氯脆——氯化物应力腐蚀破裂
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。
硫化氢腐蚀的机理及影响因素.
硫化氢腐蚀的机理及影响因素作者：安全管理网来源：安全管理网1. H2S腐蚀机理自20世纪50年代以来，含有H2S气体的油气田中，钢在H2S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。
虽然现已普遍承认H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且H2S本身还是一种很强的渗氢介质，H2S腐蚀破裂是由氢引起的；但是，关于H2S促进渗氢过程的机制，氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。
关于这方面的文献资料虽然不少，但以假说推论占多，而真正的试验依据却仍显不足。
因此，在开发含H2S酸性油气田过程中，为了防止H2S腐蚀，了解H2S腐蚀的基本机理是非常必要的。
(1) 硫化氢电化学腐蚀过程硫化氢(H2S)的相对分子质量为34.08，密度为1.539kg/m3。
硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。
在760mmHg，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约3580mg/L。
1在油气工业中，含H2S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视，并展开了众多的研究。
其中包括Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述；Keddamt等提出的H2S04中铁溶解的反应模型；Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。
研究表明，阳极反应是铁作为离子铁进入溶液的，而阴极反应，特别是无氧环境中的阴极反应是源于H2S中的H+的还原反应。
总的腐蚀速率随着pH的降低而增加，这归于金属表面硫化铁活性的不同而产生。
Sardisco，Wright和Greco研究了30℃时H2S-C02-H20系统中碳钢的腐蚀，结果表明，在H2S分压低于0.1Pa时，金属表面会形成包括FeS2，FeS，Fe1-X S在内的具有保护性的硫化物膜。
然而，当H2S分压介于0.1～4Pa时，会形成以Fe1-X S为主的包括FeS，FeS2在内的非保护性膜。
管道保温层下腐蚀泄漏分析与应对措施
管道保温层下腐蚀泄漏分析与应对措施发布时间：2021-06-22T06:54:28.571Z 来源：《防护工程》2021年5期作者：杨富淋[导读] 本文通过分析某企业制氢换热器管道泄漏现象，发现管道外保温破损严重导致水汽和保温层中氯离子在管道外壁富集，当温度降低时，管道处于发生应力腐蚀破坏的适应温度下，因奥氏体不锈钢是应力腐蚀敏感材料，是发生了应力腐蚀开裂，同时也提出已知缺陷做防腐缠绕碳纤维加固、喷丸处理施加保温层及外防护层等措施。
杨富淋身份证号：21030319820xxxx616摘要：本文通过分析某企业制氢换热器管道泄漏现象，发现管道外保温破损严重导致水汽和保温层中氯离子在管道外壁富集，当温度降低时，管道处于发生应力腐蚀破坏的适应温度下，因奥氏体不锈钢是应力腐蚀敏感材料，是发生了应力腐蚀开裂，同时也提出已知缺陷做防腐缠绕碳纤维加固、喷丸处理施加保温层及外防护层等措施。
关键词：CUI腐蚀、隐患排查、失效分析一、概述某企业于2020年10月发现换热器E304副线管道发生泄漏。
拆除管道保温后，发现两处漏点。
副线管道于2018年投用，管道材质304L不锈钢。
管内介质：中温变换气（80%H2及CO、CO2、水蒸气、微量H2S等）；操作压力2.0MPa；当管道内的介质流动时，操作温度300℃；管道内的介质不流动时，温度高于150℃。
从外观来看，漏点处位于管道水平管段的底部，漏点共有2处。
管道漏点处有垢物和裂纹存在；而且，管道上有多处锈蚀，锈蚀处有腐蚀产物和保温棉粘附在一起，漏点在其中一处粘附区域的边缘，见图1。
图3 管道断口的SEM+EDS可见，管道开裂是由氯离子引发的应力腐蚀开裂，即氯脆。
我们认为管道的开裂泄漏是从管道外壁发生和发展的，与管道内的中温变换气介质无关。
主要影响因素是管道外部的环境介质、管道应力状态和运行温度等。
保温层下不锈钢设备和管道应力腐蚀破裂（ESCC）是由水及其氯离子等杂质，在一定拉应力和温度的共同作用下造成的。
承压设备损伤模式识别试题和答案
一、单选题【本题型共44道题】1.下列选项中（）不属于机械疲劳损伤发展阶段。
A．微观裂纹萌生B．宏观裂纹扩展C．变形D．瞬时断裂正确答案：[C]用户答案：[C] 得分：1.002.如果已经发现了碱腐蚀，还应注意下列哪些可能伴随的损伤？（）A．蒸汽阻滞B．球化C．蠕变D．敏化正确答案：[A]用户答案：[A] 得分：1.003.下面几种材料之间比较，哪一种抗环烷酸腐蚀性能最好？（）A．Q245RB．304LC．316D．304正确答案：[C]4.下列哪种已知合金可以耐受所有条件下的金属粉化影响？（）A．低合金钢B．奥氏体不锈钢C．碳钢D．目前没有正确答案：[D]用户答案：[D] 得分：1.005.盐酸腐蚀速度随温度（），腐蚀速率（）。
A．升高，减小B．升高，增大C．升高，不变D．降低，不变正确答案：[B]用户答案：[B] 得分：1.006.冲刷流体可以分为几种？（）A．2种B．3种C．4种D．5种正确答案：[B]7.运行期间可采用什么方法来检测冷壁设备的高温部位、判断耐火材料的损伤程度？（）A．红外热像仪B．目视检测C．超声检测D．射线检测正确答案：[A]用户答案：[A] 得分：1.008.渗碳损伤导致材料表面硬度（），高温蠕变延展性、常温力学性能、焊接性能和耐腐蚀性能（）。
A．增高；增高B．增高；降低C．降低；降低D．降低；增高正确答案：[B]用户答案：[C] 得分：0.009.下列叙述中，（）为常见于装置的金属盐酸腐蚀特点描述。
A．常压塔塔顶系统中，塔顶油气冷却形成含盐酸的冷凝液，PH值较低，可对管道和热交换器（包括壳体、管束和管箱）造成快速腐蚀；减压塔顶真空喷射器和冷凝设备会发生盐酸腐蚀B．催化剂中被置换出来的氯化物会反应形成盐酸，流向反应产物系统、再生系统、稳定塔、脱丁烷塔和进料/预加热热交换器；氯化氢也可能随着工艺流穿过分馏单元，在注水点及其下游发生严重的酸露点腐蚀C．催化剂中含有氯化物，如三氯化钛，在聚丙烯的合成工艺中，与水蒸气或谁接触的设备和管线D．反应产物含有HCl，在冷凝后形成盐酸腐蚀；废气系统含有氨和盐酸，对热进料/出料交换器形成氯化铵盐的垢下腐蚀；蒸馏工段可发生严重的盐酸露点腐蚀正确答案：[A]用户答案：[A] 得分：1.0010.检查燃灰腐蚀的最有效的方法为（）。
应力腐蚀断裂
应力腐蚀断裂 Hessen was revised in January 2021应力腐蚀断裂一．概述应力腐蚀是材料、或在静(主要是拉应力)和腐蚀的共同作用下产生的失效现象。
它常出现于用钢、黄铜、高强度铝合金和中，凝汽器管、矿山用钢索、飞机紧急刹车用高压气瓶内壁等所产生的应力腐蚀也很显着。
常见应力腐蚀的机理是：零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏,破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极,阳极处的金属成为离子而被溶解，产生电流流向阴极。
由于阳极面积比阴极的小得多，阳极的电流密度很大，进一步腐蚀已破坏的表面。
加上拉应力的作用，破坏处逐渐形成裂纹，裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。
这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展，而且还能穿过晶粒发展。
应力腐蚀过程试验研究表明：当金属加上阳极电流时可以加剧应力腐蚀，而加上阴极电流时则能停止应力腐蚀。
一般认为压应力对应力腐蚀的影响不大。
应力腐蚀的机理仍处于进一步研究中。
为防止零件的应力腐蚀，首先应合理选材，避免使用对应力腐蚀敏感的材料,可以采用抗应力腐蚀开裂的不锈钢系列,如高镍奥氏体钢、高纯奥氏体钢、超纯高铬铁素体钢等。
其次应合理设计零件和构件，减少。
改善腐蚀环境，如在腐蚀介质中添加缓蚀剂，也是防止应力腐蚀的措施。
采用金属或非金属保护层，可以隔绝腐蚀介质的作用。
此外，采用阴极保护法见也可减小或停止应力腐蚀。
本篇文章将重点介绍应力腐蚀断裂失效机理与案例研究，并分析比较应力腐蚀断裂其他环境作用条件下发生失效的特征。
，由于应力腐蚀的测试方法与本文中重点分析之处结合联系不大，故不再本文中加以介绍。
二．应力腐蚀开裂特征（1）引起应力腐蚀开裂的往往是拉应力。
这种拉应力的来源可以是：1．工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗应力。
2．加工，制造，热处理引起的内应力。
3．装配，安装形成的内应力。
4．温差引起的热应力。
5．裂纹内因腐蚀产物的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。
压力容器的破裂形式有哪些
压力容器的破裂形式有哪些压力容器及其承压部件在使用过程中，其尺寸、形状或材料性能发生改变，完全失去或不能良好实现原定功能，继续使用会失去可靠性和安全性，需要立即停用修复或更换，这种情况称作压力容器及其承压部件的失效。
压力容器最常见的失效形式是破裂失效，有韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂、蠕变破裂5种类型。
1.韧性破裂韧性破裂又称延性破裂，是指容器壳体承受过高的内部应力，以致超过或远远超过其屈服极限和强度极限，使壳体产生较大的塑性变形，最终导致破裂。
容器发生韧性破裂时，爆破压力一般超过容器剩余壁厚计算出的爆破压力。
如化学反应过载破裂，一般产生粉碎性爆炸；物理性超载破裂，多从容器强度薄弱部分突破，一般无碎片抛出。
韧性破裂的特征主要表现在断口有缩颈，其断面与主应力方向成45°角，有较大剪切唇，断面多呈暗灰色纤维状。
当严重超载时，爆炸能量大、速度快，金属来不及变形，易产生快速撕裂现象，出现正压力断口。
压力容器发生韧性破裂的主要原因是容器过压。
2.脆性破裂脆性破裂是指容器在断裂时没有宏观的塑性变形，器壁平均应力远没有达到材料的强度极限，有的甚至低于屈服极限，其断裂现象和脆性材料的破坏很相似，常发生在截面不生明显塑性变形就破坏的破裂形式称为脆性破裂。
连续处，并伴有表面缺陷或内部缺陷，即常发生在严重的应力集中处。
因此，把容器未发化工压力容器常发生低应力脆断，主要原因是热学环境、载荷作用和容器本身结构缺陷所致、所处理的介质易造成容器应力腐蚀、晶间腐蚀、氢损伤、高温腐蚀、热疲劳、腐蚀疲劳、机械疲劳等，使焊缝和母材原发缺陷易于扩展开裂，或在应力集中区易产生新的裂纹并扩展开裂，使容器承受的应力低于设计应力而破坏。
3.疲劳破裂疲劳破裂是指压力容器由于受到反复作用的交变应力（如反复加压、泄压）的作用，使容器壳体材料的某些应力集中部位在短时间由于疲劳而在低应力状态下突然发生的破裂形式。
与脆性破裂一样，发生疲劳破裂时，容器外观没有明显的塑性变形，而且也是突发性的。
压力管道开裂腐蚀
压力管道开裂腐蚀摘要：压力管道开裂腐蚀是压力管道的主要损伤模式，处在开裂腐蚀环境中压力管道危险性很大，本文对压力管道开裂腐蚀机理进行了归纳总结，提出了压力管道检验和安全使用的关键控制点。
关键词：压力管道开裂腐蚀敏感性材质腐蚀性介质拉应力随着我国经济的快速发展，石化企业数量众多，成为国民经济的重要基础，压力管道是石化企业重要设备，数量大，类别多，在使用中事故频发，其安全状况直接关系到安全生产和经济效益，已成为影响人民生命财产的严重隐患。
压力管道腐蚀是引起压力管道事故的主要原因，在压力管道腐蚀中，开裂腐蚀隐患大，后果严重，在正常检测中不易发现，隐蔽性强。
开裂腐蚀主要包括：氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐应力腐蚀开裂、硝酸盐应力腐蚀开裂、碱应力腐蚀开裂、氨应力腐蚀开裂、湿硫化氢破坏、氢脆。
开裂腐蚀是敏感性材质在拉应力和相应腐蚀性介质作用下产生的使材质开裂的一种腐蚀。
开裂腐蚀的发生必须同时具备三个条件：敏感性材质、相应介质、拉应力。
一旦条件具备，开裂腐蚀就发生，速度快，不易控制，不易察觉。
有效控制开裂腐蚀发生条件，是保证压力管道安全的重要基础。
奥氏体不锈钢及镍基合金钢、碳钢、低合金钢、高强度钢在压力管道中使用普遍，对相应介质来说都是开裂腐蚀的敏感性材质；氯化物、碳酸盐、硝酸盐、碱、氨、湿硫化氢、氢是相应的腐蚀性介质；压力管道承受的内压力较高，特别是压力管道现场焊接时，绝大多数未进行消除应力的热处理，在焊接部位存在更高的拉应力集中。
这就造成许多使用的压力管道处在开裂腐蚀环境中。
具体腐蚀机理如下：1 氯化物应力腐蚀开裂奥氏体不锈钢及镍基合金在拉应力和氯化物溶液的作用下，氯离子易吸附在金属表面的钝化膜上，取代氧原子后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物，导致钝化膜破坏。
破坏部位的新鲜金属遭腐蚀形成一个小坑，小坑表面的钝化膜继续遭氯离子破坏生成氯化物。
在坑里氯化物水解，使小坑内PH值下降，局部溶液呈酸性，对金属进行腐蚀，造成多余的金属离子，为平衡蚀坑内的电中性，外部的氯离子不断向坑内迁移，使坑内氯离子浓度升高，水解加剧，加快金属的腐蚀。
承压设备损伤之应力腐蚀开裂
承压设备损伤之应力腐蚀开裂承压设备损伤之应力腐蚀开裂1.3 应力腐蚀开裂（SCC）应力腐蚀开裂是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩展而互生失效的一种通用术语。
发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。
裂纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。
这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。
《承压设备损伤模式识别》、《容器定检规》中称为“环境开裂”（共列出13种）：氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐、硝酸盐、碱、氨、胺、湿硫化氢破坏（氢鼓包、氢致开裂、应力导向型氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂）、氢氟酸致氢应力开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氢脆、高温水、连多硫酸、液体金属脆断等等。
>>裂纹特征应力腐蚀的宏观裂纹均起自于表面且分布具有明显的局部性；裂纹的走向与所受应力，特别是与残余应力有密切关系；裂纹常呈龟裂和风干木材状，裂纹附近未见塑性变形；除裂纹部位外，其它部位腐蚀轻微，且常有金属光泽。
>>在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩展的裂纹称为沿晶裂纹。
应力腐蚀裂纹的微观形貌多为穿晶型，但也多见沿晶型和穿晶＋沿晶混合型；裂纹的宽度较小，而扩展较深，裂纹的纵深常较其宽度大几个数量级；>>裂纹既有主干也有分支，典型裂纹多貌似落叶后的树干和树枝，裂纹尖端较锐利。
典型的应力腐蚀开裂裂纹及其微观形貌沿晶裂纹穿晶裂纹>>断口形貌应力腐蚀的宏观断口多呈脆性断裂。
断口的微观形貌，穿晶型多为准解理断裂，并常见河流，扇形，鱼骨，羽毛等花样；而沿晶型则多为冰糖块状花样。
断口扫描电镜微观形貌－解理＋微裂纹沿晶断口，晶间存在微裂纹1.3.1 氯化物应力腐蚀开裂奥氏体不锈钢及镍基合金在拉应力和氯化物溶液的作用下发生的表面开裂。
>>损伤机理氯离子易吸附在奥氏体不锈钢表面的钝化膜上，取代氧原子后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物，导致钝化膜破坏。
关注300系列不锈钢的氯化物应力腐蚀开裂
并得出一些结论。然而，在低氯浓度情况下，测试时间会 变得很长。 实验中必须观察到应力腐蚀开裂（由于不能证 明否定的假设，即应力腐蚀开裂不会发生），并且获得结 论非常低浓度的氯离子（如：小于 10 ppm）也会导致应力 腐蚀开裂。
表面膜和沉淀 在工业实践中，另外两个因素会使得临界浓度的问题复杂 化。其一是缝隙或蒸汽空间内氯化物（或其他腐蚀种类） 浓缩的可能性，因为在这些地方稀释液会蒸发和损耗。二 是表面膜能够吸收或阻挡氯化物，从而使其浓度会比其在 大体积的溶液中的浓度要高出几个量级。水中的碳酸钙沉 淀，蒸汽中的水合铝或氧化铁，冷凝物或水相/有机物的 混合物、有机或生物膜，都会在金属表面吸收并局部富集 氯物质，从而导致应力腐蚀开裂。0.02 ppm 的较低浓度水 平的溶液会在金属表面通过氧化铝膜被浓缩至 10000 ppm。
氯化物 氯，作为卤素的代表，是最常见的造成奥氏体不锈钢应力 腐蚀开裂的物质。报告表明在各种媒介中，比如自然水、 地热蒸汽、工业蒸汽冷凝物和碱性物等，都会发生应力腐 蚀开裂。在大多数情况下，除了碱（其自身也会造成应力 腐蚀开裂），其余的裂纹都可以归因于无机氯离子。
除了少数的一些敏感的金属结构（如晶界有的碳化铬析出 物）在特定环境下的情况外，氯化物应力腐蚀开裂表现为 多分支的穿晶裂纹。图1 的显微照片显示的是氯化物应力 腐蚀开裂的形如闪电的穿晶裂纹形态。
热壁效应
“热壁”的影响除了水中盐本身的沉积，也涉及到腐蚀机理方面。通常 观察到的水冷式热交换器就会在传热最大的地方发生应力腐蚀开裂，而 在同等条件下，简单浸泡的不锈钢部件没有观察到开裂现象。
硫化物-氯化物开裂 硫化氢（或来源于其他方面的硫化物）和氯化物的同时存 在会协同影响 18-8 不锈钢。304 不锈钢在硫化氢溶液中去 （其中氯化物含量低至 2-8 ppm），在室温下可观察到穿 晶应力腐蚀开裂现象。显然，相较于氧，硫化氢在膜形成 过程中有特殊作用。
氯化物会导致点蚀和应力腐原理
氯化物会导致点蚀和应力腐原理氯化物在工程材料中的应用广泛，但同时也存在一些潜在风险，其中包括点蚀和应力腐蚀。
本文将以氯化物导致点蚀和应力腐蚀为主题，从原理、影响因素、预防措施等方面进行详细讨论。
一、点蚀的原理点蚀是指金属表面局部区域产生的小孔洞或凹坑。
氯化物是导致点蚀的主要因素之一。
其作用机理主要包括两个方面：一是氯化物的存在导致金属表面的局部腐蚀，形成小孔洞；二是氯化物通过极化效应，降低了金属的极化能力，使得金属更易腐蚀。
二、应力腐蚀的原理应力腐蚀是指金属在受到外界应力作用下，在特定介质中发生的腐蚀现象。
氯化物也是导致应力腐蚀的重要因素之一。
其作用机理主要包括三个方面：一是氯化物在介质中能够增加金属的应力集中程度，使得金属表面出现微小的应力集中区域；二是氯化物作为电解质，加速了金属的电化学反应速度，使得腐蚀更为迅速；三是氯化物可以影响金属的裂纹扩展行为，导致金属在应力作用下更易发生断裂。
三、影响因素氯化物导致点蚀和应力腐蚀的影响因素主要包括：氯化物浓度、温度、氯化物类型、金属材料和应力状态等。
1.氯化物浓度：氯化物的浓度越高，对金属的腐蚀作用越大。
2.温度：温度越高，金属和氯化物之间的反应速率越快，导致腐蚀加剧。
3.氯化物类型：不同类型的氯化物对金属的腐蚀效果有所不同，如氯化铵和氯化钙的腐蚀作用较大。
4.金属材料：不同金属对氯化物的腐蚀抵抗能力不同，某些金属对氯化物的腐蚀更为敏感。
5.应力状态：应力作用下，金属的腐蚀形式和速率有所变化，更易发生应力腐蚀。
四、预防措施为了避免氯化物导致的点蚀和应力腐蚀，工程实践中可以采取以下预防措施：1.选择适当的材料：选择抗氯化物腐蚀性能较好的金属材料，如不锈钢、高合金钢等。
2.提高金属表面的耐氯化物能力：通过表面处理技术，如防腐涂层、阳极处理等，提高金属表面对氯化物的耐蚀性能。
3.合理设计和施工：在工程设计和施工过程中，考虑到氯化物的影响，采取合理的措施，如增加材料厚度、减少应力集中等。
氯脆的名词解释
氯脆的名词解释氯脆，一种金属材料在高温下表现出脆性的现象，因其中含有氯元素而得名。
在工程领域中，氯脆是一种重要的材料性能问题，会对金属的使用和加工带来一系列的影响和挑战。
1. 氯脆的成因氯脆是由于金属结构中的氯元素与金属原子之间的相互作用引起的。
在高温环境下，氯原子会与金属原子发生化学反应，并导致金属结构的破坏和脆性表现。
氯脆常见于高强度钢材和合金材料中，尤其是在含氯介质环境下的情况下更加明显。
2. 氯脆的影响氯脆对金属材料的影响主要表现在以下几个方面：2.1 材料的脆化氯脆会使金属材料的韧性降低，使其变得更加脆弱。
这对于一些需要承受外部冲击或变形的材料来说，会使其失去原有的强度和耐久性，容易发生断裂和损坏。
2.2 加工性能下降氯脆会使金属材料的加工性能下降，导致其在加工过程中更容易发生断裂和裂纹。
这对于一些高强度钢材的制造和成形过程来说，会给加工工艺带来一定的难度和挑战。
2.3 腐蚀性增强氯脆会使金属材料的耐腐蚀性下降，使其更容易被化学物质侵蚀和破坏。
这在一些特殊环境中特别明显，例如海洋环境中的钢结构容易受到氯离子的腐蚀和破坏。
3. 防治氯脆的方法针对氯脆问题，工程领域中采取了一系列的措施来防治和减少其对金属材料的影响。
3.1 控制氯含量与氯元素直接相关的一种方法是控制氯的含量，使其在金属材料中的含量保持在较低的水平。
通过合理的材料配比和材料制备工艺，减少金属材料中的氯元素含量，可以显著减少氯脆的问题。
3.2 添加抑制剂在金属材料的制备过程中，可以添加一些抑制剂来减少氯脆的发生。
这些抑制剂可以与氯元素发生反应，形成稳定的化合物，从而减少氯元素与金属原子之间的相互作用。
3.3 优化热处理工艺对于一些高强度钢材和合金材料，通过优化热处理工艺，可以改变材料的微观结构，从而减少氯脆的发生。
通过合理控制加热温度、冷却速率等参数，可以使金属材料中的氯元素得到有效控制。
4. 结语氯脆是金属材料在高温环境下表现出的脆性现象，由氯元素与金属原子的相互作用引起。
应力腐蚀断裂
应力腐蚀断裂特殊的应力腐蚀断裂过程有它们自己的名称：在含氨的环境中铜的断裂叫做‘季裂’，在强碱中，（不锈）钢的断裂叫做‘苛性断裂’，很出名的是不锈钢的‘氯化物断裂’。
已知应力腐蚀断裂类型有几百种，其中有些仅在特定的条件下发生。
例如，不锈钢的连多硫酸应力腐蚀断裂一般是在炼油厂停机期间产生。
1什么会引起应力腐蚀断裂？应力腐蚀断裂的三个基本机理⑴活化路径溶解和晶间腐蚀这个过程涉及到沿着一条比正常腐蚀敏感性高的路径加速腐蚀，大部分材料通常处于钝化态。
最常见的活化路径是晶界，在该处杂质元素偏析使得在一定程度上更难发生钝化。
例如，当奥氏体不锈钢由于铬碳化物沿晶界析出而敏化时，在晶界处局部铬浓度降低。
这个区域不太容易被钝化。
由于敏化作用，将会沿晶界发生腐蚀。
在张应力下，腐蚀就成为晶间应力腐蚀断裂。
在没有张应力作用而只有腐蚀时将发生“晶间腐蚀”。
⑵氢脆和硫化物应力腐蚀断裂在所有金属中氢有一定的溶解度，氢原子很小，分布在晶体金属中的金属原子之间。
因此，它比较大的原子的扩散要快得多。
例如，在室温下，铁素体钢中氢的扩散系数类似于盐在水中的扩散系数。
氢往往被吸附到三维张应力高的区域，在这些地方由于位错浓度较高，金属结构更加松弛。
因此，它在裂纹或缺口受到应力作用之前就被吸附到这些区域。
此后，溶解的氢加速了金属的断裂，一方面使得开裂更容易，另一方面促进了局部塑性变形的迅速发展。
这些作用导致金属的脆化；断裂既可以在晶间也可以穿晶粒。
通常断裂扩展速度相当快，在最极端的情况下可达1mm/s。
铁素体的bcc（体心立方）晶体结构金属原子之间空隙相对小，但是这些空隙之间的通路相对宽。
因此氢在铁素体中的溶解度相对低，但扩散系数相对高。
相反，在fcc (面心立方)奥氏体晶格中空隙比较大，但它们之间的通路比较小，因此，像奥氏体不锈钢这样的材料，氢的溶解度比较高，扩散系数比较低。
所以，奥氏体不锈钢AISI 316L对氢脆几乎不敏感，而铁素体和双相不锈钢可能对这种现象敏感。
应力腐蚀开裂机理及防护v1.2.
图：一催冷304/2B纵缝内表面焊缝裂纹
三、碳酸盐腐蚀开裂Carbonate cracking
1、机理 碳酸盐腐蚀开裂是在显碱性的含中高浓 度碳酸盐的碱性酸水、拉应力和腐蚀介质 共同作用下导致的开裂，氰化物有促进作 用。开裂往往沿着平行焊缝的母材传播， 偶尔也发生在焊缝熔合区和热影响区。
2、影响因素 影响开裂敏感度的因素有PH值、酸水中碳酸盐的 浓度和拉应力水平。
H
L
H
H
NO
L
M
M
L
M
H
NO
NO
L
L
L
L
M
NO
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NO
3、选材及防护 消除应力、选纯净钢 4、案例 装置：有硫化物和水存在的装置； 某炼油厂催化裂化装置稳定汽油部分换热 器的壳程（材质为16Mｎ）发现开裂，进行 化学分析、微观组织观察、硬度测试及断口分 析，测试分析结果表明：在断口沉积物中的硫 含量高，母材和焊缝的化学成分正常，裂缝起 源于壳体的焊缝区，开裂是硫化物应力腐蚀开 裂造成的。
炼油厂常见腐蚀形态及 机理 (应力腐蚀开裂)
茂名分公司RBI小组
2007年9月
一、应力腐蚀开裂SCC
1、定义 指敏感金属或合金在一定的拉应力和一 定的腐蚀介质共同作用下产生的特殊断裂 方式称为应力腐蚀开裂（SCC）。 应力来源于外加应力、焊接和冷加工产 生的残余应力、热应力等。
2、应力腐蚀开裂机理
>1000 H H H
38-66 67-93 94-268
氯应力腐蚀裂纹敏感性CLSCC
CL- PPM 温度
0C
PH>10
>1000 L M
1-10 L M
11-100 L L
电化学腐蚀的分类
• 4 破裂过程存在三个阶段
（1）孕育期
•
裂纹源成核阶段，所需时间占整个破裂时间的90
％；
（2）裂纹扩展期
•
裂纹成核后 直至发展到临界尺寸所经历的时间；
（3）快速破裂期
由纯力学作用，裂纹失稳导致破裂；
• 三 应力腐蚀破裂的影响因素
• 以不锈钢的氯化物应力腐蚀破裂为例（不锈钢氯 脆）
• 1 腐蚀介质
• 金属在没有遭到腐蚀的情况下，循环应力达 到某一极限值以上时发生破坏，此极化值为疲劳 极限（疲劳强度）。
• 一 腐蚀疲劳的特征
• 1 特征
• （1）在空气中的疲劳存在着疲劳极限，但在
•
腐蚀疲劳时不存在疲劳极限；
• （2）腐蚀介质对材料的腐蚀疲劳强度影响大；
• （3）腐蚀疲劳裂纹源于腐蚀坑或表面缺陷，裂
偶间的空间布置（几何因素）。电偶腐蚀速
度，在数量上服从法拉第电解定律。两金属
之间的电极电位差愈大、电流愈大，则腐蚀
愈快。电路中的各种电阻则按欧姆定律影响
电偶腐蚀电流，介质的电导率高，则加速电 偶腐蚀 。
• 四 防止电偶腐蚀的措施
• 1 组装件选用电偶序中位置靠近的金属相 • 2 避免大阴极小阳极的结构件设计 • 3 不同金属部件间应绝缘 • 4 应用涂（镀）层方法防止电偶腐蚀 • 5 设计时应考虑阳极部件易更换 • 6 电化学保护
•
陷处；
• ④ 镀层、漆膜的不致密，针孔、气泡处；
（4） 蚀孔的诱导期
•
蚀孔的诱导期的长短取决于介质中的
阴离子浓度、pH值、金属的纯度和表面的完整
性、外加极化电势等因素。
•
对于给定的金属：
• 一般情况，
• 四 防止点蚀的措施
氯离子腐蚀介绍
氯离子腐蚀研究一：氯离子可破坏金属氧化膜保护层,形成点蚀或坑蚀.对奥氏体不锈钢会出现晶间腐蚀.曾碰到过这种问题,最后结论是没有解决办法,用别的材料成本太高效果也不见得很好没考虑,所以就正常用16MnR然后考虑点腐蚀余量.除了衬胶,衬塑也可以呀,如果是管线,当然最好的办法还是选用钛材,只是花钱多啊对氯离子腐蚀,可以采用双相不锈钢.二：这个与氯离子的浓度有关系和操作温度有关.通常可以用碳钢,不如纯碱的盐水工段有不少设备就采用碳钢材料.当然为了增加寿命可以采用内部涂漆、衬胶等.有条件可以采用双相钢,钛材等.而且钢材的抗拉强度不要太高,最便宜的还是内壁衬胶,也是一个不错的方法.我们的盐酸罐就是这种方法.当然其温度压力也有要求.脱硫行业中会用一些254SMO,Al6XN,SAF2507,等,不重要的地方也可以衬胶我同意六楼的观点,我们买的泵基本上是2605三：氯离子一般都是海水里,所以要选耐海水腐蚀的钢种,通常的18-8型奥氏体不锈钢经验证,耐海水腐蚀并不好.在海水环境下不锈钢的使用,孔蚀、间隙腐蚀的局部腐蚀有时发生.对这些局部腐蚀的抑制,已知增加Cr和Mo,奥氏体系不锈钢和双相钢,特别是添加N是有效果的,美国研制的超级奥氏体不锈钢牌号我记不清了,日本研制的高N奥氏体系不锈钢,因为316L,317L这类钢不抗海水腐蚀以下钢种供参考：高强度耐海水腐蚀马氏体时效不锈钢 00Cr16Ni6Mo3Cu1N 高强度耐海水腐蚀不锈钢00Cr26Ni6Mo4CuTiAl 耐海水不锈钢Yus27020Cr－18Ni－6Mo－0．2N管道中氯离子含量高是不是会对管道产生腐蚀,这个过程是怎样的是什么和什么发生反应介绍的详细一点谢谢了最佳答案不一定是酸性才腐蚀,这种问题我以前碰到过——氯离子的应力腐蚀开裂,一般不锈钢对Cl离子比较敏感.建议用“不锈钢”、“ Cl离子”、“应力腐蚀”等关键词搜索获取更多资料,也可以寻找这方面的专着,讲述更清楚明白.譬如：不锈钢应力腐蚀事故分析与耐应力腐蚀不锈钢陆世英王欣增等着 1985年9月第1版应力腐蚀破裂左景伊着 1985年钢的应力腐蚀开裂作者:苏И.И.瓦西连科Р.К.麦列霍夫 1983年金属的应力腐蚀断裂上金属的应力腐蚀断裂下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,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.四：应力腐蚀应力腐蚀或称应力腐蚀开裂是指金属在特定腐蚀介质和一定水平拉应力的同时作用发生的脆性开裂. 应力腐蚀必须要三个条件同时具备,即一定水平的拉应力,特定的腐蚀介质以及对该腐蚀介质具有应力腐蚀敏感的钢材. 炉管在内压以及热应力、焊接残余应力等的作用下,会具备一定水平的拉应力条件.多数钢材都在氯离子及氢氧根离子环境中会发生应力腐蚀,例如奥氏体不锈钢在氯离子环境中很容易产生应力腐蚀,遭到应力腐蚀破裂的炉管一般不出现明显的塑性变形迹象,且一般呈穿晶的断裂. 防止应力腐蚀应从应力、介质及材料三方面考虑.应尽量消除焊接残余应力,防止热应力的叠加,降低拉应力水平.应尽量降低应力腐蚀介质的浓度,在氯离子浓度很难消除的情况下,应从材料方面考虑,例如采用高镍合金钢如因康镍合金或用其作为防护层,可降低应力腐蚀的敏感性.五：不锈钢的腐蚀类型不锈钢耐腐蚀是由于在不锈钢表面生成了一层极薄的、粘着性好的、半透明的氧化铬薄膜.这层膜一旦遭到破坏,钢中的铬与大气中的氧发生化学反应就能迅速地恢复这层薄膜,同时,机械损伤也能很快再生成一层保护薄膜.但是,如果受到离子的化学侵蚀,比如氯离子,可能难于抵抗侵蚀,这就可能因氧气毫无阻挡地进入,而使腐蚀加剧.锈蚀是一个专用术语,专指表面十分均匀的失去光泽,也可能是表面形成了一层干涉膜.通常有轻微的颜色变化,和一定程度的光亮度损失,特别是细小的脏东西进入了表面膜.通过清洗表面可得到一定程度的改善.在任何情况下,在外观形态方面的所有努力收效甚微,特别是从远距离来观看更是如此.点蚀是不锈钢明显腐蚀的通常形式.一般以针状腐蚀开始,由于腐蚀的产生,受腐蚀部位变黑色或变成深褐色.大多数严重腐蚀环境中,点蚀的数量和深度增加,使表面呈现受腐蚀的外观.在弱腐蚀条件下,点蚀本身不可能从表面上明显减少,但是在表面上可能出现腐蚀产生一层薄膜,当锈斑渗出就可能使周围失去光泽.缝隙腐蚀是在氧气不足的情况下产生的.如,既可以是由金属清洗剂,也可以是非金属清洗剂产生,由雨水或冷凝水形成的含水电解液也可导致缝隙腐蚀的产生.低合金钢更容易出现这种腐蚀,特别在裂缝非常小、氧气很难渗进的地方常出现缝隙腐蚀.设计中对尽可能减少缝隙腐蚀要给予特别的注意.在特别容易碰到水汽的地方,要努力避免缝隙的产生.如果缝隙不可能避免,就应该考虑使用更耐腐蚀、更高合金含量的钢种.电化学腐蚀：当两种电化学势能差很大的金属相互接触过程中可能产生这种腐蚀.如果水汽把这两种金属连接起来就产生一个电流回路,合成电流将显着地增加容易产生化学反应的金属的腐蚀速度.任何两种不锈钢之间的势能差都不足以引起这种腐蚀,只是有些影响,而不会成倍地增加腐蚀.但碳钢和大面积的不锈钢结合到一起,碳钢就会遭到迅速地腐蚀,因此不同金属要连接在一起的地方,要避免水汽在这些地方集聚.若避开水汽不可能,这两种金属之间要彼此电绝缘.应力腐蚀开裂SCC：有两种情况可能出现应力腐蚀开裂.不锈钢处于氯化物水溶液环境中时可能产生氯离子应力腐蚀开裂.例如,海雾环境,钢又处于很高的拉应力作用下,而且气温又超过正常的环境温度通常超过60℃,在建筑上使用不可能不存在影响,除非所使用的钢经过了以下所述的敏化处理.在较低温度下,在寻常的恶劣环境中,包括有机化学剂,也能产生应力腐蚀开裂,而这些条件在大多数情况下又是不可避免的.敏化作用：钢中的碳通常含％与铬结合,在热处理过程中或在焊接过程中在晶界析出.形成的碳化物使晶界出现贫铬,并在晶界形成抗腐蚀薄膜同时发生局部的晶界腐蚀,降低了材料的耐应力腐蚀性. 在制造过程中避免敏化环境,需在钢做最终热处理时进行快速冷却,防止碳化铬质点的沉淀.在焊接过程中,薄断面的不锈钢通常冷却速度相当快,足以得到阻止碳化铬质点沉淀的相同效果,在厚断面的不锈钢焊接中,通过使用低碳不锈钢如304L或316L也可避免敏化问题.换言之,可以把稳定化的不锈钢如321或347纳入规范.虽然这样做几乎没有必要,稳定化的不锈钢中不是含钛就是含铌,这些稳定化元素在加热过程中与碳结合,从而阻止了碳与铬元素的化六：：有高浓度氯离子废水,浓度在10000mg/l,PH在10左右,水箱内衬用什么做比较耐腐蚀,水箱内有304不锈钢的膜组件,如何做防腐,请高人指教.谢谢问题补充：主要因为氯离子浓度高,我担心的是这个最佳答案氯离子对金属不会造成影响的. 成弱碱性,不锈钢应该没问题的. 如果不放心,可以去喷一层四氟,即可. 有专业厂家可以喷的,按面积收费.七：氯离子腐蚀问题请问氯离子在什么情况下会对设备造成腐蚀在哪里有专门的论文可以参考呢最佳答案很多材料像不锈钢、铝之类的,它们能耐腐蚀全靠钝化膜,只要氯离子和这些材料直接接触就会产生腐蚀. 因为处于钝态的金属仍有一定的反应能力,即钝化膜的溶解和修复再钝化处于动平衡状态.当介质中含有活性阴离子常见的如氯离子时,平衡便受到破坏,溶解占优势.其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上,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孔径多在20～30μm,这些小蚀坑称为孔蚀核,亦可理解为蚀孔生成的活性中心.氯离子的存在对金属的钝态起到直接的破坏作用. 免费的论文很难找到,与腐蚀工程、腐蚀防护有关的书还比较容易找到应该不是氯离子含量高吧就叫余氯含量高包括氯离子,游离氯还有氯酸和高氯酸等主要是酸性对管道产生腐蚀氯离子含量高会对管道产生腐蚀,由于氯离子在水中的常见阴离子中具有最小的体积,因而更容易穿透金属表面的氧化物膜,与金属直接接触加速电化学腐蚀反应.电化学腐蚀是铁-碳形成原电池,通过导电液体含阴、阳离子的水产生电化学反应,金属失去电子成为离子.八：请问氯离子溶度多少,在什么温度下就会对设备造成腐蚀问题补充：我是问当氯离子溶度达到多少时就可以对设备造成腐蚀.最佳答案这个要看环境pH值、温度和设备材料,具体条件只能具体对待.在环境pH值约等于12时,常温下氯离子对钢筋的点腐蚀浓度临界值为~ mol/L. 对同一材料来说,环境pH值越低、温度越高,氯离子腐蚀能力越强. 至于氯离子腐蚀原理什么的下面这个问题里已经说得很清楚了：九：钢材对氯离子的抗腐蚀性钢管对氯离子比较敏感,那么一般普通无缝钢管对氯离子的承受浓度是多大哪种钢材有较好的抗氯离子腐蚀316L一般就能满足工艺要求了 ,我们就用的,包你行wing 如果是盐类,用碳钢就行了,不锈钢是不耐氯离子的,如果是盐酸,就要用衬里设备了浓度比较大的话,用哈氏合金Cdawnchuck呵呵,2楼的好象在误人子弟嘛,我的经验是,如果是CL离子,含量;50 m,316L150磅,一般能撑个一年就很不错了.国内的316Ti的,最快是3个月,整体减薄,穿孔. 如果一定要用金属的,只有哈氏合金和904L建议使用衬里管道用双相钢2205,海水淡化厂都在用petty奥氏体不锈钢最怕氯离子.因为CL-能在奥氏体的晶间与不锈钢中的Cr,生成络化物.在晶间上造成贫铬区.使不锈钢在晶间率先发生腐蚀破坏.这就是晶间腐蚀.所以有cl-的场合不能用奥氏体不锈钢.最好用双相钢.非要用.对不锈钢有CL-的场合,应该控制介质中Cl-的含量小于25 m.赞同“如果是盐类,用碳钢就行了,不锈钢是不耐氯离子的,如果是盐酸,就要用衬里设备了浓度比较大的话,用哈氏合金C”另外补充一下,对于盐酸管道或者设备,选用衬里材料时一定要注意使用温度.如果低于90度,可以使用衬塑,180以下可以使用PTFE,再高就要考虑钢衬搪瓷了.十：抑制循环冷却水中氯离子腐蚀的方法一种抑制循环冷却水中氯离子腐蚀的方法,是在含氯离子的循环水中加入氯离子浓度的倍的硫酸盐,使不锈钢表面完全钝化,并加入阻垢分散剂控制结垢.所说的硫酸盐是硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁之一或其中两种或两种以上的混合物,硫酸盐加入量为氯离子浓度的倍.所说的阻垢分散剂是聚丙烯酸或盐、聚马来酸酐、丙烯酸与丙烯酸酯的二元共聚物、丙烯酸与AMPS的二元共聚物、丙烯酸与AMPS和马来酸酐的三元共聚物等.本发明提供的方法将难以处理的氯离子对不锈钢的孔蚀问题转化为易处理的硫酸根对碳钢的腐蚀问题,效果优异、操作简单、价格低廉,且不会对循环水产生二次污染. 要害点1.一种抑制循环冷却水中氯离子腐蚀的方法,包括：在含氯离子的循环水中加入氯离子浓度的倍的硫酸盐,使不锈钢表面钝化,并加入阻垢分散剂控制结垢.。
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关于氯脆问题
金属的氯化物应力腐蚀破裂又称氯脆，是指金属在腐蚀介质Cl-和应力（残余应力、热应力、工作应力等）共同作用下，产生的脆断现象。
铝合金、高强度低合金钢、不锈钢、马氏体时效钢以及钛合金，在一定条件下都会发生氯脆。
其中，不锈钢的氯脆现象是比较常见的。
下面以不锈钢的氯脆为例来解释说明氯脆原理。
多数情况下，氯脆是以点蚀或缝隙腐蚀为起点的。
不锈钢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，其在不锈钢表面生成一层十分致密、光亮的氧化物保护膜，大大提高了不锈钢的耐腐蚀性能。
氯离子（Cl-）半径小、穿透能力强，能够穿透这层氧化物保护膜，并且由于Cl-有很强的可被金属吸附的能力，它们会从金属表面把氧化物中的氧排挤掉，自身取代氧与金属形成氯化物。
但氯化物与金属表面的吸附不稳定，于是形成了可溶性物质，破坏了氧化保护膜，形成坑点或缝隙，成为氯脆发生的起点。
在应力作用下，金属内部稳定的组织受到破坏，导致晶粒在应力方向的作用下位错而形成滑移台阶，这些滑移台阶的构成给Cl- 带来了吸附和渗透的机会。
Cl-在坑点或缝隙处聚集，在应力造成的晶格破坏协助下，渗入到金属基体，通过电化学的阳极过程形成穿晶腐蚀或晶间腐蚀，阴极则由氢离子（酸性溶液）或溶解氧（中性水溶液）担任。
阳极：M →M+ + e
阴极：H+ + e →H （酸性）
H2O + 1/2O2 + 2e →2OH-（中性）
通过上述腐蚀萌生点的形成、应力作用、阳极腐蚀过程的进行，金属晶格被破坏，形成腐蚀破裂现象，即氯化物应力腐蚀破裂。
氯脆的腐蚀裂纹萌生处为坑点或缝隙，通常较宽，而延伸多呈穿晶、沿晶或二者的混合形式，故整体且呈树枝状。
青岛清达环保总工韩泰清高工（国家化学清洗标准HG/T2387-92《工业设备化学清洗质量标准》的起草人和起草组负责人，具有40多年的防腐清洗和工业水处理实践经验）1975年发表的文章《奥氏体不锈钢换热器的氯化物应力腐蚀破裂》中提出，发生氯化物应力腐蚀破裂的极限氯离子浓度是相当低的。
即使在氯离子含量很低的水中，由于有局部沸腾（如热
水锅炉、热交换器等设备）而引起氯离子浓缩，如果温度适当，再有溶解氧和一定应力的共同作用，就易发生腐蚀破裂。
另外，在高温水中，有氯离子存在的条件下，溶解氧对应力腐蚀破裂起决定作用。
清达环保韩泰清高工1975年做的氯化物应力腐蚀破裂实验图片
清达环保韩泰清高工1975年做的氯化物应力腐蚀破裂实验图片。