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應力腐蝕是什么,你了解嗎?

發布時間:2020-07-22 08:53:52         發布人:防腐泵
    在生產中,腐蝕是很常見的設備損壞原因之一,防腐泵,化工泵是耐腐蝕的主要泵類機械,在其他設備中,腐蝕的嚴重影響了設備使用與運行,機械設備零件在應力(拉應力)和腐蝕介質的聯合作用下,將出現低于材料強度極限的脆性開裂現象,導致設備和零件失效,這種現象稱為應力腐蝕開裂(簡稱SCC)。根據介質的主要成分為氯化物、氫氧化物、硝酸鹽及含氧水等,而分別稱為氯裂(氯脆或氯化物開裂)、堿裂(堿脆)、硝裂(硝脆)及氧裂(氧脆)等。
    碳鋼及低合金鋼在濕度較大的硫化氫環境中易發生硫化物應力腐蝕,對石油、石化工業裝備的安全運行構成很大的威脅。對低濃度硫化氫環境,可通過凈化材質、大幅度降低S、P含量,改善材料組織結構等措施,對應力腐蝕起到有效抑制作用。
防腐泵
    應力腐蝕開裂與單純由機械應力造成的開裂不同,它在極低的負荷應力下也能產生開裂;它與單純由腐蝕引起的開裂也不同,腐蝕性極弱的介質也能引起應力腐蝕開裂。其全面腐蝕常常很輕,而且沒有變形預兆,即發生突然斷裂,應力腐蝕是工業生產中危害性大的一種惡性腐蝕類型。
   由應力腐蝕而引起的裂紋是在沒有任何明顯宏觀變形更無任何征兆的情況下發生的,所以其破壞具有突發性。裂紋往往又深入到金屬內部,一旦發生也很難修復,有時只能整臺設備報廢。
一、形成應力腐蝕裂紋的基本條件如下:
1、金屬材料是合金也包括微量元素的合金,純金屬一般不發生應力腐蝕裂紋;
2、必須存在拉應力,拉應力可以是工作應力和焊接殘余應力。焊接殘余應力通常在焊縫及近縫區為拉應力,有時高達材料的屈服點。所以即使焊接結構不承受載荷,只要材質與腐蝕介質符合匹配關系也會引起應力腐蝕裂紋。
3、材質與腐蝕介質的匹配并非任何金屬材料與任何介質都能產生應力腐蝕裂紋,它們有一定的匹配關系;
二、可產生應力腐蝕破壞的金屬材料-環境的組合主要有以下幾種:
1、對含鉬奧式體不銹鋼,介質有堿液,氯化物水溶液,硫酸+硫酸銅的水溶液等;
2、對黃銅,介質有氨氣及溶液,氯化鐵,濕二氧化硫等;
3、對鈦,介質有含鹽酸的甲醇或乙醇,熔融氯化鈉等;
4、對鋁,介質有濕硫化氫,含氫硫化氫,海水等。
5、對碳鋼和低合金鋼,介質有堿液,硝酸鹽溶液,無水液氨,濕硫化氫,醋酸等;
6、對奧式體不銹鋼,介質有氯離子,氯化物+蒸汽,硫化氫,堿液等;
三、應力腐蝕破裂控制途徑:
1、采用陰極保護;
2、降低應力,消除殘余應力;
3、選用耐應力腐蝕材料;
4、添加緩蝕劑或除去介質中有害成分。
四、應力腐蝕的發生條件和特征:
1、必須是拉應力;
2、構成一定材料發生應力腐蝕的環境介質是特定的;
3、應力腐蝕斷裂,常在無明顯預兆的情況下突然發生,故其危害性極大;
4、斷口形貌,宏觀上屬于脆性斷裂,其微觀上可觀察到斷面上仍有塑性流變痕跡。
5、裂紋形態有晶間型、穿晶型和混合型3種;
6、應力腐蝕破裂速度遠大于其他局部腐蝕速度,但比純力學(機械)斷裂速度小得多;
五、根據應力加載的方法不同,應力腐蝕試驗方法主要分為四類:
1、慢應變速率法:是在專門設計的慢應變速率應力試驗機上,使試樣在腐蝕介質中以一定的應變速度拉伸,直至斷裂。分析試樣的破斷情況和斷口特征等,以評定其應力腐蝕開裂敏感性;
2、恒變形法:給予試樣一定的變形,對其在試驗環境中的開裂敏感性進行評定;
3、恒載荷法:即把單軸拉伸型的試樣沿軸向施加應力,在腐蝕介質中試驗,比較斷裂時間的長短,或利用應力與斷裂時間的關系曲線,來提出應力腐蝕開裂的臨界應力σscc;
4、斷裂力學法:使用楔形張開加載型試樣進行研究,以預先制有裂紋的試樣給以各種K值,測定裂紋停止擴展的臨界值KISCC。
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