压力容器用钢板腐蚀与试验.ppt

压力容器用钢板的腐蚀与试验 合肥通用机械研究院 章 小 浒 主要内容压力容器用钢板的腐蚀压力容器用钢板的腐蚀试验 压力容器用钢板的腐蚀 一、腐蚀的定义 腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。 金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物作用。 单纯物理作用的破坏，如合金在液态金属中的物理溶解，也属于腐蚀范畴， 单纯的机械破坏，如金属被切削、研磨，不属于腐蚀范畴 。 二、腐蚀的危害 1、 经济损失 腐蚀的危害非常巨大，它使珍贵的材料变为废物，如铁变成铁锈（氧化铁），使生产和生活设施过早地报废，并因此引起生产停顿，产品或生产设备的流失。据统计，工业发达国家每年由于金属腐蚀的直接损失约占全年国民经济总产值的2～4％。中国目前由于金属腐蚀造成的直接损失约为3000～6000亿元。金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，这还不包括由于停工减产、火灾爆炸等造成的间接损失。 2、对安全和环境的危害 腐蚀不仅造成经济上的损失，也经常构成对安全的威胁。均匀腐蚀，如铁生锈，一般进展缓慢，危险性不大，但一些局部腐蚀如孔蚀（穿孔）和应力腐蚀破裂常常是突然发生的，可能引起事故，造成意外危险。化工厂的腐蚀事故更多，如贮酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染，液氨贮罐爆炸，造成人员伤亡，管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如氯、硫化氢、氰化氢等的泄漏，则更危及工作人员和附近居民的生命安全。腐蚀对安全和环境的威胁决不容忽视。 3、阻碍新技术的发展 一项新技术、新产品、和新工业的产生过程中，往往会遇到需要克服的腐蚀问题，只有解决了这些困难的腐蚀问题，新技术、新产品、新工业才得以发展。工业史上有许多例子，如铅室法硫酸工业是在找到了耐稀硫酸的铅材才得以发展起来的，发明了不锈钢以后，生产硝酸和应用硝酸的工业才蓬勃兴起。 4、促进自然资源的耗损 地球只有薄薄的一层外壳贮藏着可用的矿藏，而金属矿的贮量是有限的，现在已越来越减少。人类从矿石中提炼出金属，腐蚀又使金属变为无用的、不能回收的散碎的氧化物等，因而加速了自然资源的耗损。从延缓自然资源耗竭的观点来看，防止腐蚀的工作也是十分重要的。 三、腐蚀的分类 四、金属腐蚀形态 1、概 述 金属腐蚀的形态可分为全面（均匀）腐蚀和局部腐蚀两大类。前者较均匀地发生在全部表面，后者只发生在局部。例如孔蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，应力腐蚀破裂，腐蚀疲劳，氢腐蚀破裂，选择腐蚀，磨损腐蚀，脱层腐蚀等 。 一般局部腐蚀比全面腐蚀的危害严重得多，有一些局部腐蚀往往是突发性和灾难性的。 2、全面（均匀）腐蚀 金属表面的全部或大部都发生腐蚀，腐蚀程度大致是均允的。 均匀腐蚀的程度可以用腐蚀率来表示。常用两种单位，一是单位时间内，单位表面积上损失的重量，以g/(m2·h)计；另一是单位时间内腐蚀的平均厚度，以mm／年计。二者换算关系如下： l mm／年＝8.76g／（m2 ·h）× 1/d 式中 d—材料的密度。 由厚度腐蚀率可以估算设备的预期寿命，一般应用得更广泛。 3、孔 蚀 孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻微, 只在局部发生一个或一些孔。 孔蚀发生于易钝化的金属, 如不锈钢、钛铝合金等，因为表面覆盖强保护性的钝化膜, 腐蚀很微，但由于表面局部可能存在缺陷（露头的螺位错、痕、非金属夹杂物等），溶液内又存在能破坏钝化膜的活性离子（Cl-，Br-），钝化膜在局部破坏, 微小破口暴露的金属成为电池的阳极，周围广大面积的膜成为阴极，阳极电流高度集中，使腐蚀迅速向内发展, 形成蚀孔。 4、缝隙腐蚀 是孔蚀的一种特殊形态，发生在缝隙内（如焊、铆缝、垫片或沉积物下面的缝隙），破坏形态为沟缝状，严重的可穿透。 5、脱层腐蚀 在金属层状结构层与层之间产生腐蚀，先垂直向内发展，然后改变方向，有选择地腐蚀与表面平行的物质。腐蚀产物的膨胀力使未腐蚀的表层成层状脱离。 6、晶间腐蚀 腐蚀从表面沿晶粒边界向内发展，外表没有腐蚀迹象，但晶界沉积疏松的腐蚀产物。由金相显微镜可看到晶界呈现网状腐蚀。严重的晶间腐蚀可使金属失去强度和延展性，在正常载荷下碎裂。 晶间腐蚀是晶界在一定条件下产生了化学和组成上的变化，耐蚀性降低所致，这种变化通常是由于热处理或冷加工引起的。以奥氏体不锈钢为例，含铬量须大于11％才有良好耐蚀性。当焊接时，焊缝