苛性脆化，由於介質內具有含量很高的苛性鈉(NaOH)而促使鋼材腐蝕加劇引起的脆化現象。苛性脆化就是晶間腐蝕、腐蝕沿著金屬晶粒的邊界進行、形成極為細小的犬牙交錯的裂紋、苛性脆化一旦發生、金屬遭到破壞的速度會加速進行、當能覺察到有裂紋時、金屬的損傷已達到了嚴重的程度、苛性脆化的危害是很大的、由於苛性脆化的結果輕者使鍋爐停止運行、重者會發生爆炸。
基本介紹
- 中文名：苛性脆化
- 外文名：Caustic Embrittlement
- 特點：具有含量很高的苛性鈉
- 釋義：促使鋼材腐蝕加劇引起的脆化現象
- 發生部位：受壓元件的鉚接及脹接處
簡介,條件,特點,預防方法,
簡介
苛性脆化(GB/T 2900.48—1993《電工名詞術語固定式鍋爐》)：鍋筒的鉚接或脹接部位因局部應力集中和游離鹼含量過高產生晶間裂紋的脆化現象。其破壞形式是在肉眼看到的主裂紋上有大量肉眼看不到的分枝細裂紋。元件發生苛性脆化時，裂紋附近的鋼材仍具有良好的塑性及脆性性能。苛性脆化一般都發生在受壓元件的鉚接及脹接處。
苛性脆化常發生在與鍋水接觸的鉚接接縫或脹口處等應力集中的地方，特點是在金屬晶粒間產生裂紋，最初很細，肉眼很難看出，以後逐漸發展，以至腐蝕斷裂。這種由於晶間腐蝕帶來的無任何變形的破壞往往稱為脆化或苛性脆化，也稱為晶間腐蝕。
條件
苛性脆化是鍋爐金屬的一種特殊的腐蝕破壞形式，它的產生同時需具備三個條件：
1、鍋爐水具有侵蝕性，即含有一定量的游離鹼。
2、鍋爐是鉚接的或脹接處，而且在這些部位有不嚴密的地方或縫隙，因而發生水質局部濃縮的過程，具有高度的鹼度。
3、金屬里有極高的，接近屈服點的應力，具有高度的應力集中。
特點
1、初期裂紋及其支紋是發生在晶粒邊緣間的，隨著晶間裂紋的發展，就會產生穿過晶粒的裂紋(穿晶裂紋)，迅速擴展甚至導致爆炸。
2、裂紋區域內五金屬變形，裂紋表面呈暗黑色。
3、在接縫泄漏處形成苛性鈉溶液(10%以上的NaOH)。
苛性脆化可以看作是一種特殊的電化學腐蝕，是由於晶粒和晶粒的邊緣在高應力下發生電位差。形成腐蝕微電池而引起的。這時，晶粒邊緣的電位比晶粒本身的低得多，因而此邊緣為陽極，遭到腐蝕。當侵蝕性溶液(如含游離NaOH)和存在應力的金屬相作用時，可以將處於晶粒邊緣的原子除去，因而使腐蝕沿著晶粒間發展：
苛性脆化的發生除了有上述電化學過程外，陰極部分放出的氫對於腐蝕的發展也起很大的作用：因為氫容易擴散到金屬中間和鋼材中的碳，碳化物和其他雜質反應生成各種氣體產物，而這些氣體物質在金屬中不易擴散，因而產生附加應力，使金屬的結構疏鬆，促使裂縫發展。
苛性脆化的危險性就在於這種腐蝕發生的初期不容易發現，它不會形成潰瘍點，也不會使金屬變形、變薄，而且一旦有了這種腐蝕時，金屬遭到破壞的速度會加速進行。當能觀察到裂紋時，金屬的損傷可能已達到嚴重的程度。鍋爐苛性脆化的後果是嚴重的，輕者發現得早，也會使鍋爐不能使用，重者會發生鍋爐爆炸，造成嚴重的設備損壞和重大的人身傷亡事故。
預防方法
通過分析苛性脆化產生的必要條件也就得到了預防苛性脆化產生的方法：
(1)儘量減少因焊接或脹接、鉚接產生的局部應力是預防產生苛性脆化的前提；
(2)杜絕受壓部件的細小縫隙。這對施工質量提出了較高的要求。例如本文提到的脹接連線，怎樣避免細小縫隙是質量保證部門和實際施工部門共同努力的結果。這要從脹接前的試脹工作開始，嚴格按照脹接工藝的要求，合理確定脹管率，嚴格檢查脹後質量，從嚴進行返修工作，才能減少細小縫隙的產生。
(3)嚴格控制鍋水中的鹼度。加強水質運行管理是保障鍋爐水質安全的主要手段，這要從幾個方面來人手：管理層的重視、規章制度的完善及操作規程的實用性、設備及儀器設施的完好性及使用的正確性、操作人員的水平及責任心。2008年國家修訂了工業鍋爐水質標準，更完善的要求了鍋爐水質標準，這對鍋爐的安全運行起到保駕護航作用。
