腐蝕的案例
煉廠主要裝置設備腐蝕原因分析及防范措施，告別腐蝕風險！
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關鍵詞 | 煉化裝置 腐蝕事故 預防措施
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導 讀
近年來，原油劣質化程度不斷加劇，煉廠煉制高硫高酸原油的比例大幅提高，很多煉廠原料供應不穩定，頻繁混煉或者改煉油種。目前，國內很多煉廠裝置都是早期設計建成投產的，設備長時間服役、老齡化也加劇了裝置腐蝕敏感性。再加之經濟平穩放緩，石化市場的不景氣，導致了工藝調整的頻繁化。這些因素對裝置設備造成了極大的沖擊，而設備的腐蝕問題更是首當其沖。
世界范圍內，貫穿整個石油化工行業發展的歷史，由于腐蝕所造成的事故不斷，很多甚至造成極為嚴重的后果，人員傷亡慘重，財產經濟損失巨大。腐蝕問題依然是煉油企業面臨的一個大問題。
技術方面原因
01
腐蝕介質的存在
造成設備腐蝕的介質可能是原料中本身就有的，也可能是反應過程中產生的，一些特定溫度、壓力條件促進了原料中某些組分的分解或者組分之間的相互反應，從而導致某些腐蝕性介質的生成。腐蝕介質的存在是腐蝕事故發生的最本質原因。這些原料或者反應中間產物、反應生成物中的腐蝕介質都是一些氧化性物種，可以與金屬發生作用，造成腐蝕。這些腐蝕性介質種類繁多，在煉廠各個主要煉油工藝過程中都有其特定的腐蝕介質環境。
展開 什么是保溫層下腐蝕？你們廠裝置出現過保溫層下腐蝕嗎？
然而，設備和管道運行過程中，會發生保溫層下腐蝕(CUI)，特別是沿海企業，CUI問題更為突出，嚴重時甚至發生腐蝕泄漏，導致非計劃停工，嚴重威脅了裝置的安全穩定長周期運行，影響企業的經濟效益。由于CUI具有一定的偶然性和隱蔽性，很難在第一時間發現。傳統的檢測方法是拆除保溫層結構，進行目視檢查、滲透檢測和超聲波測厚等，這些方法檢測效率低，且拆除保溫層結構成本較高，難以滿足企業的檢測需求。今天老姜給大家解讀一下不同CUI監檢測方法，對比分析不同CUI檢測方法的應用情況和優缺點，為石油化工企業CUI檢測提供借鑒。
CUI成因分析
采用了保溫層結構的設備或管道，由于水分的滲入而又無法及時揮發導致保溫層下金屬發生的腐蝕現象稱為保溫層下腐蝕(CUI)。CUI分為兩種類型：一是碳鋼或低合金鋼發生的均勻腐蝕或坑蝕，其腐蝕產物通常為松散的片狀腐蝕產物結構；另一種是奧氏體不銹鋼的應力腐蝕開裂。
01
腐蝕機理
在裝置運行中，保溫層的結構被破壞導致水分進入，保溫材料的多孔結構對水分起到一定的滯留作用，從而在保溫層下形成電化學腐蝕環境。同時保溫材料中含有一定量的Cl和S等元素，加劇了腐蝕，其電化學腐蝕反應方程式如下：
陽極和陰極反應的Fe2+和OH-生成Fe(OH)2，在氧氣作用下進一步生成Fe(OH)3和Fe3O4，腐蝕產物疏松易脫落，缺乏保護性，從而進一步加劇腐蝕。
展開 煉油裝置塔頂回流系統腐蝕及控制
當裝置停工檢修時對減薄部位進行檢查，與正常生產時在線檢測發現的問題進行對比，對腐蝕嚴重的部位進行處理，若能滿足運行周期的要求，可更換原材質管線；如果嚴重腐蝕達不到使用年限的要求，可進行材質升級。需要特別關注原始腐蝕破壞形貌信息的收集，這是準確分析腐蝕機理和制定防腐蝕措施和策略的重要依據。
04
建立腐蝕防護管理體系
通過關鍵裝置塔頂回流管線腐蝕情況的檢測及管控，以點帶面逐步建立起全生產流程腐蝕防護管理機制。通過全面檢測，梳理腐蝕重點裝置、重點部位，可建立詳實的防腐臺賬和數據庫。同時明確相關單位的職責和分工，如生產技術部門負責工藝防腐管理、設備部門負責升級改造可行性論證、各裝置負責定期檢測和防腐措施執行等，各部門緊密配合，經過多周期數據采集及存儲，可形成關鍵裝置塔頂回流系統腐蝕數據庫，逐步建立全廠腐蝕數據庫。在此基礎上做好定期跟蹤和優化工作，主要跟蹤防腐措施落實情況，對落實不到位導致腐蝕加劇的問題需要研討再制定新的防護措施，逐步形成完整的腐蝕防護管理體系。
結 論
關鍵煉油裝置塔頂回流系統腐蝕的控制，需要從工藝介質源頭管理、設備材質選用和監控、裝置全生命周期防腐體系建立等方面來做好防腐工作。因此，應持續做好原油劣質化、腐蝕檢測等原始數據的積累，識別易腐蝕部位，從工藝技術防腐、材質選材等方面采取控制措施才能有效避免因腐蝕而導致泄漏等嚴重后果。腐蝕具有突發性，但其更普遍的特性為持續性，持續破壞，逐步造成局部腐蝕加劇，甚至穿孔泄漏導致災難性后果。
展開 談談飛機結構的疲勞與腐蝕
在這個過程中，陽極的金屬棒因持續溶解而逐漸被“腐蝕”。
同樣的道理，當兩種或兩種以上不同的金屬材料搭接成電導通狀態時，因為彼此間的電位不同，材料間就會有電流通過，加上潮濕的環境有類似電解液的功用，致其中某一材料會產生坑洞狀的腐蝕，并有硫化物、氯化物、氧化物等的沉積。
被腐蝕的材料稱為陽性或活性材料，未被腐蝕的材料則稱為陰性或惰性材料。
鎂金屬表面與不銹鋼件接觸面產生的電位腐蝕
一般而言，會影響異電位腐蝕速率的因素有：
組成成分：不銹鋼表面的鉻若和鐵混合成合金狀態，則此不銹鋼成為活性材料；若成氧化鉻的型態，則成為惰性材料。后者也是不銹鋼和鋁合金搭接時，為防止異電位腐蝕而實施表面鈍化處理的原理。
相對面積：異電位腐蝕的速率和惰性/活性材料的面積比成正比，若大面積的活性材料和小面積的惰性材料相搭接，則大面積下電流密度會被稀釋，活性材料可能就不會被腐蝕。反過來說，小面積的活性材料和大面積的惰性材料相搭接，則由于電流密度的增加，活性材料很快就會被腐蝕殆盡。
極性改變：在某些情況下，相搭接的金屬極性會改變，使腐蝕的發生位置和預期相反。例如鐵和鋅搭接時，在含有硝酸鹽或重碳酸鹽的溶液中，當溫度超過140 ℉時，電極性會改變。其原因目前仍不清楚，不過一般相信和腐蝕物的導電性有關。最常見的例子是鋁梯中的鋼制螺栓，雖然鋁合金的電位較高，但實際情況是鋼制螺栓腐蝕很快，而鋁梯則沒有什么影響。
要防止異電位腐蝕，相互搭接的各結構零組件需要挑選電位相近的材料，注意配對的材料是否有異電位腐蝕的顧慮。各種材料彼此間的影響程度是根據相互間的相對電位差而定，差距越大，異電位腐蝕越激烈。
展開 
應力腐蝕是個什么東西？
材料或零件在應力和腐蝕環境的共同作用下引起的開裂稱為應力腐蝕開裂，這是應力與腐蝕聯合作用的結果。如果只有一個方面，應力或者介質的作用，破壞不會發生，但當二者聯合作用時，卻能很快發生開裂。因此，發生應力腐蝕時，應力是很低的，介質的腐蝕性也是很弱的，也正由于此，應力腐蝕經常受到忽視，導致“意外”事故不斷發生，造成巨大危害和損失。
◆分類
1、點腐蝕
是一種導致腐蝕的局部腐蝕形式。
2、晶間腐蝕
晶粒間界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的邊界，因而，它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利區域。因此，在某些腐蝕介質中，晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕，大多數的金屬和合金在特定的腐蝕介質中都可能呈現晶間腐蝕。
3、縫隙腐蝕
是局部腐蝕的一種形式，它可能發生于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成，例如，在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動的表面沉積物以及海生物相接觸之處形成。
4、全面腐蝕
是用來描述在整個合金表面上以比較均勻的方式所發生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時，材料由于腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強酸和強堿中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔心，因為，這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。
◆特點
1、造成應力腐蝕破壞的是靜應力，遠低于材料的屈服強度，而且一般是拉伸應力。
2、應力腐蝕造成的破壞，是脆性斷裂，沒有明顯的塑性變形。
3、只有在特定的合金成分與特定的介質相組合時才會造成應力腐蝕。
展開 不銹鋼的氯離子腐蝕
一 不銹鋼的腐蝕失效分析
1、應力腐蝕：
不銹鋼在含有氧的氯離子的腐蝕介質環境產生應力腐蝕。應力腐蝕失效所占的比例高達45 %左右。
常用的防護措施：
合理選材,選用耐應力腐蝕材料主要有高純奧氏體鉻鎳鋼,高硅奧氏體鉻鎳鋼,高鉻鐵素體鋼和鐵素體—奧氏體雙相鋼。其中,以鐵素體—奧氏體雙相鋼的抗應力腐蝕能力最好?？刂茟Γ貉b配時,盡量減少應力集中,并使其與介質接觸部分具有最小的殘余應力， 防止磕碰劃傷,嚴格遵守焊接工藝規范。
嚴格遵守操作規程：嚴格控制原料成分、流速、介質溫度、壓力、pH 值等工藝指標。在工藝條件允許的范圍內添加緩蝕劑。鉻鎳不銹鋼在溶解有氧的氯化物中使用時,應把氧的質量分數降低到1. 0×10 - 6 以下。實踐證明,在含有氯離子質量分數為500. 0 ×10 - 6 的水中,只需加入質量分數為150. 0 ×10 - 6 的硝酸鹽和質量分數為0. 5 ×10 - 6亞硫酸鈉混合物,就可以得到良好的效果。
2、孔蝕失效及預防措施
小孔腐蝕一般在靜止的介質中容易發生。蝕孔通常沿著重力方向或橫向方向發展,孔蝕一旦形成,即向深處自動加速。,不銹鋼表面的氧化膜在含有氯離子的水溶液中便產生了溶解，結果在基底金屬上生成孔徑為20μm～30μm 小蝕坑,這些小蝕坑便是孔蝕核。只要介質中含有一定量的氯離子,便可能使蝕核發展成蝕孔。
常見預防措施：在不銹鋼中加入鉬、氮、硅等元素或加入這些元素的同時提高鉻含量。降低氯離子在介質中的含量。加入緩蝕劑,增加鈍化膜的穩定性或有利于受損鈍化膜得以再鈍化。采用外加陰極電流保護,抑制孔蝕。
3、點腐蝕：由于任何金屬材料都不同程度的存在非金屬夾雜物，這些非金屬化合物，在Cl 離子的腐蝕作用下將很快形成坑點腐蝕，在閉塞電池的作用，坑外的Cl 離子將向坑內遷移，而帶正電荷的坑內金屬離子將向坑外遷移。
展開 化工生產中常用的防腐蝕方法！
防腐蝕的方法總的來說可以分為兩大類：一是正確地選擇防腐蝕材料和其他防腐蝕措施；二是選擇合理的工藝操作及設備結構。嚴格遵守化工生產的工藝規程，可以消除不應當發生的腐蝕現象，而即使采用良好的耐腐蝕材料，在操作工藝上不腐蝕規程，也會引起嚴重的腐蝕。
目前，化工生產中常用的防腐蝕方法有以下幾種：
01
正確選材和設計
了解不同材料的耐蝕性能，正確地、合理地選擇防腐蝕材料是最行之有效的方法。眾所周知，材料的品種很多，不同材料在不同環境中的腐蝕速度也不同，選材人員應當針對某一特定環境選擇腐蝕率低、價格較便宜、物理力學性能等滿足設計要求的材料，以便設備獲得經濟、合理的使用壽命。
02
調整環境
如果能消除環境中引起腐蝕的各種因素，腐蝕就會終止或減緩，但是多數環境是無法控制的，如大氣和土壤中的水分，海水中的氧等都不可能除去，且化工生產流程也不可能隨意更改。但是有些局部環境是可以被調整的，如鍋爐進水先去除氧（加入脫氧劑亞硫酸鈉和肼等），可保護鍋爐免遭腐蝕；又如空氣進入密閉的倉庫前先除去水分，也可避免貯存的金屬部件生銹。
為了防止冷卻水對換熱器和其他設備造成結垢和穿孔，可在水中加入堿或酸以調節PH值至最佳范圍（接近中性）；煉油工藝中常加堿或氨使生產流體保持中性或堿性。溫度過高時，可在器壁冷卻降溫，或在設備內壁砌襯耐火磚隔熱，等。
展開 煉廠主要裝置設備腐蝕原因分析及防范措施，化工人必讀！
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導 讀
近年來，原油劣質化程度不斷加劇，煉廠煉制高硫高酸原油的比例大幅提高，很多煉廠原料供應不穩定，頻繁混煉或者改煉油種。目前，國內很多煉廠裝置都是早期設計建成投產的，設備長時間服役、老齡化也加劇了裝置腐蝕敏感性。再加之經濟平穩放緩，石化市場的不景氣，導致了工藝調整的頻繁化。這些因素對裝置設備造成了極大的沖擊，而設備的腐蝕問題更是首當其沖。
世界范圍內，貫穿整個石油化工行業發展的歷史，由于腐蝕所造成的事故不斷，很多甚至造成極為嚴重的后果，人員傷亡慘重，財產經濟損失巨大。腐蝕問題依然是煉油企業面臨的一個大問題。
技術方面原因
01
腐蝕介質的存在
造成設備腐蝕的介質可能是原料中本身就有的，也可能是反應過程中產生的，一些特定溫度、壓力條件促進了原料中某些組分的分解或者組分之間的相互反應，從而導致某些腐蝕性介質的生成。腐蝕介質的存在是腐蝕事故發生的最本質原因。這些原料或者反應中間產物、反應生成物中的腐蝕介質都是一些氧化性物種，可以與金屬發生作用，造成腐蝕。這些腐蝕性介質種類繁多，在煉廠各個主要煉油工藝過程中都有其特定的腐蝕介質環境。
02
工藝條件的影響
影響腐蝕的相關工藝條件主要有溫度、壓力、pH、流速及流態等，這些條件直接影響著腐蝕介質的形成、轉變、傳遞以及其與鋼材的接觸、反應。有的工藝條件可以導致緩蝕劑性能下降或分解，從而加速腐蝕。在腐蝕介質的基礎上，以及相關工藝條件的影響下導致特定失效模式的形成，同時也讓裝置設備出現了某些特定的腐蝕敏感區域或部位。
展開 高溫氫腐蝕知識。
高溫氫腐蝕的特點：
氫脆
由氫本身引起鋼材脆化現象。氫原子滲入鋼材后，使鋼材晶粒結合力下降，而造成鋼材的延伸率和斷面收縮率的下降或出現延遲破壞現象。若氫氣由鋼材中釋放出去，鋼材的機械性能仍可恢復。氫脆為暫時的，可通過鋼材加熱使氫脆消除。
表面脫碳
鋼材與高溫氫接觸后，形成表面脫碳。表面脫碳不形成裂紋，其影響是強度及硬度略有下降，而延伸率增高。
氫腐蝕(內部脫碳)
高溫高壓下的氫滲入鋼材之后和不穩定碳化物形成甲烷。鋼中甲烷不易逸出，而使鋼材產生裂紋及鼓泡，并使強度和韌性顯著下降。其腐蝕反應是不可逆的，是永久性脆化。
影響氫腐蝕的主要因素：
1.高溫氫腐蝕的特征：
高溫氫腐蝕是在高溫高壓條件下擴散侵入鋼材中的氫與不穩定的碳化物發生化學反應，生成甲烷氣泡（包含甲烷的成核過程和成長），即Fe3+H2→CH4+3Fe，并在晶間空穴和非金屬夾雜部位聚集，引起鋼材強度、延性和韌性下降與劣化，同時發生晶間斷裂。由于這種脆化現象是發生化學反應的結果，所以它具有不可逆的性質，也稱為永久脆化現象。
在高溫高壓氫氣中操作的設備所發生地高溫氫腐蝕有兩種形式：一是表面脫碳，二是內部脫碳。
2.影響高溫氫腐蝕的主要因素：
a.溫度、壓力和暴露時間的影響。溫度越高或者壓力越高發生高溫腐蝕的起始時間就越早，腐蝕速率越大；
b.合金元素和雜質元素的影響。氫腐蝕的機理是不穩定碳化物的分解，所以在鋼材中添加能形成穩定碳化物的元素（鉻、鉬、釩、鈦、鎢）就可使碳的活性降低，從而提高鋼材抗氫腐蝕的能力。
展開 塔設備常見腐蝕部位
塔設備常見腐蝕部位、形態及腐蝕原因
1、HCl-H2O（氯化氫）腐蝕
腐蝕部位：常壓塔頂五層塔盤，塔體，部分揮發線及常壓塔頂冷凝冷卻系統；減壓塔部分揮發線和冷凝冷卻系統。
腐蝕形態：碳鋼部件的全面腐蝕、均勻減薄；Cr13鋼的點蝕以及1Cr18Ni9Ti 不銹鋼為氯化物應力腐蝕開裂。
腐蝕原因：原油中含有的氯鹽加熱到120℃以上時，開始水解生成HCl,在塔頂低溫部位遇水滴形成鹽酸，成為腐蝕性極強的稀鹽酸腐蝕環境。與設備本體發生化學腐蝕。有硫化氫存在時進一步加劇腐蝕。
防護措施：以工藝防護為主，材料防腐為輔。
工藝防護即“一脫四注”：原油深度脫鹽，脫鹽后原油注堿、塔頂餾出線注氨（或胺）、注緩蝕劑、注水。該項防腐措施的原理是除去原油中的雜質，中和已生成的酸性腐蝕介質，改變腐蝕環境和在設備表面形成防護屏障。
材料防腐即在工藝防護基礎上，提高材料等級，選用如20R+0Cr13復合板制造常壓塔頂5層塔盤部位殼體。
2、S-H2S-RSH（硫醇）腐蝕
高溫硫腐蝕部位：焦化分餾塔底系統最嚴重，蒸餾減壓塔底系統次之，催化分餾塔底系統又次之。
腐蝕形態：化學腐蝕，均勻減薄。
腐蝕原因：硫化氫、硫醇和單質硫在350~400℃都能與金屬直接發生化學反應，而且硫化氫在340~400℃分解出來的元素硫有更強的活性，使腐蝕更為激烈。
防護措施：主要是選用耐蝕鋼材。如20R+0Cr13復合板。
3、RNH2-CO2-H2S-H2O（濕硫化氫）腐蝕
腐蝕部位：脫硫裝置再生塔底部，再生塔重沸器及富液系統管線，溫度90~120，壓力0.2MPa。
腐蝕形態：在堿性介質下（PH8~10.5)由碳酸鹽及胺引起的應力腐蝕開裂和均勻減薄。
展開 GHSC電偶腐蝕試驗方法介紹
GHSC電偶腐蝕試驗主要考核產品或金屬材料耐酸性環境腐蝕性能；
電偶腐蝕實際上是宏觀腐蝕電池的一種,產生電偶腐蝕應具有下列三個基本條件。
①存在離子導電支路：對大多數電偶腐蝕來說，腐蝕電解質主要是指凝聚在材料表面上含有某些雜質(氯化物、硫酸鹽等)的水膜或溶液。腐蝕電解質必須連續的存在于不同材料之間，構成腐蝕電池的離子導電支路。
②存在不同自腐蝕電位的材料：電偶腐蝕的驅動力是兩種材料之間的自腐蝕電位差。
③存在電子導電支路：兩種不同材料的直接接觸或通過其他導體連接，構成電偶腐蝕電池的電子導電支路。
防止電偶腐蝕的方法有：
(1)盡量避免電位差懸殊的異種金屬作導電接觸。
(2)避免形成大陰極小陽極的不利面積比，面積小的部件宜用腐蝕電位較正的金屬
(3)電位差大的異種金屬組裝在一起時，中間一般要加絕緣片，墊片緊固不吸濕，避免形成縫隙腐蝕。
(4)設計時，選用容易更換的陽極部件，或將它加厚以延長壽命;
(5)可能時加入緩蝕劑或進行涂裝以減輕介質的腐蝕，或加上第3塊金屬進行陰極保護等。
GHSC試驗應按要求進行，并滿足下列附加的要求、選擇和說明。
a)CRA試樣與完全浸入試驗溶液的非合金鋼（即碳鋼）形成電偶。按NACE TM0177-1996的要求，非合金鋼的面積與浸濕的CRA試樣的面積的面積比在應在0.5~1之間。加載夾具與試樣和耦合的碳鋼之間應電絕緣。對于特定應用的評定，CRA可以與在使用中將與之耦合的，低合金材料的試樣耦合。
b)試驗環境為NACE TM0177-1996的A溶液，其H2S分壓為0.1MPa,溫度為24℃±3℃。對于特定應用的評定，可采用E2.5中所述的SSC試驗環境。
展開 
塔設備常見腐蝕部位
塔設備常見腐蝕部位、形態及腐蝕原因
1、HCl-H2O（氯化氫）腐蝕
腐蝕部位：常壓塔頂五層塔盤，塔體，部分揮發線及常壓塔頂冷凝冷卻系統；減壓塔部分揮發線和冷凝冷卻系統。
腐蝕形態：碳鋼部件的全面腐蝕、均勻減?。籆r13鋼的點蝕以及1Cr18Ni9Ti 不銹鋼為氯化物應力腐蝕開裂。
腐蝕原因：原油中含有的氯鹽加熱到120℃以上時，開始水解生成HCl,在塔頂低溫部位遇水滴形成鹽酸，成為腐蝕性極強的稀鹽酸腐蝕環境。與設備本體發生化學腐蝕。有硫化氫存在時進一步加劇腐蝕。
防護措施：以工藝防護為主，材料防腐為輔。
工藝防護即“一脫四注”：原油深度脫鹽，脫鹽后原油注堿、塔頂餾出線注氨（或胺）、注緩蝕劑、注水。該項防腐措施的原理是除去原油中的雜質，中和已生成的酸性腐蝕介質，改變腐蝕環境和在設備表面形成防護屏障。
材料防腐即在工藝防護基礎上，提高材料等級，選用如20R+0Cr13復合板制造常壓塔頂5層塔盤部位殼體。
2、S-H2S-RSH（硫醇）腐蝕
高溫硫腐蝕部位：焦化分餾塔底系統最嚴重，蒸餾減壓塔底系統次之，催化分餾塔底系統又次之。
腐蝕形態：化學腐蝕，均勻減薄。
腐蝕原因：硫化氫、硫醇和單質硫在350~400℃都能與金屬直接發生化學反應，而且硫化氫在340~400℃分解出來的元素硫有更強的活性，使腐蝕更為激烈。
防護措施：主要是選用耐蝕鋼材。如20R+0Cr13復合板。
3、RNH2-CO2-H2S-H2O（濕硫化氫）腐蝕
腐蝕部位：脫硫裝置再生塔底部，再生塔重沸器及富液系統管線，溫度90~120，壓力0.2MPa。
腐蝕形態：在堿性介質下（PH8~10.5)由碳酸鹽及胺引起的應力腐蝕開裂和均勻減薄。
展開 腐蝕頂刊《Corrosion Science》：合金材料的高溫水腐蝕研究！
近期，中國科學院近代物理所科研人員在合金材料的高溫水腐蝕和輻照/腐蝕研究方面取得進展。
近代物理所核能工程材料室的研究人員針對超臨界水冷反應堆結構材料面臨的強輻照和高溫高壓水腐蝕環境，自主設計和建造了高溫高壓水動態腐蝕實驗裝置，用于反應堆候選結構材料的高溫水腐蝕和輻照/腐蝕模擬研究。該裝置運行的最高溫度為700 ℃、最高壓力為10 MPa、最快水流速為10 m/s、最低氧濃度為5 ppb。
圖1:高溫高壓水動態腐蝕裝置示意圖（劉超/圖）
利用蘭州重離子加速器（HIRFL）等裝置提供的重離子束和高溫高壓水動態腐蝕裝置，科研人員開展了超臨界水冷堆候選材料——SIMP和T91鐵素體/馬氏體鋼的高溫水腐蝕動力學及輻照/高溫水腐蝕行為研究。
結果表明，SIMP鋼比T91鋼具有更好的抗水腐蝕性能。研究還發現流速增強腐蝕現象以及流速對氧化膜的組成結構有顯著影響。重離子輻照/高溫高壓水腐蝕實驗結果證實，輻照導致材料腐蝕速率顯著增大。根據實驗結果，科研人員對材料的高溫水腐蝕行為及其在輻照環境下抗腐蝕性能退化的機制進行了探討。
這些成果為先進水冷堆候選材料的快速篩選和評價提供了重要的研究平臺、實驗方法和科學數據。
展開 加氫裝置設備腐蝕類型
5、高溫硫腐蝕
【定義】在加氫裂化裝置中高溫S腐蝕是由原料中所含的硫化物（主要是H2S和單質S）在240～260℃以上時與金屬發生反應而使金屬性能產生破壞的現象。
【腐蝕部位】所引起的是均勻腐蝕，主要出現在混氫前的原料油系統和分餾系統的高溫部位(塔底、重沸爐的進出口管線的彎頭、三通、大小頭處)。設計中可按照McConomy曲線估算材料的腐蝕速率。
【腐蝕機理】
H2S+Fe→FeS（<340℃）；H2S→S+H2（<340℃）；Fe+S→FeS。
由以上反應方程式可知，腐蝕本應生成致密的FeS保護膜，可以防止腐蝕反應進行，但當介質流速大時，腐蝕產物FeS難以附著在金屬表面，從而達不到應用的保護效果，金屬始終處在裸露狀態下，結果腐蝕會不斷向縱深發展。
【防腐蝕對策】
■為了減緩脫丁烷塔和第一分餾塔系統腐蝕，采用脫戊烷塔流程或增大脫丁烷塔的設計負荷。
■上循環氫脫硫塔系統。
■相應材質采用Cr-Mo鋼。
6、低溫部位的H2S+H2O腐蝕
【定義】H2S+H2O腐蝕環境，亦即通常所說的濕硫化氫腐蝕，一般系指液相水和硫化氫共存(或含水物流在露點以下)時硫化氫所引起的腐蝕。濕硫化氫腐蝕形態主要表現為設備均勻減薄和應力腐蝕。
【腐蝕部位】低溫濕硫化氫腐蝕主要存在于循環氫脫硫塔、高分界位后路、主汽提塔、脫丁烷塔、液態烴回流罐、冷卻器等部位及相應管線。
【腐蝕機理】在低溫下，H2S腐蝕僅發生在有水和強酸或和氧同時存在的環境。
展開 強度丨南航：航空發動機和燃氣輪機熱端部件的熱腐蝕-疲勞性能與壽命預測方法研究進展
因此，本節對熱腐蝕-疲勞壽命預測方法的總結和介紹不再區分渦輪盤合金和渦輪葉片合金。
近年來，在NASA的資助下，美國Elder研究院（ERI）和西南研究院（SwRI)Chan等[77]開發了一套基于物理的建模工具HOTPITS，用于預測鎳基高溫合金的熱腐蝕[78]和低溫熱腐蝕壽命預測，并將其與概率損傷容限分析軟件DARWIN結合使用，用于預測發動機輪盤中因腐蝕坑引起的疲勞失效，其示意圖如圖10所示，主要步驟包括：（1）硫酸鹽沉積模型，用于根據燃料和空氣中污染物濃度的輸入以及相關發動機條件預測熱端部件上硫酸鹽層的形成；（2）用于預測熱腐蝕坑密度的熱腐蝕坑萌生模型；（3）用于預測熱腐蝕坑大小隨時間變化的熱腐蝕坑生長模型。同時針對熱腐蝕往往伴隨有多個熱腐蝕坑形成的情況，還進一步發展了考慮熱腐蝕坑合并的模型，以處理多個腐蝕坑的生長與合并。
為了在熱腐蝕-疲勞壽命預測中考慮腐蝕坑的影響，建立了腐蝕坑到裂紋的轉化模型、疲勞裂紋形核模型、生長模型以及裂紋合并模型。通過將HOTPITS與DARWIN[79]軟件結合使用，Chan等以粉末高溫合金ME3為研究對象，發現了熱腐蝕坑生長和疲勞裂紋生長之間存在競爭，且低溫熱腐蝕疲勞壽命由熱腐蝕坑生長、循環相關的裂紋擴展以及時間相關的裂紋擴展共同控制，提出了一種預測粉末高溫合金渦輪盤腐蝕疲勞裂紋擴展壽命的概率預測方法，可用于評估渦輪盤中熱腐蝕引起的故障風險，避免發動機輪盤及其他金屬結構部件因長期暴露于高溫極端環境而發生腐蝕疲勞故障。
Li等[80]提出了一種將FGH96合金中的腐蝕坑視為微缺口的腐蝕疲勞壽命預測方法，該方法考慮了熱腐蝕和非均勻應力場的影響。
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