如何進(jìn)行河南不銹鋼管腐蝕的防控措施?首先,我們要先了解它腐蝕的原因:
1. 腐蝕失效分析
在實(shí)驗(yàn)室通過化學(xué)成分和金相分析,拉伸性能檢測(cè),表面形貌及微區(qū)成分分析等方法對(duì)不銹鋼管的腐蝕失效原因進(jìn)行了分析。
2. 化學(xué)成分、金相分析及拉伸性能檢測(cè)
在樣品管未腐蝕的地方取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析,檢測(cè)結(jié)果見表。不銹鋼管的化學(xué)成分符合給水加熱器用奧氏體不銹鋼焊接管304的要求。
截取樣品不銹鋼管點(diǎn)蝕坑剖面試樣和未腐蝕處的剖面試樣,經(jīng)鑲嵌、磨拋后置于顯微鏡下觀察。有點(diǎn)蝕坑試樣的金相顯微組織見圖,未腐蝕處剖面試樣的金相顯微組織見圖。由圖可見,點(diǎn)蝕試樣的金相顯微組織是奧氏體,除腐蝕缺損外,基體的金相顯微組織本身未見明顯缺陷;未腐蝕處剖面試樣的金相顯微組織也是奧氏體,與有點(diǎn)蝕試樣的金相顯微組織無(wú)明顯差異。
在WE- 100液壓式試驗(yàn)機(jī)上檢測(cè)了無(wú)腐蝕坑不銹鋼管樣的拉伸性能,屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為310MPa, 680MPa和50%,均符合ASTMA688的規(guī)定(分別大于205 MPa, 515 MPa和35%).
二、表面形貌及微區(qū)成分分析
截取無(wú)腐蝕區(qū)域的試樣和有腐蝕坑區(qū)域的試樣,放入日立公司SU-1500掃描電鏡觀察,并對(duì)試樣表面采用EDS能譜分析。無(wú)腐蝕區(qū)域的試樣經(jīng)打磨后檢測(cè),其EDS能譜分析的結(jié)果反映的是不銹鋼材料本身的化學(xué)元素,可作為基準(zhǔn)與腐蝕坑處的EDS能譜分析結(jié)果進(jìn)行比較。EDS能譜分析數(shù)據(jù)匯總見表,掃描電鏡照片和EDS能譜圖見圖。
1. 不銹鋼本體中鉻, 鎳等元素的含量與化學(xué)分析結(jié)果比較吻合。
2. 腐蝕坑中元素含量與不銹鋼本體有巨大差異,存在許多不銹鋼本體中沒有的成分,有氯化物,還有數(shù)量較多的硫元素。氯和硫均容易引起不銹鋼管的腐蝕,結(jié)合包裝木箱進(jìn)水霉變腐爛的情況,硫元素的存在也有可能是硫類微生物腐蝕的結(jié)果。另外,還有元素K和Ca,提示有鹽類存在。氧元素含量較高,提示有氧化物和含氧酸鹽,如硫酸鹽等。
由于不銹鋼管露天存放了很長(zhǎng)時(shí)間,腐蝕坑中的非不銹鋼成分應(yīng)來(lái)自環(huán)境,如雨水。由于日曬雨淋,雨水中的氯化物和硫化物還會(huì)在不銹鋼管表面濃縮富集,引起不銹鋼管的腐蝕。
三、點(diǎn)蝕原因與防控
不銹鋼管質(zhì)量合格,點(diǎn)蝕的原因是長(zhǎng)期露天存放,包裝木箱已經(jīng)霉變腐爛,不銹鋼管經(jīng)過日曬雨淋,環(huán)境中的氯化物和硫化物在不銹鋼管表面濃縮富集,腐蝕是由外界的氯化物和硫化物引起的點(diǎn)蝕,也可能是硫化物引起的微生物腐蝕。防控方法就是不銹鋼管包裝箱須在整個(gè)存儲(chǔ)期間保持完好,應(yīng)該在室內(nèi)存放。
四、儲(chǔ)存原因引起不銹鋼管點(diǎn)蝕的其它案例
廣東某熱電公司2x300MW熱電機(jī)組凝汽器換熱管為國(guó)電南方設(shè)備公司生產(chǎn)的304不銹鋼焊接管,25x0.7mm。不銹鋼管交付到用戶現(xiàn)場(chǎng)后,由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件所限,無(wú)法室內(nèi)存放,只能數(shù)層包裝箱疊壓露天放置約1年半,由于廣東地處珠江三角洲,瀕臨南海,屬熱帶季風(fēng)海洋氣候,溫暖多雨、空氣濕潤(rùn),包裝箱木質(zhì)材料已朽爛,雨水進(jìn)入了包裝箱。安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)有一些不銹鋼管己經(jīng)腐蝕穿孔,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,外觀檢查,化學(xué)成分和金相分析,夾雜物檢測(cè),腐蝕形貌和微區(qū)成分分析,得出的主要結(jié)論是:
不銹鋼管腐蝕是從管外開始的,管子材質(zhì),化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,金相組織正常,質(zhì)量合格。不銹鋼管腐蝕產(chǎn)物中氯和硫元素均異常升高,保管儲(chǔ)存不當(dāng),外部潮濕環(huán)境中氛化物和硫化物長(zhǎng)期與不銹鋼管接觸是不銹鋼管點(diǎn)蝕的主要原因,不銹鋼材料含有少量夾雜物是正常的,因此有關(guān)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不銹鋼材料夾雜物的定性級(jí)別都有規(guī)定,從檢測(cè)結(jié)果看,本例不銹鋼焊接管非金屬夾雜物含量符合規(guī)定級(jí)別,不是腐蝕的主要原因。
印度JD電廠有4臺(tái)135MW機(jī)組,凝汽器由我國(guó)某電力設(shè)備制造商承包。2010年7月,該公司接到JD電廠2#機(jī)組凝汽器不銹鋼管腐蝕泄露的報(bào)告,該公司立即安排相關(guān)專業(yè)人員與管子制造商一起赴現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、取證以及協(xié)助處理。在JD電廠,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)狀況,環(huán)境及設(shè)備安裝進(jìn)度進(jìn)行了深入的了解和記錄,并分別取了腐蝕管樣,委托上海某單位對(duì)實(shí)樣進(jìn)行失效分析,查明點(diǎn)蝕原因。圖是JD電廠2#機(jī)組凝汽器不銹鋼管腐蝕照片。
存放管子的箱子堆放在露天,沒有采取任何防雨措施。管子發(fā)運(yùn)后在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期未使用,堆放時(shí)間達(dá)一年之久,有了足夠的腐蝕時(shí)間。包裝箱已經(jīng)破損,而且未采取補(bǔ)救措施,造成箱內(nèi)進(jìn)水。在JD電廠堆場(chǎng)(倉(cāng)庫(kù))曾嗅到刺鼻的二氧化硫氣味,緊鄰電廠有一座坑口煤礦,且有自燃現(xiàn)象,二氧化硫氣味就是煤自嫩后發(fā)出的。二氧化硫遇水會(huì)生成稀硫酸,隨著降雨粘附在不銹鋼管子表面。電廠當(dāng)?shù)氐母邷亍⒂昙九c二氧化硫氣體合在一起,構(gòu)成了污染源。
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