GB∕T 20801.1-2025 (2)氯化物应力腐蚀开裂
2025-12-29 14:24:00 作者:本网整理 来源:网络 分享至:

 

D.6.4 氯化物应力腐蚀开裂(Chloride Stress Corrosion CrackingCLSCC)

D.6.4.1 氯化物应力腐蚀开裂机理和规律如下。

a) 化物应力腐蚀开裂是奥氏体不锈钢尤其是常用的304316不锈钢最常见的失效模式。发生氯化物应力腐蚀破裂的机理在其诱发孕育期大都与上述点蚀基本相同都经历了钝化膜被击穿随后经自催化过程形成蚀坑其后在应力与温度的作用下在缺陷(蚀坑或裂纹)尖端自催化过程更为加剧、金属快速溶解形成穿晶带树枝状分枝的裂纹裂纹间隙的电子探针可见高浓度的氯化物腐蚀产物。奥氏体不锈钢发生CLSCC的应力阈值较低且一般由冷加工应力或焊接残余应力引起与载荷应力关系不大。氯化物应力腐蚀开裂概率与镍含量的关系见图D.5

 

 

1) 300系列奥氏体不锈钢对氯化物应力腐蚀开裂最为敏感304不锈钢的CLSCC阈值温度为20℃左右316不锈钢阈值温度为50℃左右

2) 双相钢、铁素体不锈钢及镍含量30%以上的镍基合金对氯化物应力腐蚀开裂几乎是免疫的

3) 提高Mo含量可提高CLSCC阈值温度6%MoAL-6XNCLSCC阈值温度可达240℃左右。

b) 从腐蚀环境(介质)来看氯离子浓度越高、pH越低CLSCC发生的概率越高但氯离子含量从几百万分之一直至几百分之一、pH110的条件下都有发生CLSCC的事例。在破裂断口的腐蚀产物分析可见氯离子可浓缩数百倍达数百分之一、同时pH≈0。可见除了自催化过程外氯离子的沉积、蒸发、干湿交替是诱发点蚀及CLSCC的重要因素。导致发生CLSCC的氯离子质量分数往往取决于整个服役期间(包括水压、使用、维修等过程)氯离子的最高质量分数。

c)60℃以上时温度越高CLSCC发生的概率越高发生CLSCC的温度往往取决于整个服役期间(包括水压、使用、维修等过程的最高温度。以60℃~80℃作为点蚀及CLSCC的分界点主要原因如下

1) 温度越高SCC的腐蚀速率加快且超过点蚀的腐蚀速率因此失效模式就表现为CLSCC

2) 温度越高氯离子的浓缩概率越大60℃以下CLSCC发生的概率较低而点蚀的概率较高但在临界条件也有常温发生CLSCC的案例

D.6.4.2 氯化物应力腐蚀开裂的影响因素(304L材质为例)如下。

a) 氯离子质量分数、温度对304L的影响见表D.3

 

 

b) 下列情况将提高表D.3CLSCC风险等级

1) 材料敏化

2) 表面质量差(钝化膜完整性、酸洗钝化、污染、氧化色、机械损伤等)

3) 铁离子污染

4) 材料纯净度差

5) 冷加工变形或易切削级不锈钢

6) 已存在点蚀或锈斑

7) 存在缝隙、未焊透之类结构缺陷

8) 频繁开停车或温度波动

D.6.4.3 控制氯化物应力腐蚀开裂的对策如下

a) 规避D.6.4.2所述的不利因素降低CLSCC风险等级

b) 表面涂()非金属涂层或热喷铝采用包裹铝箔应对外壁绝热层下腐蚀(CUI)

c) 采用点蚀指数(PRE)更高的材料或图D.5所示对CLSCC免疫的材料

 

 

d) 加注缓蚀剂或采用阴极保护

e) 在未彻底清除氯化物应力腐蚀开裂区域前不能采取焊补措施。

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