金属腐蚀与防护课件——设备建造中的腐蚀控制

加工制造焊接
不良
良
避免聚集和交叉的焊缝
不锈钢垫板 不锈钢被 碳钢稀释 不锈钢管 不锈钢管
碳钢套管 不良
碳钢套管
良
防止焊接时不锈钢被稀释
(5) 焊接造成吸氢，导致氢损伤。
由于焊条药皮含氢或工作环境潮湿，都可 将氢带入熔池，造成被焊金属吸氢。钛材 在焊接时极易吸氢，造成焊缝严重脆化。 高强不锈钢及低合金强度钢对氢脆亦敏感。 对策：采用低氢焊条，保持工作环境干燥， 用惰性气体保护焊接；焊前预热，焊后烘 烤驱氢。
(4)贮运期间要保持环境干燥清洁，避免日晒雨淋， 避免内部积水。 (5) 安装和检修完毕后要把设备内部清理干净， 特别要注意防止遗留异金属物件。 (6) 水压试验后要排尽设备内存水，并用热风吹 干，以免锈蚀，或者进行表面防锈处理，并在 干燥条件下封存。 碳钢和低合金钢设备一般采用公用系统水进行水 压试验，也可在水中加入缓蚀剂。对于不锈钢 设备，为了防止
环境条件，包括介质组成、浓度、pH值、 温度、压力、流动状态等。 破坏事故发生前后的操作运行情况，有 没有超温、超压、超负荷；有没有外界 污染。 设备的日常管理与维护状况和事故发生 过程。
(2)查阅有关文献资料，了解类似腐蚀破坏 事故的分析结果。 (3)研究制订分析试验方案。 (4)进行试验分析。 (5)写出报告。
加式制造焊接
在内表面A 区加工成坡 度，可能成 在的腐蚀区
园筒( 薄壁1`` )
A B
在外侧表面 B工加式使 内表面平齐
1 曲面封头 ( 厚壁1 ) 4
不良
良
避免机加工造成腐蚀问题
•安装，检修和贮运
(1) 避免造成局部应力集中，避免设备变形， 部件连接要对准，紧螺栓用力要均匀。 (2) 避免设备表面玷污，擦伤和防护层损害， 对于有衬里层的设备，吊装时不能碰撞 和剧烈振动，外壳上不允许烧焊。 (3) 不锈钢管道和设备保温时，要使用不含 氯化物的保温材料，检修时要防止保温 层污染和损坏。
2. 工艺操作
• 一般原则 （1）兼顾工艺和腐蚀控制要求，制定适宜 的工艺操作规程。 （2）保持平稳操作，防止工艺参数大幅度 波动。 （3）控制原料及工艺水质量，特别要严格 控制有害杂质的含量。 （4）开工和停工过程容易造成设备腐蚀问 题 （5）检修
•从工艺路线解决腐蚀问题的实例 (1) 合成氨生产装置中变换热交换器
第十一章 加工建造和操作运行中 的腐蚀控制
1. 加工建造 • 焊接对腐蚀的影响和对策 (1) 焊缝选择性腐蚀 对策：正确选择焊条和焊接工艺 (2) 热影响区间晶间腐蚀 对策：选用晶间腐蚀敏感性小的不锈钢，采用耐 晶间腐蚀性能好的焊条，改进焊接工艺，焊 缝接触腐蚀介质的一面应最后施焊，焊接过 程加强冷却，焊后进行适当热处理。
母材
碳化络析出区
高温粗晶粒区 热影响区 晶间腐蚀
刀状腐蚀
奥氏体不锈钢焊缝区组织变化 及刀状腐蚀，热影响区晶间腐蚀示意
(3) 焊缝缺陷造成wk.baidu.com隙
焊接缺陷有：焊瘤，咬边，喷溅，根部未 焊透等，这些缺陷都成为缝隙部位，容易 引起缝隙腐蚀。 对策：保证焊接质量，焊后对焊缝进行整 理，清除缺陷。
加工制造焊接
(2) 聚乙烯醇生产中的醋酸蒸发器
工艺操作
经预热的 低压蒸汽
普通 蒸汽
蒸汽预热器
半水 煤气
混合器
热交换器
除水器
变换炉
常压变换系统增加蒸汽预热器的流程
工艺操作
混合器
预热器
醋酸 蒸发器
乙炔鼓 风机
原流程 （虚线）
合成反 应器
醋酸蒸发器系统的流程改革
3. 维护管理
维护管理要求 （1）对设备实行良好的维护，特别是使用 防护技术的设备，对控制设备腐蚀，发 挥最佳保护效果是十分重要的。 （2）对设备的腐蚀情况应当定期检查，做 好记录。主要设备应建立防腐蚀管理档 案。 （3）健全设备管理的规章制度和岗位责任 制。
加工制造焊接
试验溶液：
焊接不锈钢的腐蚀速度
母 材 焊 条 热处理 焊接 焊接
17.2%HNO₃~0.15%HF
腐蚀速度(mpy)
母材平均
25 25 25 25
焊缝平均
628 25 613 354
309 Scb 309 Scb 309 Scb 308 L 309 Scb 309 Scb 309 Scb 309 Scb
焊瘤
咬边
咬边
喷溅
根部未焊透
焊接缺陷
(4) 焊接残余应力导致应力腐蚀
焊接时局部加热及焊缝金属收缩而引起的内应力 ，其数值通常是很大的，最高可达材料的屈服极 限。焊接残余应力在造成合金应力腐蚀破裂事故 的应力来源中占很大的比例。 对策：改进焊缝结构，尽可能避免聚集的，交叉 的和闭合的焊缝，施焊时应保证被焊金属结构能 自由收缩； 焊后进行消除应力热处理，以及其他 消除残余应力处理方法，如残余变形法，喷丸法 等。
(900°C),2小时 (900°C),2小时
309 Scb 309 Scb
309 Scb 309 Scb
(1065°C),30分
(1065°C),16小 时
25
25
52
75
347
321 321
347
308 L 321
焊接
焊接 焊接
73
69 69
208
25 288
加工制造焊接
母材
热形响区
焊缝
热形响区
•
分析检验方法和内容
(1)宏观检查分析 (2)无损探伤检验 (3)化学分析 (4)力学性能检测 (5)金相分析和电子显微分析 (6)模拟现场条件的腐蚀试验，研究和确定造成设 备腐蚀破坏事故的主要原因。 (7)其它的需要分析的项目。
•
腐蚀破坏分析实例
•
设备腐蚀事故分析
发生腐蚀破坏(失效)事故以后，要认真进行 检查和分析，找出失效原因，才能采取 有效的防护措施，使类似的腐蚀失效事 故不再发生。 腐蚀破坏事故分析的步骤 ： （1）事故现场调查 设备材质(包括炉号、交货状态)，结构、 加工工艺、破坏部位、破坏外观形貌。
对腐蚀破坏部位进行照相和取样
(6) 不锈钢和碳钢焊接时要避免不锈钢被稀
释。 (7) 超低碳不锈钢焊接时要防止造成增碳。 (8) 焊缝部位的设计要有利于焊接施工进行， 以保证焊接质量，要方便检查和维修。
加工制造焊接
不良 （操作困难）
良
焊接结构的设计就便 于操作，以保证焊接质量
• 加工
（1）冷加工产生很大的残余应力 （2）热加工产生残余应力较小，但如果加 热不均匀，冷却方式不正确，也可能造 成很大的残余应力。 （3）铸件容易存在缩孔，气孔，砂眼，夹 渣等缺陷，而引起腐蚀渗漏，厚度相差 大的部位由于冷却速度不均匀易产生裂 纹。 （4）机加工接触腐蚀介质的一面要做到均 匀，平滑，避免粗糙不平。