奧氏體不銹鋼復合板塔器水壓試驗后筒體內表面點腐蝕

張沉

摘 要：對奧氏體不銹鋼復合板塔器不銹鋼表面在施工項目現(xiàn)場水壓試驗后產(chǎn)生的點腐蝕原因進行了分析，確定該塔器不銹鋼表面點腐蝕是由于水壓試驗用水氯離子含量超標、水漬未及時清除，內筒未及時干燥造成。

關鍵詞：不銹鋼復合鋼板;點腐蝕;氯離子

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.012

國內某工程公司設計的甲醇回收塔直徑3.3m，高度55.5m，筒體材料為Q245R+S30408，厚度14+3mm爆炸復合鋼板，固溶狀態(tài)供貨。江蘇某制造廠按圖紙要求分兩段供貨，新疆項目工地現(xiàn)場由安裝單位進行組對焊接，檢驗合格后進行水壓試驗。水壓試驗整個過程歷經(jīng)15天，水排凈2個月后，檢驗人員進入塔內進行項目開車前檢查，發(fā)現(xiàn)塔內下部兩個封頭之間（圖1）的筒體內壁有大量點狀腐蝕，分布沿水漬流向（圖2），其他筒體內壁沒有發(fā)現(xiàn)類似情況。

考慮工期緊張等因素，總承包方?jīng)]有聘請第三方專業(yè)機構對腐蝕形成的原因進行鑒定，由安裝方安排工人對腐蝕部位進行打磨補焊，確保不銹鋼耐蝕層達到設計要求。項目已開車運行數(shù)年，目前該塔運行正常。

1 產(chǎn)生腐蝕原因的三種不同觀點

設備制造商、安裝方、總承包方對該復合鋼板不銹鋼表面缺陷產(chǎn)生的原因，提出了三種可能：（1）復合鋼板爆炸時產(chǎn)生的;（2）制造廠卷板機輥筒表面不平整、復合板不銹鋼表面未做保護、制造過程造成的;（3）現(xiàn)場水壓試驗用水水質不合格造成的。

2 對以上三種觀點的簡要分析

（1）爆炸金屬復合板常見的缺陷類型主要有局部不結合或不結合區(qū)超標、裂鋼、性能超標、長寬尺寸超差、不平度超差等[1]。不銹鋼復合鋼板爆炸成型后表面是平整光滑的，不會因爆炸產(chǎn)生表面缺陷，且爆炸前每塊鋼板均經(jīng)過嚴格檢驗。該批復合鋼板，由于工期緊張，在安徽涇縣工廠爆炸成型，檢驗合格后立即運往了南京的制造車間，沒有經(jīng)過露天雨淋，到廠后經(jīng)過復驗，很快進入制造工序，在卷制前鋼板表面不存在產(chǎn)生腐蝕的因素。

（2）制造廠三輥卷板機卷筒如果表面不平整、不銹鋼表面未做保護，造成的缺陷是不銹鋼表面連續(xù)的劃痕或局部凹坑，非圖片2所示點狀腐蝕。實際制造時工廠按制造工藝要求，筒體卷制前對輥軸進行了清理及表面修整，并用不含鐵離子的膠紙粘貼復裹，復合鋼板表面也進行了貼紙保護（圖3，車間制造照片由第三方監(jiān)理提供）。制造完成后對不銹鋼表面進行了酸洗鈍化處理并及時清洗干燥，經(jīng)制造廠和第三方監(jiān)理人員檢驗合格，分兩段運至新疆現(xiàn)場。所以腐蝕是工廠制造過程產(chǎn)生的這個結論基本不存在。

（3）經(jīng)過了解，該塔現(xiàn)場水壓試驗用水，安裝單位抽取的是項目施工現(xiàn)場的地下水，水壓試驗前未進行水質分析，發(fā)現(xiàn)腐蝕問題后，地下取水口已經(jīng)封埋，無法對地下水進行取樣分析。該地區(qū)地下水氯離子含量在31～46ppm[2]，遠遠超過《容規(guī)》和GB150《壓力容器》規(guī)定的奧氏體不銹鋼壓力容器水壓試驗用水氯離子含量不得超過25ppm的規(guī)定。

氯離子具有離子半徑小、穿透能力強，并且能夠被金屬表面較強吸附的特點。氯離子濃度越高，水溶液的導電性就越強，電解質的電阻就越低，氯離子就越容易到達金屬表面，加快局部腐蝕的進程。

氯離子對奧氏體不銹鋼的腐蝕主要是點腐蝕，氯離子容易吸附在鈍化膜上，把氧原子擠掉，然后和鈍化膜中的陽離子結合形成可溶性氯化物，結果在露出來的機體金屬上腐蝕了一個小坑。這些小坑被稱為點蝕核。這些氯化物容易水解，使小坑溶液PH值下降，使溶液呈酸性，溶解了一部分氧化膜，造成多余的金屬離子，為了平衡腐蝕坑內的電中性，外部的氯離子不斷向坑內遷移，使坑內金屬又進一步水解。如此循環(huán)，奧氏體不銹鋼不斷的腐蝕，越來越快，并且向坑的深度方向發(fā)展，直至形成穿孔。

該段筒體點腐蝕是沿著水漬方向，說明腐蝕不是在水壓試驗充水中發(fā)生的，是在水壓試驗后排水過程產(chǎn)生的。同一塔內，其余位置不銹鋼內筒表面由于排水順暢，及時干燥，沒有發(fā)生腐蝕。發(fā)生腐蝕的筒體處在兩個封頭間的密閉夾層（圖1），筒體表面水漬不易干燥，加上水壓試驗是在炎熱的8月份進行，加速了不銹鋼表面氯離子電化學反應。相同材質，同一批鋼板，同一臺塔體鋼板表面分段產(chǎn)生點腐蝕，驗證了這段筒體內表面的腐蝕，是典型的氯離子停留造成的點腐蝕，不是在鋼板爆炸復合成型過程或工廠制造過程產(chǎn)生的。

3 結論

參考國內相似案例，筆者認為，該段筒體內壁腐蝕是由于水壓試驗用水的氯離子超標，水壓試驗后表面水漬未能及時干燥，產(chǎn)生電化學反應造成的點腐蝕，與其它因素無關。綜上所述，項目施工現(xiàn)場進行的不銹鋼壓力容器的水壓試驗用水對水源的選擇一定要謹慎，必須進行水質化驗，如果當?shù)厮|不符合要求，必須從外地運輸合格的用水，否則除了返修會產(chǎn)生經(jīng)濟損失，還耽誤了整個項目工期。

參考文獻：

[1]趙峰，張鵬輝，車宇鋒.爆炸金屬復合板常見缺陷概述[J].熱加工工藝，2017，46（21）：9-12.

[2]齊萬秋，周金龍.石河子市地下水環(huán)境背景值[J].干旱環(huán)境監(jiān)測，1994（01）：14-16+60.