盐雾腐蚀的工作原理（几种特殊的高温腐蚀及控制）

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特殊的高温腐蚀

1.氮腐蚀

N2是一种不易离解的气体, 不易溶于钢, 也不易与金属生成化合物, 但500℃ 高温下氮化物可分解产生活性氮, 它们向金属内部扩散导致形成裂纹或与合金元素化合生成氮化物即氮化, 对薄壁筒形设备影响很大。合成氨在300~500℃ 时, 也能在铁表面上分解, 并形成初生态的氮, 而这种初生态的氮能和很多金属元素, 如 Fe、 Mn、 Cr、 W、 V、 Ti、 Nb 等形成氮化物。

氮化使钢材发脆, 塑性和韧性显著降低, 当腐蚀严重时, 钢材就极容易发生脆裂。1Cr18Ni9Ti不锈钢具有较强的耐氮化腐蚀能力, 故常用1Cr18Ni9Ti钢作氨合成塔的内件。

2.尘化腐蚀

Fe基、Ni基合金渗碳腐蚀(Metal dustingcorrosion,尘化腐蚀)是高温碳氢环境下发生的灾难性腐蚀。常发生在石油化工、 天然气工业、 煤气转化及热处理等具有饱和碳气氛的加热转化设备上, 发生尘化的材料表面碳过饱和, 析出大量的碳化物, 长时间后碳化物分解, 并且发展迅速造成灾难性的后果。

如, Cr5Mo 钢在600℃ 、 CO-H2-H2O 气氛下的尘化腐蚀, 表现为均匀腐蚀, 材料自表面向内依次析出Fe5C2 和Fe3C 脆性腐蚀产物, 经560h 腐蚀后的试样平均腐蚀深度约为200μm, 而基体材料性质无明显改变。应力可促进尘化腐蚀进程。

3.液态金属脆

液态金属脆 (liquid metal embrittlement, LME) 是指材料与液态金属接触发生腐蚀,塑性降低乃至低应力脆断的现象。这种自发的脆化是由液态金属吸附进入固态金属而引发的, 通常是产生沿晶裂纹。

液态金属沿晶界渗入,通常发生在焊接、 加热和燃烧过程中。金属脆断的机理一直有争议,一般认为吸附降低表面能 (或原子键合力) , 从而导致脆断。能使材料致脆的液态金属主要有碱金属 (Li、 Na、 K) 、 非碱金属 (Hg、 Ca、 Zn、 Se、Cd、 Sn) 以及 Pb-Bi 合金、 Ni-Sn 合金、 NaHg 齐等, 如镀锌钢的液态金属脆裂。

4.灾难性氧化

灾难性氧化是材料在高温下氧化迅速放热不能及时散发, 氧化速率随时间不断上升 (如Ti) 或氧化物升华 (如 Mo、 W、 V) 等导致材料快速氧化。低熔点易挥发氧化物的产生往往是造成灾难性高温腐蚀的重要原因之一。

高温腐蚀的控制

1.设计选择适当的金属材料

2.控制环境

3.表面预处理和覆盖层保护

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