2205双相不锈钢管腐蚀开裂浅析
双相不锈钢由于具有优良的耐孔蚀和耐氯化物应力腐蚀性能而被广泛用在含氯盐和硫化氢的工业介质环境中。某石化设备的U 形换热器管即采用2205 双相不锈钢，材料在高硫含氯盐的中东原油介质环境下服役，在远低于其设计寿命时即发生应力腐蚀开裂。对该2205 双相不锈钢管进行化学成分分析发现，换热器管的化学成分及PREN （孔蚀抗力当量值，PRE=Cr％+3.3Mo%+16N%）均符合 UNS S31803 标准。利用能谱和XRD 对材料表面腐蚀产物的成分和结构进行了分析，发现腐蚀产物中含较多的硫化物和氯化物，证实了腐蚀是由环境中的硫化氢和氯化物盐引起的。利用扫描电镜和金相显微镜对腐蚀形貌、组织结构及断口形貌进行了分析，结果发现，不锈钢管的双相组织中，铁素体呈长条状，奥氏体为长条状或不连续的岛状，这些岛状奥氏体具有尖锐的棱角，多数沿管的纵向不均匀分布，腐蚀正是由这些岛状奥氏体处萌生，而断口形貌主要为沿晶开裂，并伴有少量穿晶特征。研究结果表明，在高硫含氯盐的中东原油环境中，换热器管内的介质温度较高（高于100 ℃），加之介质的低pH 值和较高的Cl -浓度，当设备停工温度降到露点以下时，高温水汽凝结，在材料表面形成局部浓缩的HCl-H2S-H2O 应力腐蚀环境；而氧也可能进入介质中增加腐蚀速率。多种因素协同作用导致材料中分布在晶界处的棱角状奥氏体优先发生腐蚀而形成微裂纹，晶界的承载能力随之下降，随后，晶界处形成的腐蚀微裂纹在拉应力的作用下迅速扩展并发生腐蚀开裂。
双相不锈钢 硫化氢 氯离子 协同作用 应力腐蚀
左景辉 张万贞 王俭秋 韩恩厚
中国科学院金属研究所,沈阳,110016
国内会议
银川
中文
539-543
2011-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）