀，具有较长的使用寿命。
2.耐腐蚀性能：321不锈钢对许多有机和无机化学物质具有较好的耐腐蚀性能，包括常见的酸碱溶液、盐溶液等。
3.抗氯离子应力腐蚀开裂：321不锈钢在含氯离子的环境中具有较好的抗应力腐蚀开裂性能，适用于海洋工程和其他含氯环境下的应用。
4.焊接性能：321不锈钢具有良好的焊接性能，可以通过常规的焊接方法进行连接，不易出现热裂纹和晶间腐蚀。
二、321不锈钢的应用研究：由于321不锈钢具有优良的耐蚀性能，广泛应用于各个领域，下面主要介绍其在以下几个方面的应用：1.化工设备：321不锈钢在化工设备中得到广泛应用，包括储罐、换热器、反应器等，能够耐受各种强酸、强碱等腐蚀介质的侵蚀。
2.石油天然气工业：321不锈钢在石油和天然气工业中应用广泛，用于石油钻杆、石油井管等，能够抵御高温高压和腐蚀性介质的侵蚀。
3.海洋工程：321不锈钢因其良好的耐盐雾和耐海水腐蚀性能，被广泛用于海洋工程领域，如船舶船体、海洋石油平台等。
4.食品加工设备：321不锈钢在食品加工设备中得到应用，其耐蚀性能可以确保食品的安全性，不会对食物产生污染。
总之，321不锈钢具有良好的耐蚀性能，适用于各类腐蚀介质的工作环境，被广泛应用于化工、石油天然气、海洋工程和食品加工等多个领域。
随着科技的发展，对321不锈钢在耐蚀性及应用方面的研究也在不断深入，不断提升其性能及扩大其应用范围。
浅谈TP321管道焊缝产生裂纹的原因及预防
浅谈TP321管道焊缝产生裂纹的原因及其防止【摘要】国外进口不锈钢越来越多地进入国内市场，在化工行业大到用于混合进料的Φ508的管子，小到用于仪表导压的Φ6的管子，近年来由于我国化工厂的不断升级，对管道的等级不断提高，TP321管道现场组对焊接过程中，由于施工环境、供货状态不良加之施工工期短，所以为了保证工期加快施工进度，有可能产生焊接质量问题。
所以我们只有采用科学合理的施工组织设计与管理，并采取一定的有力措施才能有效的减少TP321管道焊缝裂纹的产生，从而保证球罐在生产过程中的安全性，稳定性。
【关键词】浅谈 TP321管道焊缝裂纹原因措施一、概述国外TP321材料向相当于国内0Cr18Ni10Ti，材料类别为18Cr-10Ni-Ti，属于铬镍奥氏体不锈钢，此材料由于强度高，塑性、韧性好，耐腐蚀性能强而被广泛的应用于各行业，但是所有的不锈钢并不是以一种单一的组织形式存在，如果中间的任何一个组织发生变化直接影响到材料的力学性能，一般情况下TP321材料具有良好的焊接性能，但是在施工现场作业时又会有以下因素的影响：1.露天作业，施工环境的温度、湿度、风速变化较大，甚至有雨雪的威胁，焊接环境差。
2.高处作业增多，焊接空间位置受到较大限制，可达性差。
3.临时供电设施稳定性差，造成焊接工艺参数的失稳。
4.通风设施设置欠合理，对焊接质量、焊接效率有一定影响。
5.施工工期紧，对焊接时间的影响。
所以在现场组对、焊接的TP321管道在其焊接工艺的编制，现场施工的组织与管理都应该结合以上特点综合考虑，并采用一些相应的措施，才能保证焊接的质量和高效率。
而TP321材料温度和焊接线能量是产生裂纹的主要原因，那么为提高焊接质量和效率，保证TP321在施工和生产中的安全性，我们有必要对TP321材料在焊接时裂纹产生的原因进行分析，并制定一些相应的预防措施。
二、TP321管道焊缝裂纹存在的形式TP321管道焊缝裂纹大多以微观形式存在于焊缝区的内部。
金属焊接中的应力腐蚀开裂分析与预防
金属焊接中的应力腐蚀开裂分析与预防在金属焊接中，应力腐蚀开裂是一个普遍存在的问题。
这种现象指的是在受到外部应力作用下，金属焊接接头出现应力腐蚀破裂的情况。
它会严重影响金属焊接接头的性能和使用寿命，因此对于应力腐蚀开裂的分析与预防非常关键。
本文将围绕着金属焊接中的应力腐蚀开裂，从分析其原因、影响因素和预防措施等方面进行探讨。
一、应力腐蚀开裂的原因应力腐蚀开裂的形成是由于金属焊接接头同时受到应力和腐蚀介质的作用，从而引发了金属腐蚀破裂。
其原因主要有以下几个方面：1.应力源：金属焊接接头中存在各种应力源，如冷却过程中的收缩应力、加热过程中的热应力、装配过程中的焊接残余应力等。
这些应力源的存在使得金属接头产生了内应力，为应力腐蚀开裂提供了条件。
2.腐蚀介质：金属焊接接头在使用环境中遭受到腐蚀介质的侵蚀，如酸性、碱性或盐性介质等。
这些腐蚀介质与金属焊接接头之间的相互作用会导致金属发生腐蚀，从而降低其力学性能和耐蚀性。
3.材料选择：金属材料的选择也会对应力腐蚀开裂起到重要影响。
一些材料本身就具有较高的应力腐蚀敏感性，容易发生腐蚀破裂。
此外，焊接接头处于退火状态下时，晶界与晶界附近区域的化学成分和晶界能对应力腐蚀开裂也具有影响。
二、应力腐蚀开裂的影响因素除了上述原因外，还有一些其他因素会进一步影响应力腐蚀开裂的产生与发展。
这些因素包括：1.温度：温度是影响应力腐蚀开裂的重要因素之一。
在一定温度范围内，金属的活化能和扩散速率会显著增加，从而加剧金属的腐蚀破裂。
2.应力：外部应力对金属焊接接头的应力腐蚀开裂有着直接影响。
当外部应力超过金属材料的抗应力裂纹扩展能力时，应力腐蚀开裂就会产生。
3.介质浓度：腐蚀介质的浓度对应力腐蚀开裂的发生和发展也起到重要作用。
高浓度的腐蚀介质会加速腐蚀破裂的速度。
三、应力腐蚀开裂的预防措施为了有效预防金属焊接中的应力腐蚀开裂，我们可以采用以下方法：1.材料选择：选择抗应力腐蚀开裂性能良好的金属材料，如高强度合金钢、不锈钢等。
浅谈TP321管道焊缝产生裂纹的原因及预防【范本模板】
浅谈TP321管道焊缝产生裂纹的原因及其防止【摘要】国外进口不锈钢越来越多地进入国内市场，在化工行业大到用于混合进料的Φ508的管子，小到用于仪表导压的Φ6的管子，近年来由于我国化工厂的不断升级,对管道的等级不断提高,TP321管道现场组对焊接过程中，由于施工环境、供货状态不良加之施工工期短，所以为了保证工期加快施工进度，有可能产生焊接质量问题。
所以我们只有采用科学合理的施工组织设计与管理，并采取一定的有力措施才能有效的减少TP321管道焊缝裂纹的产生，从而保证球罐在生产过程中的安全性,稳定性。
【关键词】浅谈 TP321管道焊缝裂纹原因措施一、概述国外TP321材料向相当于国内0Cr18Ni10Ti，材料类别为18Cr-10Ni-Ti，属于铬镍奥氏体不锈钢，此材料由于强度高，塑性、韧性好，耐腐蚀性能强而被广泛的应用于各行业，但是所有的不锈钢并不是以一种单一的组织形式存在,如果中间的任何一个组织发生变化直接影响到材料的力学性能，一般情况下TP321材料具有良好的焊接性能，但是在施工现场作业时又会有以下因素的影响：1.露天作业，施工环境的温度、湿度、风速变化较大,甚至有雨雪的威胁，焊接环境差。
2.高处作业增多,焊接空间位置受到较大限制，可达性差。
3.临时供电设施稳定性差，造成焊接工艺参数的失稳。
4.通风设施设置欠合理，对焊接质量、焊接效率有一定影响。
5.施工工期紧，对焊接时间的影响。
所以在现场组对、焊接的TP321管道在其焊接工艺的编制，现场施工的组织与管理都应该结合以上特点综合考虑，并采用一些相应的措施,才能保证焊接的质量和高效率.而TP321材料温度和焊接线能量是产生裂纹的主要原因，那么为提高焊接质量和效率，保证TP321在施工和生产中的安全性，我们有必要对TP321材料在焊接时裂纹产生的原因进行分析，并制定一些相应的预防措施.二、TP321管道焊缝裂纹存在的形式TP321管道焊缝裂纹大多以微观形式存在于焊缝区的内部。
不锈钢氯离子应力腐蚀开裂分析
技术与信息96 |2019年4月产物，对其进行化学分析，发现其中氯离子的含量比较高。
不锈钢部件的氯离子应力腐蚀开裂从萌生到开裂失效往往会经历较长的使用过程，可能是几年或者几十年，而该设备上所使用的两只三通才更换使用不到两个月时间，这么短的时间内造成如此大的裂纹，可以说该三通部件没有经历孕育萌发阶段而直接进入裂纹扩展阶段。
通过对该企业留存的不锈钢三通备件进行检查发现，三通内表面不光洁，存在较多的毛刺，未经过有效的表面处理，外表面肩部有明显的压痕，见图2所示，三通在冷压制成型过程中在其肩部造成了较大的残余应力以及组织的转变(马氏体相变)，在很大程度上促使该部件氯离子应力腐蚀开裂的形成，同时管道输送的介质中存在较高浓度的游离态氯离子，同时该管道输送介质的温度常年25～45℃的较高使用温度下使用，各种因素的综合影响，导致该三通部件在使用过程中直接跳过了裂纹孕育期，急速进入裂纹稳定扩展阶段，最终形成裂纹造成部件失效。
图1 裂纹金相图 图2 不锈钢三通部件3 三通肩部应力腐蚀开裂的关键因素氯离子不但能造成不锈钢压力容器管道的孔腐蚀，而且更容易造成不锈钢压力容器及管道元件的应力腐蚀开裂。
其影响因素包括：氯离子浓度、拉应力、温度以及pH 值、氧含量、合金成分等。
3.1 介质中氯离子含量氯离子含量是影响不锈钢应力腐蚀开裂的直接因素，氯离子含量与应力腐蚀开裂成正比，在高温情况(大于60℃)，氯离子含量只要达到1mg/L，就能够直接造成构件的破裂。
0 引言2010年11月20日，泰兴某化工烧碱企业产烧碱量达到70万吨以上，其在用的8万吨/年改性聚氯乙烯项目所使用的两台氯乙烯泵后相连的压力管道三通成品管件，在投用使用了两年多后三通成品管件肩部发生开裂性泄漏，开裂部位形貌如树枝根须状。
该工程项目上氯乙烯管道在用的两只成品三通，且都不同程度的出现了同样的问题。
根据现场资料显示三通规格为φ159×4.5，材质为0Cr18Ni9，设计使用压力是1.60MPa，设计使用温度为常温，日常工作介质为氯乙烯。
氯化物应力腐蚀开裂
氯化物应力腐蚀开裂
氯化物应力腐蚀开裂（Chloride stress corrosion cracking）是一种严重的腐蚀现象，发生在金属材料暴露于含氯离子环境中的应力状态下。
氯化物应力腐蚀开裂常见于钢、铜、镍等金属材料。
当金属材料处于受应力状态下，并且暴露于含氯离子的环境中时，氯化物离子会在材料表面形成腐蚀性物质。
这些腐蚀物质会进一步破坏金属材料的保护层，并形成微小的裂纹。
在应力作用下，这些裂纹会继续扩展，并最终导致金属材料的开裂和失效。
氯化物应力腐蚀开裂的产生需要同时满足应力、氯化物和水的存在。
因此，该腐蚀现象常发生在海水、盐水、盐湖等含氯环境中。
还有一些特定条件下的工业环境，如化工厂、石油炼厂等也容易发生氯化物应力腐蚀开裂。
为了防止或减少氯化物应力腐蚀开裂的发生，可以采取以下措施：
1. 使用耐蚀性更好的金属或合金材料。
2. 选择合适的涂层和防护措施来保护金属表面。
3. 控制和管理金属材料所处的环境，尽量避免暴露于含氯离子的介质中。
4. 控制和减小应力，例如通过合理的设计和制造工艺来减少应力集中。
5. 使用适当的材料选择和使用条件，以降低金属材料的腐蚀倾向和应力敏感性。
总之，氯化物应力腐蚀开裂是一种复杂和严重的腐蚀现象，在实际的材料选择和设计中需要充分考虑和预防。
氯离子对不锈钢腐蚀的机理
氯离子对不锈钢腐蚀的机理在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。
普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。
Cr 和N i 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。
Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。
氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。
虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为2 种观点。
成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。
吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。
因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。
电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。
这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。
因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。
3. 2 防止孔蚀的措施（1）在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量,可获得性能良好的钢种。
耐孔蚀不锈钢基本上可分为 3 类:铁素体不锈钢;铁素体—奥氏体双相钢;奥氏体不锈钢。
设计时应优先选用耐孔蚀材料。
（2）降低氯离子在介质中的含量,操作时严防跑、冒、滴、漏等现象的发生。
（3）在工艺条件许可的情况下,可加入缓蚀剂。
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１．４主裂纹断口分析 １．４．１宏观检查
主裂纹断口宏观检查结果如下：主裂纹断口呈 现黑褐色，为陈旧性断口；主裂纹对面的断口截面上 观察到黑褐色的陈旧性断口形貌和白亮金属颜色的 撕裂断口形貌。同时由于人为打开外力的作用，该 管件内壁上许多陈旧性裂纹也张开。 １．４．２微观形貌
（１）人为打开断口 对人为打开的断口处采用场 发射扫描电镜所得结果见图３。由图３可见，裂纹起 源于管件内擘多处，向管件外壁扩展。断口上可清楚 地观察到裂纹源区、裂纹扩展区和人为打开韧窝区， 且从管道内壁点蚀坑处启裂。裂纹源形成后，呈扇形 向管道外壁扩展，且断口上有大量的裂纹。
［Ｊ］．石油化工设备，２００７，３６（１）：１０４－１０５． ［８］ 柯 伟，杨 武．腐蚀科学技术的应用和失效案例
［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００６． ［９］Ｄａｓ Ｇ，Ｃｈｏｗｄｈｕｒｙ Ｓ Ｇ，Ｒａｙ Ａ Ｋ，ｅｔ ａ１．Ｔｕｒｂｉｎｅ
Ｂｌａｄｅ Ｆａｉｌｕｒｅ ｉｎ ａ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ［Ｊ］．Ｅｎｇ．
Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ［Ｊ－Ｉ．Ｅｎｇ．
Ｆａｉｌ．Ａｎａｌ．，２００８，（１５）：４９７—５０４；
［４］
Ｓｈｉｐｉｌｏｖ Ｓ Ａ．Ｓｏｌｖｉｎｇ Ｓｏｍｅ Ｋｅｙ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｓ—
ＡＳＭＥ≤Ｏ．０８≤Ｏ．７５≤２．００≤Ｏ．０４０（－０．０３０ １７．００ ９．ｏｏ～５×Ｃ～
ＳＡ－２１３
～２０．００ １３．００ ０．０６
１．３ 金相组织 泄漏部位管件横截面金相组织见图２。由图２
中可见，裂纹贯穿整个管壁，呈现树枝状，既有主干， 也有分枝，裂纹呈现穿晶型。
（ａ）未浸蚀
（ｂ）浸蚀
图２泄漏鄢ｆ诳管件横截面裂纹金相组织
Ｏｃｃｕｒ ｆｒｏｍ Ｃｒｅｖｉｃｅ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｓｉｔｅｓ ａｎｄ Ｅｌａｔｅｄ Ｅｌｅｃ－
ｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｆｅａｔｕｒｅｓ Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ［Ｊ－Ｉ．Ｍａ—
ｔｅｒ．Ｃｏｒｒｏｓ．，２００４，５５：９０１－９０８．
［３］ Ｋｕｍａｒ Ｍ Ｓ，Ｓｕｊａｔａ Ｍ，Ｖｅｎｋａｔａｓｗａｍｙ Ｍ Ａ，ｅｔ ａ１．
石油化工行业中，奥氏体不锈钢设备和管线的 应力腐蚀问题引起了普遍的关注［１￣７］。应力腐蚀开 裂的发生通常需要孕育期，且时间有长有短，短至几 天，长至数年。应力腐蚀裂纹特征旱枯树枝状，大致 沿着垂直于拉伸应力的方向扩展，裂纹微观形态有 穿晶型、沿晶唰或者二者兼而有之。
对于化工设备而言，焊接、冷加工以及安装时的 残余应力均是应力的来源。对于奥氏体不锈钢，引 发应力腐蚀开裂的是特定腐蚀性介质，主要包括 ＮａＯＨ溶液、ＫＯＨ溶液、ＮａＯＨ＋硫化物水溶液、含 Ｃｌ离子水溶液、Ｆ离子、Ｂｒ离子、Ｉ离子、Ｈ：Ｓ溶液、 高温水及水溶液、２６０℃水蒸气、海水、连多硫酸、二 氯乙烷、Ｈ：ＳＯ。、Ｈ：ＳＯ。＋氯化物等［８］。
万方数据
第４期
张明乐：ＴＰ３２１Ｈ不锈钢氯离子应力腐蚀开裂分析
１．２化学成分测试
在泄漏引压管管件上选取样品１件，测试其化 学成分，结果见表１。从表１中可知，样品管道的化
学成分满足ＡＳＭＥ ＳＡ－２１３对ＴＰ３２１的要求。
表ｌ泄漏引压管管件化学成分（质量分数）
％
元素
Ｃ
Ｓｉ
Ｍｎ
Ｐ
Ｓ
Ｃｒ
Ｎｉ
Ｔｉ
测试值０．０３６ ０．６４ １．２２ ０．０２０ ０．００１ ５ １７．４６ ９．２１ ０．２０６
ｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｅｎｇ．Ｆａｉｌ．Ａｎａｌ．，２００７，（１４）：１５５０—１５７３． ［５３王忠庆．苯酐换热器应力腐蚀开裂原因分析［Ｊ］．石油
化工设备，２００９，３８（１）：９６—９７． ［６］谢培军，尚立蔚，邓海燕，等．预热器应力腐蚀开裂分析
及措施［Ｊ］．石油化工没备，２００９，３８（增）：７０—７２． ［７３罗纯东．奥氏体不锈钢炉体应力腐蚀破裂失效分析
参考文献： ［１］ Ｗａｎｇ Ｙ，Ｌｕ Ｙ Ｂ，Ｐａｎ Ｈ Ｌ．Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ
Ｈｙｄｒｏ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．Ｅｎｇ．Ｆａｉｌ．Ａｎａｌ．，
２００９，（１６）：１１—１８．
［２－Ｉ Ｗａｎｇ Ｓ．Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｃｒａｃｋｉｎｇ ｔＯ
●
摘要：对加氢预处理热高分仪表引压管所发生穿透性裂纹进行了详细分析，包括化学成分、金相组
织、断口形貌观察以及微区ＥＤＳ能谱分析。结果表明，穿透性裂纹是由于不锈钢氯离子应力腐蚀
所引起。
关键词：ＴＰ３２１Ｈ不锈钢；氯离子应力腐蚀；管件；开裂
中图分类号：ＴＧ １７２．９
文献标志码：Ｂ
Ｃｈｌｏｒｉｄｅ－ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｃｒａｃｋｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＴＰ３２ １ Ｈ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｇ－ｌｅ
第３９卷第４期 ２０１０年７月
文章编号：１０００—７４６６（２０１０）０４—０１００—０３
石油化工设备 ＰＥＴＲｏ？ＣＨＥＭＩＣＡＩ。ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ
ＶｏＬ ３９ ＮＯ．４ Ｊｕｌｙ ２０１０
ＴＰ３２１ Ｈ不锈钢氯离子应力腐蚀开裂分析
张明乐 （中国石化青岛炼油化工有限责任ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ司，山东青岛 ２６６５００）
图３ 人为Ｃｆｉｔ：书裂纹微）Ｉ！Ｉｌ彤貌
图４ 裂纹扩展部位微观形貌
图５ 穿透性裂纹断¨微观形貌
１．５微区ＥＤＳ能谱分析 为进一步明确断口表面腐蚀结垢物化学成分，
２开裂断口分析讨论
分别对断口裂纹源区部位和断口扩展部位进行了微 ２．１ 不锈钢应力腐蚀开裂的影响因素
区ＥＤＳ化学成分分析，分析结果分别见表２和表３。 由表２可知，在断口上探测到大量的Ｃ、ｏ以及
中国石化青岛炼油化工有限责任公司加氢预处 理热高分仪表的引压管位于液位位置，开工后半年 发现有穿透性裂纹，引压管更换后不到４个月的时 间内又发生了２次裂穿。引压管材质ＴＰ３２１，外径
ｐ２ ｍｍ，肇厚５．６ ｍｍ，接触介质为蜡油加氢反应产 物，操作温度２６０℃，操作压力１１．０ ＭＰａ。文中对 引压管发生穿透性裂纹的情况进行了简要分析。
（２）内壁附近断口 靠近内壁附近断口微观形 貌结果见图４。由图４可见，裂纹以穿晶形式扩展 并带有分叉，微观断口形貌具有解理或准解理特征， 可观察到大量的河流状花样、鱼骨状花样以及撕裂 棱。断口上可见二次裂纹，并覆盖有大量腐蚀产物， 局部晶面｝二还可观察到腐蚀坑的形貌。
（３）穿透性陈旧断口 管件外壁宏观可见的穿 透性陈旧性断口微观形貌结果见图５。由图５可 见，裂纹以穿晶形式扩展，微观断口形貌具有解理特 征，可观察到大量的河流状花样，断口上町见二次裂 纹，并覆盖有大量腐蚀产物。
表３ ４个区域ＥＤＳ能谱分析结果（质量分数） ％
外加的，也可以是加工残余应力［９￣１ ２｜。 ２．２ ＨＣｌ一Ｈ：Ｓ－Ｈ：０环境中不锈钢的应力腐蚀开
裂 在ＨＣｌ一Ｈ。Ｓ－Ｈ。Ｏ环境中，化工设备典型的腐 蚀部位为常压塔顶部５层塔盘、塔体、部分挥发线， 常压塔顶冷凝冷却系统（该部位腐蚀最为严重），减 压塔部分挥发线和冷却系统，加氢精制装置的不锈 钢冷却设备，甲醛装置水冷却器，聚酯装置中泵冷却 器以及维纶抽丝装置中醛化液系统［１“。 一般气相部位腐蚀较轻微，液相部位腐蚀严重， 尤以气液两相转变部位即镭点部位最为严重，影响 该部位的主要因素是原油中的盐水解后生成ＨＣＩ 引起的。不论原油含硫及酸值的高低，只要含有盐， 就会引起不锈钢的腐蚀。 本例中，该引压管位于液位位置，属于气液两相 转变部位即露点部位，具有氯离子浓缩条件（反复蒸 干、润湿），为最易发生氯化物应力腐蚀的部位，并且
（Ｓｉｎｏｐｅｃ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６５００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ＴＰ３２１ Ｈ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｗｉｔｈ ｐｅｎｅｔｒａｔｅｄ ｃｒａｃｋｓ ｗａｓ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｂｙ ｒｅｑｕｅｓｔ ｏｆ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｆｒａｃ— ｔｕｒｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ＥＤＳ ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｐｅｎｅｔｒａｔｅｄ ｃｒａｃｋｓ ｗｅｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｃｈｌｏｒｉｄｅ－ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃｒａｃｋｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＴＰ３２１ Ｈ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ；ｃｈｌｏｒｉｄｅ－ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃｒａｃｋｉｎｇ；ｐｉｐｅｌｉｎｅ；ｃｒａｃｋ
［１１］张振杰．奥氏体不锈钢应力腐蚀破裂探讨［Ｊ］．石油化
工腐蚀与防护，２００６，（２）：５８－６０．
［１２］查晡文．奥氏体不锈钢应力腐蚀产生原因分析［Ｊ］．石
油和化Ｔ设备，２００５，（４）：１２－１３．
［１３］王非，林英．化工设备用钢［Ｍ］．北京：化学工业
出版社，２００４．
（许缩）
万方数据
氯离子不但能引起小锈钢孑Ｌ蚀，而且更容易引 起不锈钢的应力腐蚀开裂。影响因素包括氯化物含
少量的Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ等。除此之外，还探测到大量的
量、ｐＨ值、温度、应力、氧的存在和合金成分等。发
Ｐ、Ｓ、Ｃｌ等。由表３可知，在断１：３上探测到大量的
生氯离子应力腐蚀开裂的临界温度为６０℃，于湿或
Ｃ、０、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ等元素，除此之外，局部区域还有少