不銹鋼及鎳合金的晶間腐蝕及其壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗

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1、不銹鋼及鎳合金的晶間腐蝕及其壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會秘書處黃嘉琥I目錄一概述1二不銹鋼晶間腐蝕機理2三鎳合金晶間腐蝕機理6四避免晶間腐蝕的方法6五晶間腐蝕敏感性標準檢驗方法8六檢驗的必要性9七試驗方法標準和容器檢驗標準的關(guān)系10八材料檢驗和容器檢驗的關(guān)系11九是否檢驗的確定11十檢驗方法的選擇12十一檢驗試樣的狀態(tài)14十二檢驗的合格指標15十三壓力容器檢驗職責(zé)1515一概述不銹鋼和鎳合金是耐腐蝕壓力容器采用最多的材料，設(shè)計選材制造檢驗中應(yīng)保證壓力容器具有足夠的耐晶間腐蝕性能，避免在容器運行中產(chǎn)生晶間腐蝕失效。受到嚴重晶間腐蝕后，材料會部分喪失或

2、完全喪失強度、塑性和韌性，失去承載能力，嚴重時用手一捏即成為散砂般的小顆粒。對于壓力容器而言，破壞性很大。十九世紀初期當(dāng)不銹鋼和鎳合金開始工業(yè)應(yīng)用時，晶間腐蝕曾成為失效的主要形式。迫使人們不得不對其機理與對策進行了系統(tǒng)研究。從材料和檢驗兩方面同時對其控制?，F(xiàn)在ISO及主要工業(yè)國家也都有自己的不銹鋼和鎳合金的試驗方法標準，見表1、表2。應(yīng)當(dāng)說，在晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、點腐蝕、腐蝕疲勞等各種局部腐蝕形態(tài)中，對晶間腐蝕的研究較為深入，所能采用的工程對策較為具體，在各種腐蝕試驗的標準方法中，主要都用于科學(xué)試驗，只有晶間腐蝕敏感性檢驗還用作為工程材料和設(shè)備的檢驗措施。在對晶間腐蝕進行有效控

3、制和檢驗后，這些年才把化工過程設(shè)備產(chǎn)生的晶間腐蝕失效事故降到占各種腐蝕失效事故總和的10%以下。因此對化工設(shè)備尤其是壓力容器的晶間腐蝕進行控制和檢驗，數(shù)十年來一直是必要措施。應(yīng)力腐蝕失效事故占腐蝕失效事故總和的50%以上，主要是由于對應(yīng)力腐蝕失效的工程控制手段還不夠有力，也還沒有找到很好的工程檢驗方法。此處的工程晶間腐蝕是指敏化型晶間腐蝕，現(xiàn)在只有不銹鋼、鎳合金、鋁合金三類材料的部分（或大部分）合金才存在晶間腐蝕問題，ISO和各主要工業(yè)國家也只有這三類材料具有晶間腐蝕敏感性的試驗方法標準。鋁合金化工設(shè)備一般都沒有將晶間腐蝕敏感性試驗作為工程材料和設(shè)備的檢驗手段，因而目前進行晶間

4、腐蝕敏感性工程檢驗的只是不銹鋼和鎳合金材料和設(shè)備?！秹毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程（1999）》第57條規(guī)定：“奧氏體不銹鋼壓力容器或受壓元件用于有晶間腐蝕介質(zhì)場合時，必須在圖樣上提出抗晶間腐蝕檢驗或熱處理要求?！焙t和（或）鉬的鎳合金可看作是鉻鎳不銹鋼的延續(xù)。不銹鋼和鎳合金制壓力容器的設(shè)計制造應(yīng)為保證容器不產(chǎn)生晶間腐蝕失效事故而采取必要的措施，同時應(yīng)正確地進行晶間腐蝕敏感性檢驗。我國GB/T21433—2008《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗》以及JB/T4756—2006《鎳及鎳合金制壓力容器》附錄D（規(guī)范性附錄）：《鎳合金容器的晶間腐蝕敏感性檢驗》即為貫徹執(zhí)行“容規(guī)”該規(guī)定的

5、兩個具體標準。表1各國不銹鋼晶間腐蝕敏感性試驗方法標準國家、組織標準號標準名稱ISOISO3651-（1～2）：1998（E）不銹鋼晶間腐蝕性能的檢驗—第1部分：奧氏體和鐵素體-奧氏體（雙相）不銹鋼在硝酸介質(zhì)中測定失重的腐蝕試驗（Huey法）—第2部分：鐵素體、奧氏體和鐵素體-奧氏體（雙相）不銹鋼在含硫酸的介質(zhì)中的腐蝕試驗歐盟ENISO3651（1～2）：1998德DINENISO3651（1～2）：1998法NFENISO3651（1～2）：1998英BSENISO3651（1～2）：1998美ASTMA262—1998檢驗奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性的標準方法ASTMA763

6、—1993（1999）檢驗鐵素體不銹鋼晶間腐蝕敏感性的標準方法俄ГОСТ6032—1989耐蝕鋼與合金的晶間腐蝕性能的試驗方法15表1（續(xù)）國家、組織標準號標準名稱日JISG0571—1980不銹鋼的10%草酸浸蝕試驗方法JISG0572—1984不銹鋼的硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗方法JISG0573—1999不銹鋼的65%硝酸腐蝕試驗方法JISG0574—1980不銹鋼的硝酸-氫氟酸腐蝕試驗方法JISG0575—1999不銹鋼的硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法JISG0580—1986不銹鋼的電化學(xué)再活化率測定方法中國GB/T4334.1—2000不銹鋼10%草酸浸蝕試驗方法GB/T433

7、4.2—2000不銹鋼硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗方法GB/T4334.3—2000不銹鋼65%硝酸腐蝕試驗方法GB/T4334.4—2000不銹鋼硝酸-氫氟酸腐蝕試驗方法GB/T4334.5—2000不銹鋼硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法表2各國鎳合金晶間腐蝕敏感性試驗方法標準國家、組織標準號標準名稱ISOISO9400：1990（E）鎳基合金—耐晶間腐蝕性能的檢測美ASTMG28—1997檢驗鎳鉻合金壓力加工材晶間腐蝕敏感性的標準試驗方法中國GB/T15260—1994鎳基合金晶間腐蝕試驗方法俄ГОСТ