承压设备损伤模式识别完整版.docx

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承压设备损伤模式识别完整版

HUAsystemofficeroom【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

承压设备损伤模式识别

9承压设备损伤模式识别

第01讲　承压设备损伤模式识别

（一）

　　√一、损伤、失效及检验方法概述

　　√二、常见损伤模式、案例及检验策略

　　1.腐蚀损伤

　　2.材质劣化

　　3.机械损伤

　　4.其他损伤

　　√三、小结

　　一、损伤、失效及检验方法概述

　　几个概念：

　　损伤

　　损伤模式

　　失效

　　失效分析

　　事故

　　事故调查

　　检验技术＝检测技术＋评价技术

　　检测技术＝无损检测＋性能试验——发现和量化缺陷。

　　——想办法找出缺陷

　　评价技术＝应用断裂力学、损伤力学等应用科学，分析设备的安全性。

　　——能不能用能用多久解决方案

　　关于检验种类及评定方法　　>>依据法规的检验　　>>基于失效模式的检验（或针对性检验、预知检验）　　>>基于风险的检验（RBI）　　>>在线检验　　>>基于安全状况等级的评定方法　　>>基于损伤寿命的评定方法　　>>可靠性、失效概率评定方法等等

第02讲　承压设备损伤模式识别

（二）

　　二、常见损伤模式、案例及检验策略

　　GB/T30579－2014《承压设备损伤模式识别》（5类73种）

　　第1类：

腐蚀减薄（25）

　　①全面腐蚀（均匀腐蚀）：

盐酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、二氧化碳（碳酸）、环烷酸、苯酚、有机酸、高温氧化、大气（有、无隔热层）、冷却水、土壤、苛性碱、氯化铵、胺、高温硫化物、酸性水、甲铵腐蚀等

　　②局部腐蚀（非均匀腐蚀、局部减薄）：

微生物腐蚀、锅炉冷凝水腐蚀、燃灰腐蚀、烟气露点腐蚀等等

　　第2类：

环境开裂（13）

　　氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐、硝酸盐、碱、氨、胺、湿硫化氢破坏（氢鼓包、氢致开裂、应力导向型氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂）、氢氟酸致氢应力开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氢脆、高温水、连多硫酸、液体金属脆断等

　　第3类：

材质劣化（15）

　　晶粒长大、渗氮、球化、石墨化、渗碳、脱碳、金属粉化、σ相脆化、475°C脆化、回火脆化、辐照脆化、钛氢化、再热裂纹、脱金属腐蚀、敏化—晶间腐蚀等等　　第4类：

机械损伤（11）　　机械疲劳、热疲劳、振动疲劳、接触疲劳、机械磨损、冲刷、汽蚀、过载、热冲击、蠕变、应变时效等等　　第5类：

其他损伤（9）　　高温氢腐蚀、腐蚀疲劳、冲蚀、蒸汽阻滞、低温脆断、过热、耐火材料退化、铸铁石墨化腐蚀、微动腐蚀等等

　　1.腐蚀损伤（腐蚀减薄＋环境开裂）

　　腐蚀概述

　　金属与周围介质间由于化学或电化学作用而引起的破坏称为腐蚀。

腐蚀是冶金的逆过程。

　　金属腐蚀是一个十分复杂的过程：

环境介质的组成、浓度、压力、温度、pH值等千差万别；金属材料的化学成分、组织结构、表面状态等各种各样；由于受力状态不同，也会对腐蚀损伤造成很大的影响。

　　腐蚀的分类方法?

　　>>按作用的性质分为化学腐蚀和电化学腐蚀；

　　>>按腐蚀的形态分为全面腐蚀和局部腐蚀；

　　>>按腐蚀发生的环境和条件可分为大气腐蚀，工业水腐蚀，土壤腐蚀，酸碱盐腐蚀，海水腐蚀，高温腐蚀，应力腐蚀等等。

　　>>按作用的性质分为化学腐蚀和电化学腐蚀；

　　>>按腐蚀的形态分为全面腐蚀和局部腐蚀、应力腐蚀等。

　　化学腐蚀

　　电化学腐蚀基础（原理、表征、影响因素等）

　　极化曲线

　　电化学阻抗谱

　　曹楚南：

《电化学阻抗谱导论》

　　电化学阻抗谱

　　《承压设备损伤模式识别》国家标准中，腐蚀减薄、环境开裂和其他中都涉及到腐蚀的内容　　本讲按下面的大类介绍常见的腐蚀：

　　>>全面腐蚀　　>>局部腐蚀（以上两种类同于腐蚀减薄）　　>>应力腐蚀（环境开裂）　　>>氢损伤（环境开裂）　　>>腐蚀疲劳　　>>土壤腐蚀

　　1.1全面腐蚀（均匀腐蚀或局部的均匀腐蚀）　　全面腐蚀是在整个金属表面上以比较均匀的方式所发生的腐蚀现象。

　　当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。

全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。

检验中通过简单的测厚可发现它。

　　盐酸、硫酸、氢氟酸、二氧化碳（碳酸）、环烷酸、苯酚、有机酸、高温氧化、大气（有、无隔热层）、冷却水、土壤、碱、氯化铵、胺、高温硫化物、酸性水、甲铵腐蚀等。

　　1.1.1盐酸腐蚀　　>>损伤描述及损伤机理　　金属与盐酸接触时发生的全面或局部腐蚀。

　　Fe＋2HCl→FeCl2＋H2

　　>>损伤形态?

　　√碳钢和低合金钢表现为均匀减薄，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。

　　>>奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢表现为点蚀，形成直径为毫米级的蚀坑，甚至可发展为穿透性蚀孔。

　　>>受影响的材料

　　碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢。

　　>>主要影响因素

　　盐酸浓度：

随盐酸浓度升高，腐蚀速率增大。

　　温度：

随温度升高，腐蚀速率增大；

　　合金成份，催化或钝化剂。

　　常压塔顶油气线内壁及压力引出口盐酸腐蚀形貌

　　1.1.2硫酸腐蚀　　>>损伤描述及损伤机理　　金属与硫酸接触时发生的腐蚀。

　　Fe＋H2SO4（稀）→FeSO4＋H2　　>>损伤形态　　通常表现为壁厚均匀减薄或点蚀，碳钢焊缝和热影响区易遭受腐蚀，在焊接接头部位形成沟槽。

　　>>受影响的材料　　按耐腐蚀性从弱到强排列：

碳钢、316L不锈钢、铸铁　　>>主要影响因素　　酸浓度（65%质量比）　　流速（超过0.6米/秒）　　温度等　　硫磺装置管线弯头及直管内壁酸性气腐蚀形貌　　

　　1.1.3氢氟酸腐蚀　　>>损伤描述及损伤机理　　金属与氢氟酸接触时发生的腐蚀。

　　Fe＋2HF→FeF2＋H2?

　　>>损伤形态?

　　√碳钢腐蚀表现为局部区域减薄；

　　√发生腐蚀时也可能伴随氢脆、氢鼓包和/或氢致开裂以及应力导向氢致开裂；

　　√发生腐蚀时可能会形成明显的氟化亚铁垢皮

　　>>受影响的材料?

　　碳钢，铜—镍合金；

　　低合金钢、300系列不锈钢和400系列不锈钢对氢氟酸腐蚀和/或开裂敏感，一般不能用于氢氟酸使用环境。

　　>>主要影响因素

　　流速，浓度，温度，碳钢中的残留元素，如Cu、Ni、Cr

　　氢氟酸烷基化装置蒙乃尔400合金法兰上的穿晶型应力腐蚀裂纹

　　1.1.4二氧化碳腐蚀　　>>损伤描述及损伤机理　　金属在潮湿的二氧化碳环境（碳酸）中遭受的腐蚀。

　　H2O＋CO2＋Fe→FeCO3＋H2

　　>>损伤形态?

　　√腐蚀多发生于气液相界面和液相系统内，以及可能产生冷凝液的气相系统冷凝液部位；

　　√腐蚀区域壁厚局部减薄，可能形成蚀坑或蚀孔；

　　√在紊流区，碳钢发生腐蚀时可能形成深度点蚀和沟槽；

　　√受影响的材料：

碳钢、低合金钢。

　　√主要影响因素：

浓度（pH值），温度

　　某井下油气管线内壁CO2腐蚀形貌

　　1.1.5环烷酸腐蚀　　>>损伤描述及损伤机理　　常减压装置中，管线，在177～427℃温度范围内，环烷酸对金属材料的腐蚀。

　　2RCOOH＋Fe→Fe（RCOO）2＋H2　　>>损伤形态　　高流速区可形成局部腐蚀，如孔蚀、带锐缘的沟槽；　　低流速凝结区，碳钢、低合金钢和铁素体不锈钢的腐蚀表现为均匀腐蚀或孔蚀。

　　>>受影响的材料　　碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和镍基合金。

　　>>主要影响因素　　酸值、温度、硫含量、流速、相态等　　

　　1.1.6有机酸腐蚀　　>>损伤描述及损伤机理　　金属与低分子有机酸（如甲酸、乙酸、乙二酸等）接触时发生的全面腐蚀或局部腐蚀。

以甲酸为例，腐蚀过程为：

　　Fe＋2HCOOH→Fe（HCOO）2＋H2　　>>损伤形态　　碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢表现为均匀减薄　　介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。

　　>>受影响的材料　　碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢　　>>主要影响因素　　酸类型，浓度或pH值，温度

　　案例：

液化气储罐泄漏爆燃事故分析?

　　某公司溶剂罐内介质自底部排污管泄漏，引发发生一起爆燃事故。

　　溶剂罐内污水分析结果

序号

检测项目

单位

检测结果

1

乙酸

%

4.09

2

丙酸

%

1.23

3

2－二甲氨基乙基乙酸酯

%

1.58

4

戊酸

%

0.48

第03讲　承压设备损伤模式识别（三）

　　1.1.7大气腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理：

电化学腐蚀。

　　阳极反应：

　　Fe→Fe2＋＋2e

　　Fe2＋→Fe3＋＋e

　　阴极反应：

　　O2＋2H2O＋4e→4OH－（中性或碱性溶液）

　　O2＋4H＋＋4e→2H2O（酸性溶液）　　>>损伤形态　　碳钢和低合金钢表现为均匀减薄或局部减薄，敷设隔热层的表现为覆盖层下局部减薄　　>>受影响的材料　　碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、铝　　>>主要影响因素　　大气成份，湿度、温度等　　某电厂设备及管线保温层下腐蚀形貌　　

　　1.1.8碱腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　苛性碱或碱性盐的浓缩通常在蒸发或高传热条件下造成金属腐蚀。

　　>>损伤形态

　　多表现为局部腐蚀，水汽界面的介质浓缩区域在腐蚀后形成局部沟槽；温度高于79℃的高浓度碱液可引起碳钢的均匀腐蚀，温度达到93℃时腐蚀速率非常大。

　　>>受影响的材料　　碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢。

　　>>主要影响因素　　碱液浓度：

主要是苛性碱（氢氧化钠或氢氧化钾），碱浓度越高，腐蚀越严重。

浓缩　　温度：

随温度升高，腐蚀速率增大。

　　锅炉水冷壁管内壁碱腐蚀形貌　　

　　1.1.9高温硫化物腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理?

　　碳钢或其他合金在高温下与硫化物反应发生的腐蚀。

　　Fe＋RS→FeS＋R

　　>>损伤形态

　　多为均匀减薄，有时表现为局部腐蚀；表面覆盖有硫化物膜

　　>>受影响的材料

　　所有铁基材料，镍基合金

　　>>主要影响因素

　　合金元素：

硫化物腐蚀取决于产生保护性硫化物膜的能力

　　温度：

通常铁基合金温度超过260℃时开始发生高温硫化物腐蚀，温度越高，腐蚀越快

　　硫含量

甲铵腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　金属与尿素合成过程中的中间产物甲铵接触时发生的腐蚀。

甲铵根据其受氧气保护的不同程度可以分为钝化腐蚀、活化腐蚀和过氧腐蚀。

　　甲铵对碳钢和低合金钢具有强烈的腐蚀作用，在较短时间内可以腐蚀穿透金属器壁。

甲铵对不锈钢的腐蚀形态可分为晶界优先型全面腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀和刀口腐蚀。

　　>>主要影响因素

　　a）氧浓度：

介质中的氧浓度合适时可以缓解甲铵对不锈钢的腐蚀，氧浓度过高或过低都会加剧腐蚀；

　　b）流速：

流速越快，腐蚀速率较大；

　　c）合金含量：

按耐蚀能力递增顺序排列为碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢；

　　>>主要预防措施

　　a）采用尿素级不锈钢，控制碳含量；

　　b）在介质中通入适量氧气来抑制甲铵的腐蚀。

　　检测或监测方法：

检测方法一般为宏观检查和腐蚀部位壁厚测定。

　　甲铵腐蚀，刀状腐蚀

苯酚腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　金属与苯酚（石碳酸）接触时发生的腐蚀。

　　>>损伤形态

　　√碳钢发生苯酚腐蚀时表现为均匀腐蚀或局部腐蚀；　　√存在流体冲刷时多引起局部腐蚀。

　　>>受影响的材料：

　　碳钢、304L不锈钢、316L不锈钢、合金C276　　>>主要影响因素：

　　温度，浓度，流速　　材质：

按耐腐蚀从弱到强为：

碳钢、304L不锈钢、316L不锈钢、合金C276

高温氧化腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　高温下金属与氧气发生反应生成金属氧化物

　　>>损伤形态

　　√碳钢和低合金钢等多数合金表现为均匀腐蚀，在金属表面形成氧化物膜；　　√300系列不锈钢、镍基合金高温氧化形成暗色氧化物薄膜。

　　>>受影响的材料：

　　碳钢、低合金钢、300、400系列不锈钢、镍基合金　　>>主要影响因素：

　　温度：

随温度升高腐蚀加剧　　合金成分：

Cr元素有助于形成保护性氧化物膜

冷却水腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　冷却水中由溶解盐、气体、有机化合物或微生物引起的腐蚀

　　>>损伤形态

　　√冷却水中存在溶解氧时，碳钢多为均匀腐蚀；　　√以垢下腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀或微生物腐蚀为主时多为　　局部腐蚀　　>>受影响的材料：

　　碳钢、不锈钢、铜、铝、钛和镍基合金　　>>主要影响因素：

　　温度，氧含量，结垢，流速，水质

氯化铵腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　氯化铵在一定温度下结晶成垢，在无水情况下发生均匀腐蚀

　　或局部腐蚀。

　　>>损伤形态

　　√腐蚀部位多存在白色、绿色或褐色盐状沉积物；　　√垢下腐蚀多为局部腐蚀，如点蚀；

　　√腐蚀速率可能极高。

　　>>受影响的材料：

　　碳钢、低合金钢、不锈钢、钛、合金400、合金800等?

　　>>主要影响因素：

　　材质，结晶程度，水分，温度

胺腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　胺液中溶解的酸性气体、胺降解产物、耐热铵盐和其他腐蚀

　　性杂质引起的碳钢均匀腐蚀或局部腐蚀

　　>>损伤形态

　　√介质流速较低时多为均匀腐蚀；

　　√介质流速高并伴有紊流时，多为局部腐蚀；

　　√沉积物处表现为垢下腐蚀。

　　>>受影响的材料：

　　碳钢、低合金钢　　>>主要影响因素：

　　介质，胺浓度，杂质，温度，流速

酸性水腐蚀（碱式酸性水）　　>>损伤描述及损伤机理?

　　硫氢化铵酸性水腐蚀：

　　NH4HS＋H2O＋Fe→FeS＋NH3·H2O＋H2

　　>>损伤形态?

　　√介质流动方向发生改变的部位，或硫氢化铵浓度超过2%（质量比）的紊流区，易形成严重局部腐蚀；

　　√低流速区可能出现结垢，发生垢下局部腐蚀；

　　√硫氢化铵会迅速腐蚀海军黄铜和其它铜合金。

　　>>受影响的材料：

　　碳钢、不锈钢

　　>>主要影响因素：

　　PH值，浓度，流速，温度，紊流状态，杂质，合金成分

酸性水腐蚀（酸式酸性水）

　　>>损伤描述及损伤机理?

　　含有硫化氢且pH值介于4.5~7.0之间的酸性水引起的腐蚀：

　　阳极：

Fe→Fe2＋?

＋2e阴极：

2H＋＋2e→H2?

　　>>损伤形态?

　　√一般为均匀减薄，有氧存在时易发生局部腐蚀或沉积垢下局部腐蚀；含有CO2的环境还可能同时出现碳酸盐应力腐蚀；

　　√奥氏体不锈钢易发生点蚀，还可能出现缝隙腐蚀，以及氯化物应力腐蚀开裂。

　　>>受影响的材料：

　　碳钢、不锈钢

　　>>主要影响因素：

　　硫化氢浓度，PH值，杂质，流速

第04讲　承压设备损伤模式识别（四）

　　1.2局部腐蚀（非均匀腐蚀、局部减薄）

　　点腐蚀（坑蚀）、晶间腐蚀、选择性腐蚀、电偶腐蚀、缝隙/垢下腐蚀

　　磷酸、微生物腐蚀、锅炉冷凝水腐蚀、燃灰腐蚀、烟气露点腐蚀、等等

　　1.2.1点蚀

　　点蚀是在金属表面上局部形成的具有一定深度的小孔或锈斑。

　　由于点蚀常常被锈层、腐蚀产物等覆盖，因而难以发现。

在金相显微镜下观察点蚀，其断面有多种形貌。

　　奥氏体不锈钢最容易产生点蚀。

　　点蚀形态及截面形状

　　案例：

天然气管道泄漏事故分析

　　水中氯离子含量检测结果

样品名称

小清河阀室西侧水沟

清河柴油厂友谊桥下

卧铺路南侧

双王城阀室西侧小河

荣乌高速南侧问题

牛头镇定向钻两侧入土点

台头阀东侧路边沟

氯离子含量（mg/L）

922

1099

1269

6522

1170

794

248

　　机理点蚀是在金属表面非金属夹杂物、析出相、晶界、位错露头等缺陷处，由于钝化膜较脆弱，在特定腐蚀介质作用下，钝化膜修复能力差而造成的破坏。

点蚀的出现包括成核和扩展二个阶段。

点蚀的成核：

在溶液中有Clˉ存在时，金属表面有硫化锰夹杂的部位产生优先溶解并形成小孔坑。

硫化物溶解产生H＋（或H2S），对不锈钢的新鲜表面产生活化作用，防止小孔坑的再钝化而形成孔蚀源。

　　点蚀的扩展：

孔蚀源形成后，溶解下来的金属离子会产生水解而生成H＋并使局部溶液的pH值下降，进而又加速金属的溶解，使孔坑进一步扩大，加深。

随着蚀孔加深并由于腐蚀产物覆盖了蚀坑口，从而使蚀孔内物质迁移困难，导致蚀孔内pH值的进一步降低。

同时，Clˉ在蚀孔内富集，使蚀孔进一步加速扩大并加深，最后形成点蚀。

　　1.2.2缝隙腐蚀

　　缝隙腐蚀是局部腐蚀的一种形式，它可能发生于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。

这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物相接触之处形成。

　　不锈钢表面上若存在金属和非金属夹杂物，例如金属微粒，砂粒，灰尘，脏物，海生物，或者由于结构上的原因，例如铆接，螺栓联接，垫片（圈），管与管板胀接，与非金属接触等，均可形成缝隙。

在腐蚀介质作用下，缝隙内出现腐蚀，就是缝隙腐蚀。

　　缝隙腐蚀一般根据缝隙形状不同而具有一定的外形。

轻微时，可以是缝隙内的一般（全面）腐蚀，严重时，多为成片的点蚀状或溃疡状。

　　研究表明，几乎所有的腐蚀介质均可引起不锈钢的缝隙腐蚀，而没有特定介质的选择。

但是在含Clˉ环境中的缝隙腐蚀则最为常见；缝隙腐蚀对缝隙尺寸有一定的要求，既要使缝隙内、外溶液之间的物质迁移发生困难，还要能允许溶液进入缝隙内，不锈钢产生缝隙腐蚀的缝隙宽度一般在0.025~0.1mm范围内。

　　机理：

缝隙腐蚀可分为孔蚀型缝隙腐蚀和活化型缝隙腐蚀二种。

　　前者是以孔蚀为起源的缝隙腐蚀，主要是由于缝隙内钝化膜的氧化性破坏而引起的；

　　后者的形成机理简述如下：

由于缝隙的存在，缝隙内溶液组成物质迁移产生困难。

例如，腐蚀溶液中能使不锈钢钝化的氧进入缝隙，只能通过扩散，因而过程缓慢。

为了维持不锈钢钝态，缝隙内氧迅速耗掉而又得不到及时补充，致使不锈钢表面钝化膜开始还原性溶解。

这种溶解的结果使腐蚀产物金属盐逐渐浓缩，通过水解，缝隙内溶液的pH值急剧下降。

当pH值降低到不锈钢在溶液中的去钝化pH值时，缝隙内不锈钢表面的钝化膜便产生还原性破坏而形成缝隙腐蚀。

　　材料选择

　　不锈钢的缝隙腐蚀主要是因为缝隙内的溶液酸化、缺氧而引起表面钝化膜破坏。

因而，提高不锈钢钝化膜的稳定性和钝化、再钝化能力，是提高不锈钢耐缝隙腐蚀能力的重要措施。

因此，选用耐点蚀材料的一些措施同样适用于耐缝隙腐蚀材料的选择。

　　1.2.3晶间腐蚀

　　晶间腐蚀是腐蚀局限在晶界和晶界附近而晶粒本身腐蚀比较小的一种腐蚀形态。

　　产生晶间腐蚀的设备、部件等，其尺寸，外形几乎没有变化且无任何塑性变形；除受腐蚀的区域外，其它部位没有任何腐蚀的迹象，仍具有明显的金属光泽；局部取样检查，受腐蚀部位的强度，塑性已严重丧失，冷弯时不仅出现裂纹，严重时常常出现脆断和晶粒脱落且落地无金属声。

　　产生晶间腐蚀的机理一般说是“贫铬理论”。

　　实质是敏化。

　　敏化

　　>>奥氏体不锈钢含碳量较高，属于非稳定态（即不含钛或铌等稳定化元素），室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为0.02%～0.03%，远低于不锈钢的实际含碳量，故过饱和的碳被固溶在奥氏体中，当温度超过425℃并在425～815℃范围内停留一段时间时，过饱和的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬元素化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如Cr23C6等。

铬在晶粒内扩散速度比沿晶界扩散的速度小，内部的铬来不及向晶界扩散，在晶间形成的碳化铬所需的铬主要来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少。

　　>>当晶界的铬质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，贫Cr区和晶粒本身存在电化学性能差异，使贫Cr区（阳极）和处于钝化态的基体（阴极）之间建立起一个具有很大电位差的活化——钝化电池。

贫Cr区的小阳极和基体的大阴极构成腐蚀电池，在腐蚀介质作用下，贫铬区被快速腐蚀，晶界首先遭到破坏，晶粒间结合力显着减弱，力学性能恶化，机械强度大大降低，然而变形却不明显。

这种碳化物在晶界上的沉淀一般称之为敏化作用。

　　>>损伤形态?

　　√发生敏化时，一般尺寸、外形无明显变化且不会发生塑性变形

　　√敏化部位可能仍保持着明亮的金属光泽，但塑性完全丧失

　　√金相显微镜或扫描电镜下可观察到晶界明显变宽，多呈网状，严重时可观察到明显的晶粒脱落；

　　√含稳定化元素的奥氏体不锈钢的焊接接头发生敏化和晶间腐蚀时，可在接头区域观察到独有的“刀状腐蚀”（或称刃状腐蚀）；

　　√敏化后的材料在腐蚀介质作用下易发生晶间腐蚀

　　>>受影响的材料：

奥氏体不锈钢

　　>>检测方法：

金相分析或扫描电镜观察

　　案例：

CNG加气母站管道破裂

　　样品1的裂纹

　　样品2的裂纹

元素

C≤

Si≤

Mn≤

P≤

S≤

Cr

Ni

Cu

标准要求

0.07

1.00

2.00

0.035

0.030

17.00～19.00

8.00～11.00

/

样品

0.089

0.497

8.915

.0.055

0.003

14.28

2.047

1.032

　　裂纹部位存在大量由于应力引起的滑移线，奥氏体晶界处出现大量腐蚀坑，材料已处于敏化态

　　冰糖状沿晶断口，断面上残留有腐蚀产物

　　断面残留有腐蚀产物能谱分析

　　不锈钢晶间腐蚀机理示意图

　　1.2.4刀状腐蚀

　　在含Ti、Nb的Cr－Ni奥氏体不锈钢焊缝与母材之交界处的很窄区域内产生严重腐蚀，而母材和焊缝本身则腐蚀轻微，甚至未见腐蚀，金相显微镜下观察可见晶间腐蚀的特徽。

研究表明，含Ti的Cr－Ni不锈钢，无论是在氧化性介质，还是在还原性介质中，均可产生刀状腐蚀。

　　机理：

　　局部敏化＋贫铬理论

　　尿素合成塔内衬层的刀状腐蚀

　　1.2.5磷酸腐蚀　　>>损伤描述及损伤机理　　金属与磷酸接触时发生的腐蚀：

　　3Fe＋2H3PO4→Fe3（PO4）2＋3H2　　>>损伤形态　　碳钢发生磷酸腐蚀时多呈局部腐蚀或点蚀　　>>受影响的材料：

　　碳钢、304L、316L不锈钢、合金20　　>>主要影响因素：

　　酸浓度，温度，氯化物杂质（促进作用），停机水洗作业

　　1.2.6锅炉冷凝水腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　锅炉系统和蒸汽冷凝水回水管道发生的腐蚀，多由溶解的氧气、二氧化碳等气体引起

　　>>损伤形态

　　√除氧系统工作不正常时，很少的氧气就可引发锅炉冷凝水腐蚀，多表现为点蚀，呈溃疡状，金属表面形成黄褐色或砖红色鼓包，腐蚀产物去除后，可见金属表面的腐蚀坑；

　　>>冷凝水回水系统的腐蚀多由CO2引起，在管壁形成平滑凹槽。

　　>>受影响的材料：

　　碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铜合金　　>>主要影响因素：

　　溶解气体浓度，pH值，温度，给水水质

　　1.2.7燃灰腐蚀

　　>>损伤描述及损伤机理

　　燃油或燃煤中的杂质（主要为S、Na、K、V），在加热炉、锅炉、燃气涡轮的金属表面沉积和熔化生成的熔渣熔解了表面的氧化物膜，使膜下新鲜金属裸露出来，和氧气反应再次生成氧化铁等氧化物，如此往复，加速材料在高温下的损耗。

　　>>损伤形态

　　√结渣处产生严重金属损耗，金属腐蚀速率可达2.5~25mm/年；　　>>使用燃油的过热器和再热器沉积燃灰在室温下呈暗灰色或黑色的外观；熔融态硫酸盐将腐蚀产