PATSCC 是一種通常發生在開停工和有水、濕氣存在的操作過程中的應力腐蝕開裂。
在敏化的奧氏體不銹鋼上, 通常靠近焊縫或高應力區域, 開裂擴展迅速, 在數分鐘或小時內就會穿透部件的壁厚。
燃油 (氣) 、 焦炭和大多其他燃料的燃燒加熱器會受影響, 這取決于燃料中的 S 含量。
在 FCC 裝置發生過嚴重的開裂 (氣動環、 壓力通風系統、 滑閥、旋分器部件、 膨脹節波紋管和管線) 。加氫裝置 (加熱爐管, 熱進料/流出物換熱器管束, 波紋管) 、常減壓和焦化裝置 (管線) 、 暴露在含硫燃燒產物的鍋爐和高溫設備、 常溫下在含硫油氣和濕硫化氫環境中使用的不銹鋼設備都有可能發生PTASSC。
(1) PATSCC機理和影響因素
耐蝕合金的應力腐蝕連多硫酸對奧氏體不銹鋼引起的應力腐蝕開裂(PTASCC) 。
(2) PATSCC 的判斷
① 受影響材料通常為300系列不銹鋼、合金600/600H 和合金800/800H 等。
② 需要環境、材料和應力的共同作用。
③ 環境-金屬部件在含硫化合物環境中表面形成硫化物垢。垢可以和空氣 (氧) 和濕氣作用形成連多硫酸。
④ 材料必須處于敏感的或 “敏化” 的狀態。
⑤ 應力可以是殘余或外加的, 大多部件的殘余應力通常都足以促進開裂。
⑥ 損傷的形貌。
通常發生在焊縫附近, 有時也發生在金屬本體, 非常局部而且不容易發現, 直到開工或有時在操作中出現裂紋時才發現。裂紋沿晶擴展 ( 圖5-100、 圖5-101) ,厚度損失可忽略。
⑦ 檢查和監測。
PATSCC開裂對于檢驗來說是一個挑戰, 因為開裂直到條件正好轉變時才發生。在操作過程中監測 PATSCC 開裂不現實, 因為, 在操作過程中, 沒有導致發生PATSCC 的條件。
PT 可以用于檢測PATSCC 開裂, 但是, 因為裂紋充滿堅硬的垢物, 需要采用研磨的方法來提高 PT 靈敏度。
(3) 控制 PATSCC 發生的措施
① 如果設備打開或暴露在空氣中, 應當采取防護方法以降低或消除 PATSCC, 包括在停工過程或停工后立即用堿或蘇打灰溶液沖洗設備, 或在停工中用干燥的氮氣或氮氣/氨保護, 以防止接觸空氣。
② 對于加熱爐, 保持燃燒室加熱到露點溫度以上, 以阻止在加熱爐管表面形成酸。
③ 低碳等級不銹鋼如 S30403/S31603/S31703 比控制碳等級不銹鋼性能好, 但如果在538℃中暴露幾小時或長期在400℃以上操作, 低碳級別也會發生敏化。可以通過向這些合金添加少量的 Ti 和 Nb 來提高耐 PATSCC 的能力。
常用有化學穩定級別 (奧氏體不銹鋼321 和347 系列, 鎳基合金825 和625) 。
④ ASTM 規范允許軋制產品在穩定狀態而不是退火狀態下運行。這種熱處理可以降低潛在的敏化問題, 尤其是S32168。
⑤ 在化學穩定不銹鋼所有的焊縫完成后要進行 899℃的熱穩定處理, 以降低敏化和PTA 敏感性, 但這種熱處理在現場很難進行。
⑥ PATSCC 敏感性可以參照 ASTMA262[68]Practice C 通過實驗室腐蝕測試來獲得。對 L和/或化學穩定級別, 在測試前通常要進行敏化熱處理。
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