焊接工程师之焊接例（焊接应力腐蚀典型案例分析）

焊接应力腐蚀典型案例分析案例1:某化工厂烧碱装置碱管道焊缝及热影响区多处漏碱该管道设计采用的材质为20钢分析该碱管道发生了应力腐蚀开裂，这种应力腐蚀称为“碱脆”碳钢在碱液容易发生应力腐蚀开裂，一般都是晶间开裂由于在晶界处碳、氮原子偏析聚集或碳化物、氮化物的析出形成阴极，相邻金属为阳极，晶界作为活性通道，发生电化学腐蚀在晶界形成腐蚀沟或腐蚀微孔，在焊接残余应力拉应力作用下，阳极溶解处发展成晶间裂纹源随着阳极溶解，在金属的腐蚀坑周边生成钝化膜，在拉应力作用下，裂纹尖端由于应力集中而使钝化膜破坏，造成新的活性阳极0K等阴离子积聚在裂纹前端，加速阳极的溶解速度反应式为4Na11+Fe3i NazFe2+2NaFe2+2H2NaH+FeNa,Fe+H同时、腐蚀产生的部分H,扩散入金属内部，引起氢脆，加速裂纹的扩展，所以碱脆是阳极溶解和氢致开裂共同作用的结果碳钢、低合金钢在一定浓度和温度的烧碱溶液中，均会发生应力腐蚀碳钢、低合金钢在NaOH溶液中的使用温度上限见表l-lo表碳钢、低合金钢在溶液中的使用温度上限1-1NaOH序号NaOH溶液质量%温度上限℃129023883585410765157062065730548404895043106040117038案例2某化工厂A区1303工房盐水管线出现渗漏，渗漏点共计6处，在管径DNIOOmm低压流体输送用焊接钢管近缝区母材出现多处裂纹导致盐水渗漏盐水箱至盐水循环泵之间的DN150管线连接，也出现两道焊缝周边母材裂纹的渗漏图5-

2.图5-3应力腐蚀裂纹图1・1应力图1-2应力腐蚀裂纹腐蚀裂纹分析管材与介质配对不适宜硝酸钙盐水溶液与Q235A配对易引起焊接接头的应力腐蚀裂纹参照《石油化工管道及其元件设计选用技术规定》40B223-1999中

4.6条规定金属材料宜避免在“材料一应力腐蚀开裂”组合环境下使用，该节表3中规定碳钢一硝酸盐水溶液是不宜采用的组合碳钢与硝酸钙盐水溶液配对易发生“硝脆这种应力腐蚀盐水管道在-5℃至-15c运行，属于低温管道该系统处于间断性运行生产状态，会产生以下主要影响焊接接头会受到比较大的变化的附加外力影响，一旦外力为拉与焊接残余应力进行叠加，应力腐蚀将会大大加速；停止运行时若未放掉管内硝酸钙盐水溶液，则管内盐溶液温度在外部高温环境下升高，会加速“硝脆”的产生硝脆属于阳极溶解型开裂碳钢在硝酸盐液中容易发生应力腐蚀开裂由于在晶界处碳、氮原子偏析聚集或碳化物、氮化物的析出形成阴极，相邻金属为阳极，晶界作为活性通道，发生电化学腐蚀在晶界形成腐蚀沟或腐蚀微孔，在焊接残余应力（拉应力）作用下，阳极溶解处发展成晶间裂纹源随着阳极溶解，在金属的腐蚀坑周边生成钝化膜，在拉应力作用下，裂纹尖端由于应力集中而使钝化膜破坏，造成新的活性阳极NOJ等阴离子积聚在裂纹前端，加速阳极的溶解速度。