奥氏体不锈钢复合板塔器水压试验后筒体内表面点腐蚀

张沉

摘 要：对奥氏体不锈钢复合板塔器不锈钢表面在施工项目现场水压试验后产生的点腐蚀原因进行了分析，确定该塔器不锈钢表面点腐蚀是由于水压试验用水氯离子含量超标、水渍未及时清除，内筒未及时干燥造成。

关键词：不锈钢复合钢板;点腐蚀;氯离子

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

国内某工程公司设计的甲醇回收塔直径3.3m，高度55.5m，筒体材料为Q245R+S30408，厚度14+3mm爆炸復合钢板，固溶状态供货。江苏某制造厂按图纸要求分两段供货，新疆项目工地现场由安装单位进行组对焊接，检验合格后进行水压试验。水压试验整个过程历经15天，水排净2个月后，检验人员进入塔内进行项目开车前检查，发现塔内下部两个封头之间（图1）的筒体内壁有大量点状腐蚀，分布沿水渍流向（图2），其他筒体内壁没有发现类似情况。

考虑工期紧张等因素，总承包方没有聘请第三方专业机构对腐蚀形成的原因进行鉴定，由安装方安排工人对腐蚀部位进行打磨补焊，确保不锈钢耐蚀层达到设计要求。项目已开车运行数年，目前该塔运行正常。

1 产生腐蚀原因的三种不同观点

设备制造商、安装方、总承包方对该复合钢板不锈钢表面缺陷产生的原因，提出了三种可能：（1）复合钢板爆炸时产生的;（2）制造厂卷板机辊筒表面不平整、复合板不锈钢表面未做保护、制造过程造成的;（3）现场水压试验用水水质不合格造成的。

2 对以上三种观点的简要分析

（1）爆炸金属复合板常见的缺陷类型主要有局部不结合或不结合区超标、裂钢、性能超标、长宽尺寸超差、不平度超差等[1]。不锈钢复合钢板爆炸成型后表面是平整光滑的，不会因爆炸产生表面缺陷，且爆炸前每块钢板均经过严格检验。该批复合钢板，由于工期紧张，在安徽泾县工厂爆炸成型，检验合格后立即运往了南京的制造车间，没有经过露天雨淋，到厂后经过复验，很快进入制造工序，在卷制前钢板表面不存在产生腐蚀的因素。

（2）制造厂三辊卷板机卷筒如果表面不平整、不锈钢表面未做保护，造成的缺陷是不锈钢表面连续的划痕或局部凹坑，非图片2所示点状腐蚀。实际制造时工厂按制造工艺要求，筒体卷制前对辊轴进行了清理及表面修整，并用不含铁离子的胶纸粘贴复裹，复合钢板表面也进行了贴纸保护（图3，车间制造照片由第三方监理提供）。制造完成后对不锈钢表面进行了酸洗钝化处理并及时清洗干燥，经制造厂和第三方监理人员检验合格，分两段运至新疆现场。所以腐蚀是工厂制造过程产生的这个结论基本不存在。

（3）经过了解，该塔现场水压试验用水，安装单位抽取的是项目施工现场的地下水，水压试验前未进行水质分析，发现腐蚀问题后，地下取水口已经封埋，无法对地下水进行取样分析。该地区地下水氯离子含量在31～46ppm[2]，远远超过《容规》和GB150《压力容器》规定的奥氏体不锈钢压力容器水压试验用水氯离子含量不得超过25ppm的规定。

氯离子具有离子半径小、穿透能力强，并且能够被金属表面较强吸附的特点。氯离子浓度越高，水溶液的导电性就越强，电解质的电阻就越低，氯离子就越容易到达金属表面，加快局部腐蚀的进程。

氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀主要是点腐蚀，氯离子容易吸附在钝化膜上，把氧原子挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物，结果在露出来的机体金属上腐蚀了一个小坑。这些小坑被称为点蚀核。这些氯化物容易水解，使小坑溶液PH值下降，使溶液呈酸性，溶解了一部分氧化膜，造成多余的金属离子，为了平衡腐蚀坑内的电中性，外部的氯离子不断向坑内迁移，使坑内金属又进一步水解。如此循环，奥氏体不锈钢不断的腐蚀，越来越快，并且向坑的深度方向发展，直至形成穿孔。

该段筒体点腐蚀是沿着水渍方向，说明腐蚀不是在水压试验充水中发生的，是在水压试验后排水过程产生的。同一塔内，其余位置不锈钢内筒表面由于排水顺畅，及时干燥，没有发生腐蚀。发生腐蚀的筒体处在两个封头间的密闭夹层（图1），筒体表面水渍不易干燥，加上水压试验是在炎热的8月份进行，加速了不锈钢表面氯离子电化学反应。相同材质，同一批钢板，同一台塔体钢板表面分段产生点腐蚀，验证了这段筒体内表面的腐蚀，是典型的氯离子停留造成的点腐蚀，不是在钢板爆炸复合成型过程或工厂制造过程产生的。

3 结论

参考国内相似案例，笔者认为，该段筒体内壁腐蚀是由于水压试验用水的氯离子超标，水压试验后表面水渍未能及时干燥，产生电化学反应造成的点腐蚀，与其它因素无关。综上所述，项目施工现场进行的不锈钢压力容器的水压试验用水对水源的选择一定要谨慎，必须进行水质化验，如果当地水质不符合要求，必须从外地运输合格的用水，否则除了返修会产生经济损失，还耽误了整个项目工期。

参考文献：

[1]赵峰，张鹏辉，车宇锋.爆炸金属复合板常见缺陷概述[J].热加工工艺，2017，46（21）：9-12.

[2]齐万秋，周金龙.石河子市地下水环境背景值[J].干旱环境监测，1994（01）：14-16+60.