铜在什么情况下腐蚀最快,怎么判断是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀
铛铛铛,上课了!
童鞋们,关于金属材料腐蚀知多少之前小君已经发布了两期,
反馈挺不错的,大家还记得么?
什么是应力腐蚀 ?什么是锅炉低温腐蚀 ?
什么?你们忘记了吗?如需回顾,请看历史发布记录《金属材料腐蚀知多少之应力腐蚀》《金属材料腐蚀知多少之锅炉低温腐蚀》
今天,我们的主角是高温氢腐蚀。
什么是高温氢腐蚀?
氢腐蚀是指钢暴露在高温、高压的氢气环境中,氢原子在设备表面或渗入钢内部与不稳定的碳化物发生反应生成甲烷,使钢脱碳,机械强度受到永久性的破坏。在钢内部生成的甲烷无法外溢而集聚在钢内部形成巨大的局部压力,导致钢构件发生微裂纹,微裂纹长大并相连接,最终导致构件开裂,并有可能导致事故的发生。
影响氢腐蚀的主要因素
1.温度、压力和暴露时间的影响:温度越高或者压力越高发生高温腐蚀的起始时间就越早,腐蚀速率越大。
2.合金元素和杂质元素的影响:氢腐蚀的机理是不稳定碳化物的分解,所以在钢材中添加能形成稳定碳化物的元素(铬、钼、钒、钛、钨)就可使碳的活性降低,从而提高钢材抗氢腐蚀的能力。
3.热处理的影响:钢材的抗氢腐蚀性能,与钢材的显微组织也有密切的关系。进行回火且回火温度越高,由于可形成稳定的碳化物,抗氢腐蚀能力得到改善。
4.应力的影响:在高温氢腐蚀中应力的存在会产生不利影响,在高温氢气中蠕变强度会下降,特别是由于二次应力(如热应力或由冷作加工所引起的应力)的存在更会加速高温氢腐蚀。
我们从实际案例来分析康康。
某电厂自然循环汽包炉其中一个吹灰器附近发生水冷壁管爆裂泄漏(图1)。水冷壁管规格为φ60*6.5mm,材料为20G(GB/T 5310)。广州承压院通过宏观分析、化学成分分析、硬度试验、金相分析和扫描电镜形貌及能谱分析、物相分析等,对水冷壁管泄漏原因进行了分析。
宏观分析显示水冷壁管泄漏部位内壁存在明显的腐蚀凹坑,凹坑内覆盖垢状物(图1~图3)。
图1 泄漏的水冷壁管
图2 水冷壁泄漏处外壁形貌
图3 水冷壁管泄漏处内壁形貌
金相分析结果显示水冷壁管泄漏部位内壁附近存在大量的微裂纹和典型的脱碳,部分微裂纹连接形成了从内壁向外壁扩展的宏观裂纹(图4~图5)。
图4 内壁附近萌生的氢腐蚀微裂纹
图5 微裂纹扩展连接形成的宏观裂纹
能谱分析结果显示水冷壁管内壁垢状物主要元素为铁、氧、钠、镁、铝、硅、磷、钾、钙、锰、铜,为水垢和垢下电化学腐蚀产物(图6)。
图6 内壁腐蚀产物能谱分析结果
分析可见水冷壁管泄漏开裂原因为管内壁存在局部结垢和铜集聚,使其内壁局部发生了垢下电化学腐蚀和氢腐蚀,造成该位置出现腐蚀减薄和力学性能严重劣化,导致水冷壁管出现开裂泄漏。
哦,懂了
那么,怎么可以预防腐蚀呢?
拿起小本本,记录下来吧。
三、高温氢腐蚀预防措施
1、按照Nelson曲线进行选材。
2、用抗氢蚀合金或耐火材料作为衬里,或选用多层复合板。
3、采用表面覆盖层阻碍氢的扩散进入。
4、降低金属外壁温度。
今天,你get到了么?
在留言区show一下你今天的学习成果呀,和观察员交流一下。
金属多发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,铁一般发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀