凝汽器铜管腐蚀裂纹产生的原因分析及应对措施

对内壁出现裂纹状损伤的凝汽器黄铜管进行了成分分析、力学性能、残余应力及织构测试,用金相显微镜和扫描电镜进行了观察及能谱分析,并用该黄铜管在实验室中进行了各种模拟试验(应力腐蚀、疲劳和腐蚀疲劳).结果表明,凝汽器黄铜管内壁呈现束状腐蚀带,腐蚀带的方向与黄铜管轴向约成45°,且束状腐蚀带多出现在黄铜管服役状态的下侧.清除腐蚀产物后,腐蚀区底部形貌类似于应力腐蚀的解理断口,但并无解理断口的撕裂岭或河流状花样等特征,而是沿着某些特定晶面的腐蚀,是位错滑移-膜破裂-阳极溶解造成的腐蚀,它们是由于低应力腐蚀疲劳引起的,与一般概念上的应力腐蚀或腐蚀疲劳不同.由于服役管内壁存在一定的拉伸残余应力,它和波动的工作应力叠加,导致保护膜破裂,引起服役过程中黄铜管内壁沿最大剪切应力方向的腐蚀.这是低应力下的位错滑移-膜破裂-阳极溶解的特征,如果应力较高,则是通常意义上的腐蚀破裂或应力腐蚀,这时的裂纹一般与拉应力的方向垂直.由此推断,黄铜管在服役过程中受到较低幅度的交变应力,不足以导致常规意义上的腐蚀疲劳,却足以导致位错的滑移,从而导致保护膜破裂,引起沿特定晶面的腐蚀.束状腐蚀带出现在黄铜管管壁下侧,可能是黄铜管底部沉淀物造成闭塞电池效应,再加微生物腐蚀导致的. 在低的外应力下,在3.5%NaCl水溶液(含少量NH+4)中进行了模拟腐蚀疲劳实验,得到了与管轴向成一定角度的束状腐蚀疲劳区.