如何有效地防止焊接结构产生应力腐蚀,减少经济损失

2025-04-15 12:35:05
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防止焊接结构产生应力腐蚀的措施:
应力腐蚀破坏是危害最大的腐蚀形态之一,它不仅造成经济上的大量损失,还经常引起灾难性事故,因此,有必要采取防护措施,尽量避免和消除应力腐蚀破坏。
1.正确选材
由于引起应力腐蚀的腐蚀介质随着材料的种类不同,对材料引起应力腐蚀的程度也有所不同。因此防止和减轻腐蚀危的最常用的也是最重要的方法是针对特定腐蚀环境选择合适的金属材料。选材时应尽量采用耐应力腐蚀性好,价格适宜的金与介质的组合。可能时也可选用非金属或非金属衬里保护。
对于碳钢和低合金钢;抗拉强度相同的材料,w(C)为0.2%时比w(C)为0.4%时的耐蚀性好,添加Ti可增加耐蚀性;在材料中添加Al,Mo,Nb,V,Cr等元素有改善耐蚀性的效果:P、N、O是有害于耐蚀性的元素,S的影响不大。目前桥梁等所使的高强度螺栓就体现了以上结论。
对于不锈钢来说,在含Cl一的溶液中,奥氏体不锈钢耐应力腐蚀最差,18Cr18Ni2Si【w(C)为0. 06%】钢在高Cl一溶液中耐蚀性较好,而在低Cl一溶液中耐蚀性则不好。而奥氏体铁素体双相钢(Cr20Ni18)对含低Cl一的水则有较好的耐应力腐蚀性,w(Ni + Cu)大于 φ(F)> 0. 5%的钢在这种介质中也有较好的耐蚀性。在奥氏体钢中加人少量的Mo或Cu,可增大其耐应力腐蚀性。
另外,在选取合金时,应尽量选用有较高KISCC的合金,以提高构件抵抗应力腐蚀的能力。总之,正确选材是一项复杂的工作,需要根据许多因素(如物理力学性能、材料供应情况以及价格等)综合考虑。
2.合理的结构设计
1)在设计中,除了要考虑强度上的需要外,同时还要考虑耐腐蚀的需要。在设计压力容器、管道、槽及其他结构时,需要对壁厚增加腐蚀(当然这只是一般腐蚀)裕度。
2)在设计时应尽量避免和减小局部应力集中,尽可能地使截面过渡平缓,应力分布均匀。可以采用流线型设计,将边、缝、孔等置于低应力区或压应力区,并避免在结构上产生缝隙、拐角和死角,因为这些部位容易引起介质溶液的浓缩而导致应力腐蚀破坏。
3)设计时,如果对槽、容器等采用焊接不用铆接,对施焊部位用连续焊而不用断续焊,则可以避免产生缝隙,增加结构抗应力腐蚀的能力。
4)设计槽及容器时,应考虑易于清洗和将液体排放干净。槽底与排液口应有坡度,使其放空后不至积留液体。设计中要防止有利于应力腐蚀的空气混入,如对于化工设备,特别要注意可能带进空气的搅拌器、液体进口和其他部位的设计。
5)避免不同金属接触以防止电偶腐蚀。可能时,全部体系选用同类材料,或将不同材料之间绝缘。
6)换热操作中应避免局部过热点,设计时应保证有均匀的温度梯度。因为温度不均会引起局部过热和高腐蚀速率,过热点产生的应力会引起应力腐蚀破坏。
综上所述,设计时要避免不均匀和多样性。不同的金属、气相空间、热和应力分布不均匀以及体系中各部位间的其他差别,都会引起腐蚀破坏。因此,设计时应努力使整个体系的所有条件尽可能地均匀一致。
3.消除和调节残余应力