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熱堿溶液對(duì)鋼制容器的應(yīng)力腐蝕(3)
???? 在較高溫度和一定濃度的氫氧化鈉溶液的特定環(huán)境下,熱堿溶液會(huì)對(duì)碳鋼或合金鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕,這種現(xiàn)象俗稱堿脆或苛性堿脆化。
???? 鋼堿脆的機(jī)理目前還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。一般主伙是碳鋼在高溫下與水蒸氣產(chǎn)生如下的化學(xué)反應(yīng):
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???? 在這個(gè)反應(yīng)中,氫氧化鈉起著催化作用,其過(guò)程是
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???? 反應(yīng)生成的Fe3O4覆蓋在鋼的表面,形成一層保護(hù)膜。但可能由于過(guò)高的局部拉伸應(yīng)力會(huì)使局部區(qū)域的保護(hù)膜遭到破壞;也可能由于氫氧化鈉在表面富集使Fe3O4被溶解;或由于這兩種情況的聯(lián)合作用,在金屬表面形成最初的腐蝕裂紋,氫氧化鈉富集在裂紋中,形成電化學(xué)腐蝕。裂紋的尖端區(qū)域成為陽(yáng)極,而裂紋周圍的保護(hù)層成為陰極,再加上拉伸應(yīng)力的作用,使裂紋迅速擴(kuò)展,最終導(dǎo)致斷裂。
???? 鋼的堿脆一般要同時(shí)具備3個(gè)條件,即高溫、高濃度堿和拉伸應(yīng)力。有人通過(guò)試驗(yàn)指出,濃度為10%的氫氧化鈉溶液可以引起堿脆,而5%的濃度則不能。但在壓力容器和鍋爐中,局部地方常發(fā)生氫氧化鈉的富集現(xiàn)象,如鹽的沉積物或高溫下水分的蒸發(fā),都會(huì)使局部的堿濃度增大。
???? 堿脆常常發(fā)生在鍋爐的承壓部件中,鍋爐用水經(jīng)過(guò)處理后有可能含有過(guò)剩的堿,在局部地方如沉積物或多孔的氧化皮下面,鉚接或焊縫處,法蘭連接處等,容易使堿濃度增大,加上不均勻的拉伸應(yīng)力,使鍋爐發(fā)生堿脆破裂。
氧化碳等引起的應(yīng)力腐蝕(4)
???? 近年來(lái),國(guó)內(nèi)外發(fā)生過(guò)多起一氧化碳和二氧化碳混合氣的容器(氣瓶)爆炸事故,這也是由應(yīng)力腐蝕而引起的腐蝕。
???? 一氧化碳在通常情況下,被鐵吸收后,會(huì)在金屬表面形成一層保護(hù)膜,但在工業(yè)應(yīng)用的一氧化碳中會(huì)含有二氧化碳和水分。由于容器或氣瓶反復(fù)多次充氣,器壁上的交變應(yīng)力,使這層保護(hù)層局部遭到破壞,從而會(huì)加速濕性二氧化碳對(duì)容器的腐蝕。