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場水壓試驗后產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，發現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現類似情況。

考慮工期緊張等因素，總承包方沒有聘請第三方專業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。項目已開車運行數年，目前該塔運行正常。

1 產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生的原因，提出了三種可能：（1）復合鋼板爆炸時產生的;（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，不會因爆炸產生表面缺陷，且爆炸前每塊鋼板均經過嚴格檢驗。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，沒有經過露天雨淋，到廠后經過復驗，很快進入制造工序，在卷制前鋼板表面不存在產生腐蝕的因素。

（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，經制造廠和第三方監理人員檢驗合格，分兩段運至新疆現場。所以腐蝕是工廠制造過程產生的這個結論基本不存在。

（3）經過了解，該塔現場水壓試驗用水，安裝單位抽取的是項目施工現場的地下水，水壓試驗前未進行水質分析，發現腐蝕問題后，地下取水口已經封埋，無法對地下水進行取樣分析。該地區地下水氯離子含量在31～46ppm[2]，遠遠超過《容規》和GB150《壓力容器》規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，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生的，是在水壓試驗后排水過程產生的。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，沒有發生腐蝕。發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，如果當地水質不符合要求，必須從外地運輸合格的用水，否則除了返修會產生經濟損失，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.石河子市地下水環境背景值[J].干旱環境監測，1994（01）：14-16+60.