硫化氢介质条件下换热器管束钢的腐蚀行为.pdf

磊一纛一 硫化氢介质条件下换热器管束钢的腐蚀行为 张耀丰。丁毅，陆晓峰，顾伯勤 (南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京210009) [摘要] 优于20钢，但存在比较明显的点蚀倾向；在饱和H：s水溶液中两种钢都具有硫化氢应力腐蚀开裂 (SSCC)敏感性，应力腐蚀开裂大多发生在塑性变形区，应力水平要求比较高，20钢的断口属于韧脆 混合型断口，08Cr2A1Mo钢断口则属于典型的准解理脆性断口。 [关键词] 管束钢材；腐蚀失重；应力腐蚀开裂；饱和H：S水溶液；慢应变速率拉伸 [文献标识码]A [文章编号] [中图分类号]TGl74．4 0前言 行腐蚀对比试验研究。 在过程工业领域中，钢在硫化氢介质条件下的 腐蚀是一个普遍存在而又十分严重的问题，根据其 1 试验 腐蚀机理的不同，可分为一般电化学腐蚀和应力腐 蚀开裂两种主要形式。在硫化氢介质条件下，钢的 1．1腐蚀失重 电化学腐蚀主要是氢去极化腐蚀¨。，其腐蚀形态 采用管型试样，尺寸为西19mm×30mm×2 为均匀腐蚀，最终导致设备因腐蚀失重、减薄直至 穿孔而失效。钢的应力腐蚀开裂是应力和腐蚀介 打磨至光亮，用蒸馏水和酒精清洗并烘干，然后放 质环境共同作用的结果，其腐蚀形态为局部腐蚀， 在干燥器中备用。在去离子水中长时间缓慢通入 相对于均匀腐蚀而言，应力腐蚀开裂发展速度比较 H：S气体制备饱和H2s水溶液并维持其饱和度。 快，而且一般难以察觉，能在较短时间内导致设备 试验温度为室温(30℃)，试验周期分别为12，24， 发生突发性的破坏事故，因此应力腐蚀开裂是过程 48，72，96，120，144，168h，每组采用3个平行试 工业领域中危害最大的腐蚀形态之一心J。本工作 样。除去腐蚀产物后的试样经干燥后，用精度为 结合某大型石油化工企业脱硫装置换热器管束的 0．1mg的FAl604型电子天平进行称重。 选材，对国内新出现的抗硫化氢腐蚀新材料 表1两种试样化学成分(质量分数) ％ 1．2慢应变速率拉伸 慢而恒定的应变速率对试样进行拉伸直至断裂，通 过所得到的拉伸性能数据以及断口形貌进行应力 采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)对20钢和 腐蚀开裂敏感性评价。慢应变速率拉伸试验属于 08Cr2A1Mo钢进行应力腐蚀敏感性研究H3。以缓 应力腐蚀开裂的加速试验方法，相对于恒应力或者 恒应变试验而言，其试验周期短、试验结果稳定可 [收稿日期]2005—04—14 硫化氢介质条件下换热器管束钢的腐蚀行为 靠，是目前应力腐蚀试验研究的重要方法之一，特 耐腐蚀合金元素，在提高钢钝化特性的同时，也降 别适合于材料或者介质的筛选和评价。 低了钢表面的电化学均匀性，在腐蚀过程中，钢表 慢应变速率拉伸试验机为MYB—U型，拉伸面形成相对稳定的钝态区和活性区分布，钝态区的 速率设定为5．67×10～mm／s。试样尺寸见图1，腐蚀受到抑制(亮白色区域)，而活性区的腐蚀则 试样用600号金相砂纸打磨至光亮，用蒸馏水和酒 得到促进(暗灰色区域)，最终造成钢的不均匀腐 精清洗并烘干，测量并记录试样的标距尺寸。试验 蚀。同样，上述原因也会增加08Cr2A1Mo钢的点蚀 结束后，立即将试样取下，用蒸馏水和酒精清洗并 倾向。 烘干，测量试样标距尺寸变化并观察断口形貌。试 20钢