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不锈钢换热器腐蚀失效的原因

点击次数:   更新时间:19/03/18 14:27:03     来源:www.zbyimai.com关闭分    享:
  通过我们的调查研究,造成不锈钢换热器腐蚀失效的原因有三,一是由于加工过程中造成表面缺陷或晶间缺陷,二是活性氯离子因素,三是温差电池影响.
  1、晶间腐蚀缺陷的形成
  由于加工时盘管第一环节折弯处进行热弯烧烤,使不锈钢处在敏化温度450C~750C区间时间过长,造成其(Fe.Cr)23C6在晶界的偏析,使得晶界附近形成贫铬区,虽然,C与Ti能生成碳化钛,减少了铬的偏析,但是,因为热弯温度高于碳化钛的稳定温度,造成其分解。而且由于Ti活性较大,加热弯制时会有烧损,使钛碳比过低,产生碳化铬析出,导致晶界附近形成贫铬区,由于铬含量小于其蚀孔临界值12%(分析结果,Cr比原基体成份臧少),所以,孔蚀的第一个因素是热弯使晶间贫Cr形成,产生内部“残余缺陷”。
  2、活性氯离子影响
  造成孔蚀的第二个因素是冷却水中氯离子含量太高,氯离子是不锈钢的大敌,当溶液中氯离子含量较高时,由于氯离子半径小,腐蚀性强,它能优先地吸附在不锈钢钝化膜上,把氯原子排挤掉,然后与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和原有缺陷点上形成小蚀坑这些小蚀坑仍有再钝化的能力,如果再钝化能力强,则蚀坑不再扩大,呈开放式。当氣离子浓度过高不能及时钝化,氯离子继续反应,氯离子破坏钝化膜的模型,不锈钢在有溶解氧条件下,容易形成氧化膜,这样只要介质中含有一定量的氯离子,便可能产生局部腐蚀,使蚀坑发展成为蚀孔,这时,孔内金属表面处于活态,电位较负;蚀孔外的金属处于钝态,电位较正,于是孔内和孔外构成了大阴极小阳极的腐蚀电池。
  3、温差影响
  从腐蚀盘管来看,整套装置中四台换热器结构材质完全相同,三台失效一台至今使用正常。其差别在于这三台都是高温换热器,把再生加热到180C的氢气冷却到30C左右,另一台是从80C冷却到30C左右,而且从蚀孔部位看穿透孔均在高温入口第一环折弯处附近,由于换热器氢气入口处温度最高时达180摄氏度,出口30摄氏度,温度越高处反应速度就越快,也增加了溶液的对流,扩散减小溶液介质的电阻,从而加速了阳极和阴极过程此外由于进出口温度差较大,这样盘管进出口形成温差腐蚀电池,高温段金属电位低,成为阳极,低温段为阴极,因而更加速了入口段的腐蚀速度。又因为第一折弯处本身缺陷存在,在这点是腐蚀的严重点即是孔蚀阳极,晶间腐蚀及温差腐蚀阳极点。
  在以上三种因素综合作用下,使盘管出现高温入口段第一折弯制点严重腐蚀,成为必然初始阶段盘管表面及热弯造成内部缺陷是孔蚀的内因;高浓度氯离子的介质环境,使得构成孔蚀的关键条件,而温差电池的形成,又进一步加速了孔蚀的阳极过程,最后导致穿孔。
小编:fairy

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