氯离子腐蚀机理及防护
重整装置氯腐蚀及防护
重整装置氯腐蚀及防护摘要:研究催化重整装置氯离子腐蚀机理,围绕催化重整装置的流程特点、操作条件、设备选材和制造等方面对重整装置的氯离子腐蚀类型和影响因素进行分析,控制催化重整氯离子腐蚀。
关键词:重整装置氯腐蚀中国石油辽阳石化分公司芳烃厂共有两套重整装置。
50万吨/年重整装置1996年建成,采用UOP的超低压重整连续反应工艺和UOP第二代再生工艺技术。
140万吨/年连续重整-歧化联合装置由中国石化工程建设公司设计,2015年建成,连续重整部分采用UOP最新一代超低压连续重整工艺技术,催化剂再生部分采用UOP CycleMax工艺技术,并采用UOP推出的Chlorsorb工艺技术。
在两套催化重整装置运行过程中,氯腐蚀给装置运行带来一定的影响,有可能出现氯化铵盐造成的换热器管程堵塞、预加氢反应器系统压降增大等故障,影响了装置的平稳运行。
一、氯的来源及影响1氯的来源原油中的氯以无机氯和有机氯的两种形式存在,无机氯一般是指原油中的无机氯盐,主要由氯化钠、氯化镁和氯化钙组成。
石油炼制过程中的电脱盐工序可以去除大部分氯化钠,但是氯化镁和氯化钙难以去除,从而水解生成氯化氢进入下道工序。
有机氯来源很多,一是原油中天然纯在的,二是采油过程中人为添加的含氯化学助剂,三是石油炼化过程中使用的化学助剂可能含有有机氯。
电脱盐工艺基本无法脱除有机氯。
另外在原油的开采输送过程中,为了提高其开采量或为降低其凝固点方便运输,会加人少量的有机氯化物如四氯化碳,这些氯化物一般存在于80~ 130℃的馏分中,随重整原料一起进人重整装置。
固定床的半再生式催化重整装置采用的是全氯型低铂铼催化剂,在重整装置的运行过程中,为了能够很好地发挥其催化剂的活性、选择性和稳定性,要求控制好催化剂的水氯平衡环境,为此需连续不断地注水、注氯,一般使用注人二氯乙烷和乙醇的方法来控制重整催化剂的水氯平衡。
二氯乙烷的注人量一般为1. 5 mg/L ,使得重整副产氢气中有少量的氯化氢进入预加氢单元。
氯离子腐蚀不锈钢的原理
氯离子腐蚀不锈钢的原理氯离子腐蚀不锈钢的原理是指在含氯环境中,氯离子与不锈钢表面发生作用,导致不锈钢产生腐蚀现象。
不锈钢在大气环境中具有较好的耐腐蚀性能,主要是因为不锈钢表面形成了一层致密的氧化铬膜,称为钝化膜。
然而,在氯离子的存在下,钝化膜容易被破坏,导致不锈钢发生腐蚀。
1.氯离子的吸附和浸润:氯离子具有较强的亲水性,容易吸附在不锈钢表面并浸润到钝化膜下。
氯离子吸附在表面会导致表面电位升高,从而破坏了钝化膜的稳定性。
2.氯离子的电化学反应:在氯离子存在的条件下,钝化膜中的铬离子会与氯离子发生反应,生成可溶性的铬氯络合物,从而破坏了钝化膜的连续性。
这个过程被称为局部腐蚀,即氯离子会形成一个微小的腐蚀细胞,在细胞中,不锈钢表面处于阳极,而钝化膜破坏的部分则处于阴极,形成阳极和阴极之间的电流。
3.氯离子的传输:氯离子可以通过水分子或气态状态传输到不锈钢表面,特别是在高温高湿的环境中,氯离子的迁移速度会增加,导致氯离子浓度在钝化膜下积累,进一步加剧了腐蚀。
除了以上几个方面,氯离子腐蚀不锈钢还受到以下因素的影响:1.氯离子浓度:氯离子浓度越高,腐蚀速度越快。
当氯离子浓度低于一定的临界值时,腐蚀基本不发生。
但一旦超过临界值,腐蚀速率会显著增加。
2.温度和湿度:高温高湿的环境会加速氯离子的传输和吸附,进而加速不锈钢的腐蚀。
3.氧气含量:氧气对于钝化膜的稳定性至关重要,充足的氧气可以帮助钝化膜修复和再生。
因此,氯离子腐蚀不锈钢更为显著的情况通常发生在氧气缺乏的环境中,如密封系统。
总的来说,氯离子通过吸附、浸润、电化学反应等行为,破坏不锈钢表面的钝化膜,进而导致不锈钢发生腐蚀。
要防止氯离子腐蚀不锈钢,可以通过以下途径进行控制:1.减少氯离子的接触:避免在含氯环境中使用不锈钢材料,或者使用防腐涂料、防护层等措施将不锈钢与氯离子隔离。
2.增加氧气供应:通过增加通气量、增加氧气浓度等方式,提高不锈钢表面氧气的含量,增强钝化膜的稳定性。
在氯离子环境下金属腐蚀行为和机理
在氯离子环境下金属腐蚀行为和机理下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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氯离子腐蚀机理及其预防措施
氯离子腐蚀机理及其预防措施目录前言 (2)2.对影响氯离子腐蚀金属设备的原因分析 (3)3.预防和控制氯离子腐蚀金属设备的对策及建议 (3)3. 1.合理选材,控制应力 (3)3.2.降低氯离子在水溶液中的含量 (4)3. 3.无机防腐涂料的使用 (4)4.常规设备的防腐措施 (5)4.1.设备的防腐结构设计 (5)4. 1. 1.概述 (5)4. 1.2.避免死角的出现 (5)4. 1. 3.避免间隙的产生 (5)4.2.材料的选择原则 (6)4.3.电化学保护防护法 (6)4.3. 1.概述 (6)4. 3. 2.外加电流的阴极防护法 (7)4. 3. 3.牺牲阳极的阴极保护法 (7)1. 4.缓蚀剂 (7)4. 5.缓蚀剂成为未来缓蚀剂的发展方向 (8)5.几种不锈钢在含氯水溶液中的适用条件 (8)5. 1. 304型不锈钢 (8)5.2. 304L型不锈钢 (8)5. 3. 316型不锈钢 (8)5.4. 316L型不锈钢 (9)5. 5. 317型不锈钢 (9)5. 6. AISI 904L 或SUS 890L 型不锈钢 (9)5. 7. Avesta 254 SMO 高级不锈钢 (9)5. 8. Avesta 654 SMO 高级不锈钢 (9)5. 9. RS-2(OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb)不锈钢这 (9)5. 10. Incoloy 825(S) (9)5. 11. 31 合金 (10)5. 12. 33 合金 (10)5. 13. C-2000 合金 (10)5. 14. 59 合金 (10)5. 15. TAl 钛材 (11)6.不锈钢在含氯离子介质中的适用范围 (11)前言氯离子基于其半径小、穿透能力强的特点,因此能够优先地选择吸附在钝化膜上,把氧原子排挤掉,然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物,结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑,进而造成对设备的腐蚀。
氯离子腐蚀介绍资料
氯离子腐蚀介绍资料氯离子(Cl-)是一种常见的阴离子,它在化学和生物领域中起着重要的作用。
然而,氯离子也具有高度的腐蚀性,对于一些物质和材料具有破坏性的影响。
本文将介绍氯离子腐蚀的原理、影响因素以及一些常见的抗腐蚀措施。
氯离子腐蚀的原理是主要发生在金属表面的电化学反应。
当发生氯离子腐蚀时,氯离子会与金属表面上的电子发生反应,形成氯化物。
这个过程通常包括两个主要的反应,即氧化反应和还原反应。
氧化反应发生在金属表面,金属原子失去电子并形成金属阳离子。
还原反应则发生在氯离子周围的溶液中,氯离子接受金属离子失去的电子,从而形成氯化物。
这些反应导致金属表面的电位变化,加速了金属的腐蚀过程。
氯离子腐蚀的严重程度取决于多个因素。
首先,氯离子的浓度是一个重要的影响因素。
浓度越高,腐蚀速率越快。
其次,温度也对氯离子腐蚀起着重要的作用。
通常情况下,高温环境下氯离子的腐蚀效果更加明显。
此外,金属的形式和结构特征也会影响其对氯离子的腐蚀敏感性。
例如,腐蚀通常更加严重发生在金属表面的孔洞、裂纹和缺陷部位。
对于氯离子的腐蚀,有一些常见的抗腐蚀措施可用于减轻其影响。
一种方法是使用镀层或涂层。
通过在金属表面形成一层保护膜,可以减少金属与氯离子的接触,从而减缓腐蚀过程。
常见的涂层材料包括油漆、聚合物和金属氧化物。
其次,改变金属的化学成分也是一种抗腐蚀的方法。
例如,将硬质金属镀上一层具有更高抗腐蚀性的金属可以减少氯离子的腐蚀效果。
此外,定期清洁和维护也是预防氯离子腐蚀的重要方法。
通过定期清洗金属表面,并及时修复损坏或腐蚀的区域,可以延缓腐蚀的发生。
总之,氯离子腐蚀是一种常见的现象,可以对金属材料和结构造成重大损害。
了解氯离子腐蚀的原理和影响因素,以及采取适当的抗腐蚀措施,将有助于延长金属材料的使用寿命和安全性。
在实际应用中,我们需要根据具体情况采取相应的措施,确保金属材料不受氯离子腐蚀的影响。
混凝土中氯离子侵蚀的原理
混凝土中氯离子侵蚀的原理一、背景介绍混凝土作为一种常见的建筑材料,具有优良的力学性能和耐久性。
然而,在实际使用过程中,混凝土会受到一些外界因素的影响,比如氯离子的侵蚀。
氯离子侵蚀是混凝土结构耐久性失效的主要因素之一,因此深入了解混凝土中氯离子侵蚀的原理对于保障混凝土结构的安全和耐久性至关重要。
二、氯离子的侵蚀1. 氯离子的来源氯离子主要来自于水、土壤、空气中的盐分和混凝土原材料中的氯化物。
在混凝土中,氯离子主要由外部环境通过混凝土的孔隙结构进入混凝土中。
2. 氯离子的侵蚀机理氯离子会在混凝土中逐渐向内扩散,当氯离子浓度达到一定程度时,会引起混凝土内部的化学反应,形成氯离子与混凝土中的钙离子结合的化合物,导致混凝土的力学性能和耐久性下降。
此外,氯离子还会引起混凝土中钢筋的腐蚀,进而导致混凝土结构的失效。
三、混凝土中氯离子侵蚀的原理1. 氯离子的扩散混凝土中氯离子的扩散是混凝土中氯离子侵蚀的重要原因。
混凝土通常是由水泥、砂子、石子等原材料混合而成,其中砂子和石子中含有一定量的氯化物,这些氯化物会随着混凝土的水化反应而释放出来。
此外,氯离子也会从混凝土表面的环境中渗入混凝土内部。
混凝土中存在大量的孔隙和毛细孔,这些孔隙和毛细孔是氯离子侵蚀的重要通道。
当氯离子进入混凝土中后,由于混凝土中存在浓度梯度,氯离子会向浓度低的区域扩散,从而加速氯离子的侵蚀。
2. 氯离子与混凝土的反应当氯离子进入混凝土中后,会与混凝土内部的水泥石和水化产物发生反应,形成氯化钙、氯化钠等化合物。
这些化合物的生成会导致混凝土中的孔隙度增加,从而影响混凝土的力学性能和耐久性。
此外,氯化钠和氯化钙的结晶会导致混凝土膨胀,从而引起混凝土的龟裂和破坏。
3. 氯离子引起钢筋腐蚀当混凝土中的氯离子浓度达到一定程度时,会引起钢筋的腐蚀。
腐蚀会使钢筋的截面积减小,从而降低了钢筋的承载能力,导致混凝土结构的失效。
氯离子引起钢筋腐蚀的机理是氯离子进入混凝土中后,与钢筋表面的保护层中的水和氧气发生反应,形成氯化铁等物质,同时还产生了氢离子和氯离子。
氯离子的腐蚀机理与防护
共享知识分享快乐氯离子对不锈钢的腐蚀机理及防护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Ni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。
一、应力腐蚀失效及防护措施1 应力腐蚀失效机理页眉内容共享知识分享快乐在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。
因此, 研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。
所谓应力腐蚀, 就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。
应力腐蚀一般都是在特定条件下产生:①只有在拉应力的作用下。
氯离子腐蚀机理及防护
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 Ni 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。
2 应力腐蚀失效及防护措施2. 1 应力腐蚀失效机理在压力容器的腐蚀失效中 ,应力腐蚀失效所占的比例高达 45 %左右。
因此 ,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。
所谓应力腐蚀 ,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。
应力腐蚀一般都是在特定条件下产生 : ①只有在拉应力的作用下。
氯离子腐蚀与不锈钢知识
氯离子腐蚀与不锈钢知识氯离子腐蚀的概念氯离子腐蚀是一种由于氯离子引起的金属腐蚀过程。
可以通过氯化物离子与水分子的相互作用,使得金属表面产生氯化物和氢离子,而由氢离子引起的金属腐蚀也常常称为氢腐蚀。
氯离子腐蚀的原因氯离子对于不锈钢材料来说是一种非常危险的化学物质,其中的主要原因就是因为氯离子会阻止材料表面能够产生有效的氧化被膜。
在没有这种被膜保护的情况下,金属表面会被氧化,产生疲劳和断裂,加速材料的腐蚀和老化。
同时,在含氯环境下,氯离子也可以在不锈钢表面形成氯化钠晶体,这种晶体会引起不锈钢的应力腐蚀开裂,对不锈钢的结构强度带来很大的破坏。
氯离子腐蚀的防护措施不锈钢材料是一种能够在一定程度上抵抗氯离子腐蚀的耐腐蚀材料,但在某些情况下,对于氯离子的抗腐蚀能力也十分有限。
因此,在应用不锈钢材料时,需要采取一些必要的防护措施,以保证其良好的抗腐蚀能力。
1.海水中不要使用不锈钢材料。
海水中的氯离子和其他盐类等物质,会对不锈钢产生强烈的腐蚀作用,不锈钢会迅速失去其耐腐蚀性。
2.保持不锈钢表面的清洁。
在不锈钢表面附着的污物和其它杂质,会在一定程度上对不锈钢的氧化被膜产生破坏或污染,从而导致不锈钢的腐蚀。
3.降低环境中氯离子的含量。
可以通过在环境中添加一定的抑制剂,来降低氯离子的含量,从而减少对不锈钢的腐蚀。
不锈钢材料的类型1.铬钢:铬钢是在铁和铬的基础上加入其他元素制成的钢材,具有抗氧化、耐腐蚀、抗高温等特点。
但铬钢的强度和硬度较低,不能满足所有的使用要求。
2.不锈钢:不锈钢是一种将铬钢和镍钢等不同成分的钢材组合而成的合金钢材,具有很好的耐腐蚀、抗高温、防震、刚性等特点,适用于广泛的应用场合。
3.马氏体不锈钢:马氏体不锈钢是钢铁中的一种优良品种,具有高强度、高硬度、耐热、耐腐蚀、耐磨损等特点,质地坚硬,适用于机械制造业和造船业等领域。
氯离子腐蚀是一种十分危险的金属腐蚀过程,会严重影响不锈钢材料的使用寿命和性能。
氯离子腐蚀机理
氯离子腐蚀机理集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)1、Cl-对金属腐蚀的影响表现在两个方面:一是降低材质表面钝化膜形成的可能或加速钝化膜的破坏,从而促进局部腐蚀;另一方面使得H2S、C O2在水溶液中的溶解度降低,从而缓解材质的腐蚀。
Cl-具有离子半径小、穿透能力强,并且能够被金属表面较强吸附的特点。
Cl-浓度越高,水溶液的导电性就越强,电解质的电阻就越低,Cl-就越容易到达金属表面,加快局部腐蚀的进程;酸性环境中Cl-的存在会在金属表面形成氯化物盐层,并替代具有保护性能的FeCO3膜,从而导致高的点蚀率。
腐蚀过程中,Clˉ不仅在点蚀坑内富积,而且还会在未产生点蚀坑的区域处富积,这可能是点蚀坑形成的前期过程。
它反映出基体铁与腐蚀产物膜的界面处的双电层结构容易优先吸附Clˉ,使得界面处Clˉ浓度升高。
在部分区域,Clˉ会积聚成核,导致该区域阳极溶解加速。
这样金属基体会被向下深挖腐蚀,形成点蚀坑阳极金属的溶解,会加速Clˉ透过腐蚀产物膜扩散到点蚀坑内,使点蚀坑内的Clˉ浓度进一步增加,这一过程是属于Clˉ的催化机制,当Clˉ浓度超过一定的临界值之后,阳极金属将一直处在活化状态而不会钝化。
因此,在Clˉ的催化作用下,点蚀坑会不断扩大、加深。
尽管溶液中的Na+含量较高,但是对腐蚀产物膜能谱分析却未发现Na元素的存在,说明腐蚀产物膜对阳离子向金属方向的扩散具有一定的拟制作用;而阴离子则比较容易的穿过腐蚀产物膜到达基体与膜的界面。
这说明腐蚀产物膜具有离子选择性,导致界面处阴离子浓度升高。
2、氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀主要使点蚀。
机理:氯离子容易吸附在钝化膜上,把氧原子挤掉,然后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物,结果在露出来的机体金属上腐蚀了一个小坑。
这些小坑被成为点蚀核。
这些氯化物容易水解,使小坑能溶液PH值下降,使溶液成酸性,溶解了一部分氧化膜,造成多余的金属离子,为了平很腐蚀坑内的电中性,外部的Cl-离子不断向空内迁移,使空内金属又进一步水解。
氯离子腐蚀机理
1、Cl-对于金属腐蚀的效率表示正在二个圆里:一是落矮材量表面钝化膜产死的大概或者加速钝化膜的损害,进而促进局部腐蚀;另一圆里使得H2S、CO2正在火溶液中的溶解度落矮,进而慢解材量的腐蚀.之阳早格格创做Cl-具备离子半径小、脱透本领强,而且不妨被金属表面较强吸附的特性.Cl-浓度越下,火溶液的导电性便越强,电解量的电阻便越矮,Cl-便越简单到达金属表面,加快局部腐蚀的进程;酸性环境中Cl-的存留会正在金属表面产死氯化物盐层,并代替具备呵护本能的FeCO3膜,进而引导下的面蚀率.腐蚀历程中,Clˉ没有然而正在面蚀坑内富积,而且还会正在已爆收面蚀坑的地区处富积,那大概是面蚀坑产死的前期历程.它反映出基体铁取腐蚀产品膜的界里处的单电层结构简单劣先吸附Clˉ,使得界里处Clˉ浓度降下.正在部分地区,Clˉ会积散成核,引导该地区阳极溶解加速.那样金属基体验被背下深掘腐蚀,产死面蚀坑阳极金属的溶解,会加速Clˉ透过腐蚀产品膜扩集到面蚀坑内,使面蚀坑内的Clˉ浓度进一步减少,那一历程是属于Clˉ的催化体制,当Clˉ浓度超出一定的临界值之后,阳极金属将背去处正在活化状态而没有会钝化.果此,正在Clˉ的催化效率下,面蚀坑会没有竭夸大、加深.纵然溶液中的Na+含量较下,然而是对于腐蚀产品膜能谱分解却已创制Na元素的存留,证明腐蚀产品膜对于阳离子背金属目标的扩集具备一定的拟制效率;而阳离子则比较简单的脱过腐蚀产品膜到达基体取膜的界里.那证明腐蚀产品膜具备离子采用性,引导界里处阳离子浓度降下.2、氯离子对于奥氏体没有锈钢的腐蚀主要使面蚀.机理:氯离子简单吸附正在钝化膜上,把氧本子挤掉,而后战钝化膜中的阳离子分离产死可溶性氯化物,截止正在暴露去的肌体金属上腐蚀了一个小坑.那些小坑被成为面蚀核.那些氯化物简单火解,使小坑能溶液PH值下落,使溶液成酸性,溶解了一部分氧化膜,制成多余的金属离子,为了仄很腐蚀坑内的电中性,中部的Cl-离子没有竭背空内迁移,使空内金属又进一步火解.如许循环,奥氏体没有锈钢没有竭的腐蚀,越去越快,而且背孔的深度目标死长,曲至产死脱孔.3、Cl-对于漏洞腐蚀具备催化效率.腐蚀启初时,铁正在阳极得去电子.随着反应的没有竭举止,铁没有竭的得去电子,漏洞内Fe2+洪量的散积,漏洞中的氧没有简单加进,迁移性强的Cl-即加进漏洞内取Fe2+产死下浓度、下导电的FeCl2,FeCl2火解爆收H+,使漏洞内的pH值下落到3~4,进而加剧腐蚀.。
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。
氯离子腐蚀及不锈钢知识
氯离子对热力机组的腐蚀危害极大,其腐蚀表现形式主要是破坏金属表面的钝化膜,进而向金属晶格里面渗透,引起金属表面性质的变化.本文分析了氯离子对金属腐蚀的机理,并针对热力系统内部氯离子的来源,提出了相应的解决措施.岭澳核电站循环水过滤系统316L不锈钢管道点腐蚀的理论分析Analysis of Pitting Corrosions on 316L Stainless Steel Pipes ofCirculation Water Filtering System in Ling抋o Nuclear Power Station简隆新1 ,时建华2(1.中广核工程有限公司,广东深圳518124;2.大亚湾核电运营管理有限公司,广东深圳518124)简单介绍了循环水旋转滤网反冲洗系统及316L不锈钢管道的使用情况,分析了316L不锈钢的抗腐蚀性。
详细介绍了点腐蚀形成的机理和影响因素,分析了316L不锈钢点腐蚀的情况,提出了对反冲洗管道可采取的防护措施。
316L不锈钢;管道;点腐蚀Abstract: This paper gives a general introduction to the rotating drum filter back flushing system and the usage of 316L stainless steel pipes. It also analyses the characteristic of anti-corrosion of 316L stainless steel. At the same time, it gives a detailed introduction to the mechanism of forming pitting corrosion and the factors affecting its formation. The analysis of the pitting phenomena and suggestion for the pipe material selection are also discussed in this paper.Key words: 316L Stainless steel; Pipe; Pitting corrosion1 循环水旋转滤网反冲洗系统简介循环水过滤系统(CFI)的主要设备是旋转海水滤网,在其运行中要不断清除滤出的污物,通过反冲洗系统来实现。
混凝土中氯离子的危害及防治原理
混凝土中氯离子的危害及防治原理一、前言混凝土是建筑工程中常用的一种材料,它具有高强度、耐久性好等优点,被广泛应用于各类建筑工程中。
但混凝土中氯离子的存在却会对混凝土的性能产生很大的影响,甚至会引起混凝土的腐蚀破坏。
因此,对于氯离子的危害及其防治原理的研究和探讨,对于保障混凝土的质量和使用寿命具有重要意义。
二、氯离子对混凝土的危害1. 氯离子引起钢筋锈蚀混凝土中的钢筋是承担力量的主要部分,混凝土的腐蚀主要是由于混凝土中的氯离子与钢筋表面的水和氧发生反应,形成氯化物,使得钢筋表面的保护层破坏,从而导致钢筋的腐蚀和破坏。
2. 氯离子引起混凝土开裂氯离子进入混凝土内部后,会使得混凝土的微孔内部增加,从而使得混凝土的抗渗性和抗压性能下降,同时还会引起混凝土表面的龟裂和开裂,导致混凝土的强度和使用寿命降低。
3. 氯离子引起混凝土的碱-骨架反应氯离子与混凝土中的氢氧化钙反应,形成氯化钙,从而引起混凝土的碱-骨架反应,导致混凝土的强度下降,从而使得混凝土的使用寿命缩短。
三、氯离子的来源氯离子的来源主要有以下几种:1. 混凝土原材料中的氯离子混凝土原材料中的水泥、砂、石等中都含有一定量的氯离子,这些氯离子在混凝土制作过程中会被搅拌均匀分布在混凝土中。
2. 外界环境中的氯离子外界环境中的氯离子会通过大气降水、土壤、海水等途径进入混凝土中。
3. 混凝土施工过程中的氯离子在混凝土施工过程中,由于施工工艺、材料的质量等原因,会产生一定量的氯离子。
四、氯离子的防治原理1. 降低混凝土中氯离子的含量降低混凝土中氯离子的含量是防治氯离子的重要手段之一。
具体措施包括:(1)选用低氯离子含量的原材料(2)使用氯离子含量较低的混凝土掺合料(3)控制混凝土施工过程中的氯离子污染2. 增加混凝土中钢筋的保护层增加混凝土中钢筋的保护层是针对氯离子引起钢筋锈蚀的有效措施。
具体措施包括:(1)采用耐腐蚀性能好的钢筋材料(2)增加混凝土中钢筋的保护层厚度(3)使用防锈涂料等钢筋保护措施3. 提高混凝土的抗渗性和抗压性能提高混凝土的抗渗性和抗压性能是防治氯离子引起混凝土龟裂和开裂的有效措施。
氯离子对压力容器腐蚀的影响及预防措施
氯离子对压力容器腐蚀的影响及预防措施摘要:在进行工业生产中,压力容器是比较常见的设备,在各行业中都有广泛的应用。
但是,由于化工生产所涉及的方面比较多,作为主要的组成部分之一,压力容器是不可缺少的。
目前,压力容器的腐蚀问题,引起了各界的关注,常见的腐蚀原因是因为氯离子的腐蚀性能强,破坏了附着在压力容器表面的氧化膜引起的安全威胁,尤其是受到腐蚀而发生的安全事故,事先并没明显的征兆。
本文首先对氯离子腐蚀压力容器的机理进行的分析,然后探究了氯离子对压力容器腐蚀的影响和对策分析。
关键词:氯离子;压力容器;腐蚀压力容器一般是因为耐腐蚀性较差而致使的各种缺陷出现。
与普通的钢材相对比,不锈钢的耐腐蚀性更好,并且还有较好的机械性能,主要原因是使用了Ni和Cr钝化不锈钢表面,进而形成了耐腐蚀性强的氧化膜。
而不锈钢的耐腐蚀性一旦遇到氯离子后就要承受被破坏的风险。
其原因是因为氯离子的活化能力较强,能将不锈钢表面的氧化膜腐蚀掉,已深入到压力容器的内部。
1氯离子腐蚀压力容器的机理1.1成相膜理论目前,氯离子致使压力容器出现腐蚀的情况,是比较普遍的现象,但是,腐蚀的形成过程是现阶段需要重点研究的问题。
成相膜理论就是对氯离子腐蚀原因方面进行深度研究,也是当下得到大众普遍认可的一项重要研究。
认为成相膜理论有一定依据的人觉得,氯离子的半径较小,因此氯离子本身具有一定的穿透性,如果氯离子处于分散的状态,氧化膜内部的空隙就会被轻松穿透,之后就会在金属表面形成一层附着物。
如果氯离子附着在金属表面的面积较大,那么就会使其金属表面的氧化膜出现很大程度上的变化,逐渐出现腐蚀的情况。
而成相膜理论相比较之下更加符合现实情况,由于产生的化学反应确实是致使腐蚀出现的主要原因之一,由此,在后续的相关研究中可以将成相膜理论作为依据,对压力容器的抗腐蚀方法进行深入的探究。
1.2吸附理论关于氯离子腐蚀压力容器的机理,目前受到呼声最高的理论是吸附理论。
吸附理论以氯离子本身的性质作为主要研究依据,与成相膜理论之间存在一定的差异。
氯离子腐蚀不锈钢原理
氯离子腐蚀不锈钢原理
氯离子腐蚀不锈钢是由于氯离子具有强氧化性和强电化学活性。
不锈钢中的铬元素形成一层致密的铬氧化物膜(铬酸盐)作为钝化层,防止钢材被进一步氧化。
然而,氯离子可以使钢材表面的钝化层破坏,导致不锈钢变得容易腐蚀。
氯离子可以通过以下方式破坏钝化层:
1. 氯离子与钢材表面的钢离子结合形成氯化物,使钢离子离开钝化层,导致钝化层破坏。
2. 氯离子与钢离子结合形成溶解性氯化物,溶解度远高于钝化层中的铬氧化物,导致氯化物进一步侵蚀钝化层。
3. 氯离子与钢材中的钛、铌等金属元素反应,形成溶解性氯化物,使钢材表面失去保护。
一旦钝化层被破坏,不锈钢表面容易形成局部腐蚀,如点蚀、晶间腐蚀等。
氯离子也可以与水形成氯离子离子对,使腐蚀反应得以继续进行。
因此,在含有氯离子的环境中,不锈钢容易受到腐蚀破坏。
为了防止氯离子腐蚀不锈钢,可以采取以下措施:
1. 避免不锈钢与含有氯离子的介质接触,如避免海水、含氯洗涤剂等的使用。
2. 选择高耐蚀性的不锈钢材料,添加更多的合金元素来提高不锈钢的耐蚀性能。
3. 进行防腐处理,如电镀、涂层等,增加钢材表面的保护层。
4. 定期清洁和维护不锈钢,避免积累氯化物和其他腐蚀物质。
综上所述,氯离子腐蚀不锈钢的原理是由于氯离子破坏钢材表
面的钝化层,导致不锈钢容易受到腐蚀破坏。
为了防止氯离子腐蚀,可以采取适当的措施来保护不锈钢材料。
氯离子对金属腐蚀机理的影响研究
氯离子对金属腐蚀机理的影响研究氯离子是一种常见的化学物质,广泛存在于自然界中。
它们对金属的腐蚀具有显著的影响,对金属的使用和耐久性造成了不可忽视的影响。
因此,研究氯离子对金属腐蚀机理的影响具有重要的科学意义和工程应用价值。
首先,氯离子与金属的相互作用可导致金属表面发生电化学反应,从而引起金属腐蚀。
在水解过程中,氯离子可以与金属表面产生氧化还原反应,形成氯化物。
以钢铁为例,当氯离子与钢铁表面发生反应时,氯离子会参与电化学反应,并形成氯化铁。
氯化铁的生成可破坏钢铁表面的保护层,使钢铁暴露于外界环境,从而触发金属的进一步腐蚀过程。
此外,氯离子与金属还可以形成金属离子和氯化物离子配位化合物,这些化合物也是金属腐蚀的重要原因之一。
其次,氯离子对金属腐蚀机理的影响还与环境条件密切相关。
在含氧氯化物溶液中,氧气和氯离子共同作用可以加剧金属腐蚀的程度。
氧气通过促进氯离子的电化学反应,增强了金属表面的电极反应活性,从而加速金属的腐蚀过程。
此外,温度和湿度等环境因素也对氯离子对金属腐蚀的影响起着重要作用。
较高的温度和湿度会提高氯离子的活性和扩散速率,从而促进氯离子在金属表面的吸附和反应过程,进一步加剧金属的腐蚀。
此外,氯离子对金属腐蚀机理的影响还与金属本身的化学成分和结构有关。
金属的不同组分和晶格结构会影响氯离子在金属表面的吸附和反应过程。
一些金属具有良好的耐蚀性,能够形成致密的氧化物或氯化物保护层,从而抑制氯离子对金属的腐蚀。
但有些金属腐蚀速率较快,容易被氯离子侵蚀。
此外,金属空间结构的局部不均匀性、晶界和缺陷也会对氯离子在金属表面的吸附和反应产生影响,从而影响金属腐蚀的程度和机制。
总结起来,氯离子对金属腐蚀机理的影响是多方面的,包括氯离子与金属之间的电化学反应、环境条件的影响以及金属本身的化学成分和结构等因素。
深入研究氯离子对金属腐蚀的影响机理,对金属的腐蚀机制和防腐技术的研究具有重要意义,不仅可以提高金属材料的使用寿命和性能,还可以为相关领域的工程实践提供有效的指导和保障。
hastelloy材质氯离子腐蚀机理
Hastelloy是一种耐腐蚀合金,具有优异的耐腐蚀性能,被广泛应用于化工、石油化工、医药、航空航天等领域。
然而,在一些特定的工作环境中,Hastelloy材质也会面临氯离子腐蚀的问题,因此了解Hastelloy材质氯离子腐蚀的机理对于加强材料的防护和改进材料的性能具有重要意义。
一、Hastelloy材质的组成和性能Hastelloy合金是一种镍基合金,主要由镍、钼、铬、铁等元素组成,具有良好的耐蚀性、高温强度和耐磨性。
由于其抗氧化性和腐蚀性能优异,被广泛应用于高温和强腐蚀环境下的设备和构件中。
二、氯离子对Hastelloy材质的腐蚀机理1. 氯离子对Hastelloy材质的腐蚀类型氯离子在Hastelloy材质中会引起点蚀、应力腐蚀裂纹和晶间腐蚀等多种腐蚀类型,这些腐蚀类型会降低材料的性能,甚至导致设备的故障和事故。
2. 氯离子的腐蚀机理(1)氯离子在Hastelloy材质中易形成氯化物,在高温和潮湿环境中,氯化物能够迅速溶解到金属表面并与金属发生化学反应,从而形成氯化金属。
(2)氯化金属在表面形成腐蚀介质,加速了金属的氧化和腐蚀速率,导致Hastelloy材质发生腐蚀。
三、防止Hastelloy材质氯离子腐蚀的措施1. 控制氯离子的浓度在实际生产中,可以通过控制氯离子的浓度和使用浓度小的氯化物来降低氯离子对Hastelloy材质的腐蚀效应。
2. 采用表面处理技术通过表面处理技术,如阳极氧化、化学镀镍等方法来改变Hastelloy 材质的表面性质,提高其耐腐蚀性能,从而抵御氯离子的腐蚀。
3. 选择合适的工作环境和工艺条件在工程设计和生产过程中,选择适当的工作环境和工艺条件,可以有效减少氯离子对Hastelloy材质的腐蚀危害。
四、结论Hastelloy材质在高腐蚀环境下具有良好的耐腐蚀性能,但在氯离子存在的环境下仍然会受到腐蚀影响。
了解Hastelloy材质氯离子腐蚀的机理并采取有效的防护措施,对于提高材料的使用寿命和保障设备的安全具有重要意义。
cl离子腐蚀原理 -回复
cl离子腐蚀原理-回复开始撰写作文:cl离子腐蚀原理引言:腐蚀是一种常见的自然现象,广泛存在于我们的日常生活中。
其中,cl离子(氯离子)腐蚀是一种重要的腐蚀形式,它对许多材料和结构产生了不可忽视的破坏作用。
本文将深入探讨cl离子腐蚀的原理,以增加我们对这一现象的理解。
一、cl离子的来源和性质:1. 来源:大气、海水、土壤及工业废气中的cl喷洒物等都是cl离子的常见来源。
2. 特性:cl离子是一种单质负离子,具有高度活性。
它可以迅速与其他物质反应,引发腐蚀过程。
二、cl离子腐蚀的过程和机制:1. cl离子的吸附:cl离子首先在被腐蚀物表面吸附,形成氯化物。
2. 活化能降低:cl离子的吸附会降低反应的活化能,加速腐蚀反应的进行。
3. 电化学反应:cl离子会与被腐蚀物表面的金属离子发生电化学反应,形成可溶性的金属离子与氯化物离子。
4. 电子转移:电子从金属表面转移到溶液中的cl离子,进一步加速了腐蚀的进行。
5. 溶解和扩散:金属表面的离子会溶解到溶液中,并在溶液中扩散,导致金属表面损失。
6. 氧化还原反应:腐蚀过程中的氧化还原反应是不可避免的,它会进一步加速腐蚀反应的进行。
三、cl离子腐蚀的影响因素:1. cl离子浓度:cl离子浓度越高,腐蚀速率越快。
2. 温度:高温下,腐蚀速率会增加,因为高温会加快反应速率。
3. 溶液酸碱性:酸性溶液中的腐蚀速率较高。
4. 溶液中的其他离子:一些离子如cu2+、fe2+等可以增强cl离子的腐蚀作用。
5. 氧气浓度:氧气可以促进cl离子腐蚀的进行。
四、cl离子的防腐措施:1. 涂层保护:使用耐蚀涂层覆盖金属表面,阻隔cl离子与金属的接触。
2. 电化学防护:如阴极保护、阳极保护等,通过改变金属的电位来减缓腐蚀反应。
3. 材料选择:选择能抵抗cl离子腐蚀的特殊材料,如不锈钢等。
4. 控制环境因素:降低cl离子的浓度、控制温度、pH值等。
5. 定期维护:定期检查设备或结构,及时修复受损部位,减缓腐蚀的发展。
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氯离子腐蚀机理及防护————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: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Ni 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。
2 应力腐蚀失效及防护措施2. 1 应力腐蚀失效机理在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。
因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。
所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。
应力腐蚀一般都是在特定条件下产生:①只有在拉应力的作用下。
②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。
③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。
研究表明,应力腐蚀裂纹的产生主要与氯离子的浓度和温度有关。
压力容器的应力来源:①外载荷引起的容器外表面的拉应力。
②压力容器在制造过程中产生的各种残余应力,如装配过程中产生的装配残余应力,制造过程中产生的焊接残余应力。
在化工生产中,压力容器所接触的介质是多种多样的,很多介质中含有氯离子,在这些条件下,压力容器就发生应力腐蚀失效。
铬镍不锈钢在含有氧的氯离子的水溶液中,首先在金属表面形成了一层氧化膜,它阻止了腐蚀的进行,使不锈钢钝化。
由于压力容器本身的拉应力和保护膜增厚带来的附加应力,使局部地区的保护膜破裂,破裂处的基体金属直接暴露在腐蚀介质中,该处的电极电位比保护膜完整的部分低,形成了微电池的阳极,产生阳极溶解。
因为阳极小、阴极大,所以阳极溶解速度很大,腐蚀到一定程度后,又形成新的保护膜,但在拉应力的作用下又可重新破坏,发生新的阳极溶解。
在这种保护膜反复形成和反复破裂过程中,就会使某些局部地区的腐蚀加深,最后形成孔洞,而孔洞的存在又造成应力集中,更加速了孔洞表面的塑性变形和保护膜的破裂。
这种拉应力与腐蚀介质的共同作用便形成了应力腐蚀裂纹。
2. 2 应力腐蚀失效的防护措施控制应力腐蚀失效的方法,从内因入手,合理选材,从外因入手,控制应力、控制介质或控制电位等。
实际情况千变万化,可按实际情况具体使用。
(1)选用耐应力腐蚀材料近年来发展了多种耐应力腐蚀的不锈钢,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。
(2)控制应力在压力容器装配时,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。
(3)严格遵守操作规程工艺操作、工艺条件对压力容器的腐蚀有巨大的影响。
因此,必须严格控制原料成分、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。
(4)维修与管理为保证压力容器长期安全运行,应严格执行有关压力容器方面的条例、法规,对在用压力容器中允许存在的缺陷必须进行复查,及时掌握其在运行中缺陷的发展情况,采取适当的措施,减少设备的腐蚀。
3 孔蚀失效及预防措施3. 1 孔蚀失效机理在压力容器表面的局部地区,出现向深处腐蚀的小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀轻微,这种腐蚀形态称为小孔腐蚀(也称点蚀) 。
点蚀一般在静止的介质中容易发生。
具有自钝化特性的金属在含有氯离子的介质中,经常发生孔蚀。
蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,具有深挖的动力,即向深处自动加速。
含有氯离子的水溶液中,不锈钢表面的氧化膜便产生了溶解,其原因是由于氯离子能优先有选择地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物,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。
在外加阳极极化条件下,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。
在自然条件下的腐蚀,含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时,能促使蚀核长大成蚀孔。
氧化剂能促进阳极极化过程,使金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位以上。
蚀孔内的金属表面处于活化状态,电位较负,蚀孔外的金属表面处于钝化状态,电位较正,于是孔内和孔外构成一个活态———钝态微电偶腐蚀电池,电池具有大阴极小阳极面积比结构,阳极电流密度很大,蚀孔加深很快,孔外金属表面同时受到阴极保护,可继续维持钝化状态。
孔内主要发生阳极溶解:Fe →Fe2 + + 2e ,Cr →Cr3 + + 3e ,Ni →Ni2 + + 2e 。
介质呈中性或弱碱性时,孔外的主要反应为:O2 + H2O + 2e →2OH- 。
由于阴、阳两极彼此分离,二次腐蚀产物将在孔口形成,没有多大的保护作用。
孔内介质相对于孔外介质呈滞流状态,溶解的金属阳离子不易往外扩散,溶解氧也不易扩散进来。
由于孔内金属阳离子浓度增加,氯离子迁入以维持电中性,这样就使孔内形成金属氯化物的浓溶液,这种浓溶液可使孔内金属表面继续维持活化状态。
又由于氯化物水解的结果,孔内介质酸度增加,使阳极溶解加快,蚀孔进一步发展,孔口介质的pH值逐渐升高,水中的可溶性盐将转化为沉淀物,结果锈层、垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池。
闭塞电池形成后,孔内、外物质交换更加困难,使孔内金属氯化物更加浓缩,氯化物水解使介质酸度进一步增加,酸度的增加将使阳极溶解速度进一步加快,蚀孔的高速度深化,可把金属断面蚀穿。
这种由闭塞电路引起的孔内酸化从而加速腐蚀的作用称为自催化酸化作用。
影响孔蚀的因素很多,金属或合金的性质、表面状态,介质的性质、pH值、温度等都是影响孔蚀的主要因素。
大多数的孔蚀都是在含有氯离子或氯化物的介质中发生的。
具有自钝化特性的金属,孔蚀的敏感性较高,钝化能力越强,则敏感性越高。
实验表明,在阳极极化条件下,介质中主要含有氯离子便可以使金属发生孔蚀,而且随着氯离子浓度的增加,孔蚀电位下降,使孔蚀容易发生,尔后又使孔蚀加速。
处于静止状态的介质比处于流动状态的介质能使孔蚀加快。
介质的流速对孔蚀的减缓起双重作用,加大流速(仍处于层流状态) ,一方面有利于溶解氧向金属表面输送,使氧化膜容易形成;而另一方面又减少沉淀物在金属表面沉积的机会,从而减少产生孔蚀的机会。
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。
对缓蚀剂的要求是,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。
例如,在10 %的FeCl3 溶液中加入3 %的NaNO2 ,可长期防止1Cr18Ni9Ti 钢的孔蚀。
(4)采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。
氯离子对不锈钢制压力容器的腐蚀,对压力容器的安全性有很大的影响。
即使是合理的设计、精确的制造避免或减少了容器本身的缺陷,但是,在长期使用中,由于各种错综复杂因素的联合作用,容器也会受到一定的腐蚀。
虽然目前对防止氯离子对不锈钢腐蚀的方法还不十分完善,但掌握一些最基本的防护措施,对保证生产的正常进行,还是十分必要的。
除此之外,还应严格按照操作规程操作,加强设备管理,做好容器的定期检验,以保证容器在合理的寿命期限内安全运行。
材料耐CL离子腐蚀能力不仅与CL离子浓度有关系,与介质温度也有关系。
130°C、10ppm用304,25ppm,温度在120°C以下(包括120°C)用304,,130°C,用316;50-80ppm,温度在50°C以下(包括50°C)用304,,50-130°C,用316;110-150ppm,温度在50°C以下(包括50°C)用304,50-120°C,用316,130°C,用317;300ppm,50°C用316,80°C用317,80-130°C用254>300-500ppm,50°C用317,80-120°C用254,130°C用Ti>500-2000ppm,50-80°C用254,80-130°C用Ti>2000-5000ppm,50°C用254,80-130°C用Ti>5000-20000ppm,50°C用Ti,80-120°C用Ti-Pb,130°C用TiC-276CL-对不锈钢腐蚀见下表:不同浓度、温度的CL-对不锈钢的腐蚀氯离子含量60℃80℃120℃130℃= 10 ppm 304 304 304 316= 25 ppm 304 304 316 316= 50 ppm 304 316 316 Ti= 80 ppm 316 316 316 Ti= 150 ppm 316 316 Ti Ti= 300 ppm 316 Ti Ti Ti> 300 ppm Ti Ti Ti Ti。