張淑君（宜興市三木化工裝備有限公司，江蘇宜興 214258）

壓力容器典型材料應(yīng)變腐蝕損傷研究

張淑君（宜興市三木化工裝備有限公司，江蘇宜興 214258）

壓力容器在實(shí)際應(yīng)用過程中，其主要材料關(guān)系到了壓力容器的性能，對(duì)此，保證壓力容器典型材料的穩(wěn)定性，避免其受到腐蝕影響，是確保壓力容器性能穩(wěn)定的關(guān)鍵。本文主要研究了壓力容器典型材料應(yīng)變腐蝕損傷問題，使壓力容器保持一個(gè)正常的工作狀態(tài)，以期更好地促進(jìn)壓力容器在社會(huì)生產(chǎn)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。

壓力容器；典型材料；應(yīng)變腐蝕損傷

本文對(duì)壓力容器典型材料應(yīng)變腐蝕損傷的影響，有針對(duì)性的選取了壓力容器最常用的材料，主要有Q235B、Q345R以及奧氏體不銹鋼。在實(shí)際研究過程中，本文著重分析了在ASS鹽霧環(huán)境下，將NS4溶液加入三種典型材料中，對(duì)壓力容器典型材料應(yīng)變腐蝕進(jìn)行損傷試驗(yàn)，并對(duì)腐蝕情況進(jìn)行觀察和研究。通過分析上述三種材料在不同環(huán)境下的腐蝕形態(tài)變化，可以更好地分析上述三種材料的應(yīng)變腐蝕損傷行為以及相應(yīng)的演化規(guī)律，對(duì)于提出有效的修護(hù)措施來說，起到了重要的指導(dǎo)作用。

1 典型材料Q235B應(yīng)變腐蝕損傷研究

本文對(duì)Q235B應(yīng)變腐蝕損傷的研究，主要針對(duì)于Q235B在ASS鹽霧環(huán)境下進(jìn)行。在實(shí)際討論過程中，關(guān)于Q235B點(diǎn)蝕發(fā)展速度以及應(yīng)力水平對(duì)腐蝕速率影響問題，在研究時(shí)，定義點(diǎn)蝕坑的表征參數(shù)，并就相應(yīng)的蝕坑密度、尺寸、平均尺寸等問題進(jìn)行規(guī)定，以此來討論Q235B應(yīng)變腐蝕損傷問題。

關(guān)于Q235B的腐蝕時(shí)間變化參數(shù)問題，它是影響點(diǎn)蝕坑密度的重要因素。點(diǎn)蝕坑密度變化隨著腐蝕時(shí)間的增加，會(huì)先呈現(xiàn)遞增趨勢，當(dāng)腐蝕時(shí)間達(dá)到15d時(shí)，點(diǎn)蝕坑的密度呈現(xiàn)下降趨勢。由此可見，在ASS鹽霧環(huán)境下，點(diǎn)蝕坑尺寸以及深度會(huì)隨著腐蝕進(jìn)程加深，呈現(xiàn)較大變化，小的腐蝕坑會(huì)因腐蝕形成大的點(diǎn)蝕坑。當(dāng)點(diǎn)蝕坑的腐蝕達(dá)到一定程度時(shí)，腐蝕速度會(huì)減緩，點(diǎn)蝕坑的尺寸變化將會(huì)加大。點(diǎn)蝕坑的深度受到應(yīng)力影響較大，應(yīng)力增加的情況下，點(diǎn)蝕坑的深徑比會(huì)降低，并且深徑比要比無應(yīng)力變化下的深徑比較小。從點(diǎn)蝕坑深度變化情況來看，加載試樣深徑比大于點(diǎn)蝕坑深徑比時(shí)，說明加載試樣的點(diǎn)蝕坑增加速率要大于其深度增大速率，這樣一來，Q235B材料的面積腐蝕形態(tài)速度將會(huì)呈現(xiàn)加快的趨勢［1］。

2 典型材料Q345R應(yīng)變腐蝕損傷研究

對(duì)典型材料Q345R進(jìn)行應(yīng)變腐蝕損傷研究時(shí)，可以對(duì)Q345R腐蝕表面形態(tài)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)Q345R應(yīng)變腐蝕損傷的主要表現(xiàn)為面積型腐蝕。通過借助掃描電鏡圖像，我們可以對(duì)腐蝕表面進(jìn)行更好地觀察，能夠發(fā)現(xiàn)Q345R受到腐蝕后，表面會(huì)出現(xiàn)大量的腐蝕溝槽。

Q345R受到應(yīng)變腐蝕損傷影響時(shí)，其損傷機(jī)制首先從晶界開始，最先發(fā)生化學(xué)變化的是晶界先受到腐蝕，并出現(xiàn)脫落或是溶解的現(xiàn)象。Q345R應(yīng)變腐蝕損傷主要表現(xiàn)為面積型腐蝕，該表面會(huì)出現(xiàn)在鋼板的帶狀組織上，并出現(xiàn)較深的腐蝕溝槽。壓力容器的鋼板軋制過程中，帶狀組織金屬層的化學(xué)成分有著較大的差異，其中這一部分的磷元素，會(huì)對(duì)該區(qū)域造成較大程度的腐蝕，產(chǎn)生腐蝕溝槽。其具體原理主要是因?yàn)榱讕罘植即嬖谝欢ú町?，低磷區(qū)的腐蝕速度明顯高于高磷區(qū)，進(jìn)而產(chǎn)生深度不一的腐蝕溝槽［2］。

3 典型材料奧氏體不銹鋼應(yīng)變腐蝕損傷研究

本文對(duì)壓力容器典型材料奧氏體不銹鋼應(yīng)變腐蝕損傷的研究，主要從腐蝕表面進(jìn)行分析，研究了腐蝕產(chǎn)物和壓力容器表面的腐蝕情況。在分析過程中，我們對(duì)腐蝕產(chǎn)物的情況進(jìn)行有效觀察。對(duì)典型材料奧氏體不銹鋼應(yīng)變腐蝕損傷進(jìn)行研究過程中，要注重分析奧氏體不銹鋼腐蝕產(chǎn)生的主要原因，這對(duì)于解決奧氏體不銹鋼應(yīng)變腐蝕損傷問題具有重要參考意義。

奧氏體不銹鋼在ASS鹽霧環(huán)境下，奧氏體不銹鋼材料表面的腐蝕會(huì)隨著硅含量的降低，會(huì)出現(xiàn)耐晶間腐蝕，我們可以看出，腐蝕產(chǎn)物主要有氧、碳元素，同時(shí)還含有一定的酸元素。通過在ASS鹽霧環(huán)境下的腐蝕損傷實(shí)驗(yàn)，我們還可以發(fā)現(xiàn)，腐蝕產(chǎn)物主要包括了氧化物、酸鹽兩種腐蝕物質(zhì)。壓力容器中，奧氏體不銹鋼的應(yīng)變腐蝕損傷是沿著晶界進(jìn)行的，具體表現(xiàn)為晶粒的溶解或脫落。壓力容器中奧氏體不銹鋼腐蝕起到主導(dǎo)作用的是氧化物、以及酸鹽，其中酸鹽起到了加速作用，使材料腐蝕加劇。針對(duì)于這一問題，我們可以根據(jù)奧氏體不銹鋼的腐蝕影響因素，有針對(duì)性的對(duì)壓力容器腐蝕問題進(jìn)行有效解決［3］。

4 結(jié)語

本文通過分析壓力容器中應(yīng)用三種主要材料：Q235B、Q345R、奧氏體不銹鋼的應(yīng)變腐蝕損傷情況，我們可以更好地看出三種材料在ASS鹽霧環(huán)境下，三種材料腐蝕變化的主要影響因素。對(duì)此，為了更好地保證壓力容器運(yùn)行的穩(wěn)定性，可以針對(duì)于三種材料產(chǎn)生腐蝕的原因，進(jìn)行防治，保證壓力容器避免遭受腐蝕影響，確保壓力設(shè)備能夠更好地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。

［1］曹懷祥.壓力設(shè)備典型材料應(yīng)變腐蝕損傷研究［D］.中國石油大學(xué)（華東），2012.

［2］韋蕾.壓力容器典型用材在腐蝕環(huán)境和應(yīng)力載荷協(xié)同作用下的失效行為的研究［D］.中國石油大學(xué)（華東），2013.

［3］張騫.復(fù)合材料壓力容器熱力耦合應(yīng)力分析［D］.大連理工大學(xué)，2013.