[发明专利]电站锅炉用18-8型铬镍奥氏体不锈钢金相侵蚀液及侵蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及电站锅炉用18-8型铬镍奥氏体不锈钢金相侵蚀液及侵蚀方法，特别适合电站锅炉用TP304、TP304H、TP347、TP347H等18-8型铬镍奥氏体不锈钢受热面管的金相侵蚀。背景技术

奥氏体不锈钢以其较高的蠕变强度、良好的组织稳定性、优良的抗烟气腐蚀和蒸汽氧化性能，在制造电站锅炉受热面中得到了大量的应用，大部分奥氏体不锈钢均是在18-8型(18Cr-8Ni)不锈钢的基础上发展起来。

电站锅炉受热面管都是在高温高压的条件下运行，管子外表面的烟气温度超过1000℃，管子内流动的高压蒸汽温度在540℃以上，压力达16MPa以上，运行条件极为恶劣。因此，对18-8型铬镍奥氏体不锈钢受热面管子的金相检测是电站锅炉金属监督工作的重要内容。在受热面管长期高温高压服役过程中，奥氏体晶粒会在内部和晶界上析出碳化物M₂₃C₆和金属间化合物σ相，会降低其强度、韧性和耐腐蚀性能，严重威胁锅炉安全运行。

碳化物M₂₃C₆是奥氏体不锈钢在高温高压条件下运行，晶粒内的Cr、Ni等合金元素脱溶，再形成的碳化物，其往往在奥氏体晶界上呈链状析出长大，导致受热面管强度下降，并且会引起奥氏体晶粒出现贫Cr区，在一定腐蚀条件下会发生应力腐蚀。σ相是由铁素体转化而来的、高硬度的脆性相，σ相形成的同时会伴随着奥氏体不锈钢硬度的增加与塑性、韧性的降低，而且σ相析出引起晶粒内铬含量的变化，会使材料的耐蚀性下降。另外，运行中受热面管不可避免会出现堵塞、爆管等常见的事故，奥氏体不锈钢受热面管会因管内蒸汽泄漏而出现严重的老化现象，严重老化的奥氏体不锈钢金相组织形貌特征为晶界上出现黑色的蠕变孔洞、沿晶裂纹等。在蒸汽品质不高的情况下，氯离子等腐蚀介质会引起奥氏体晶粒沿晶界出现应力腐蚀开裂。

电站锅炉用18-8型铬镍奥氏体不锈钢的金相侵蚀较为困难，现常用的侵蚀剂如王水，对经过长期高温高压运行的奥氏体不锈钢的晶界侵蚀往往过重，不能真实的显示出晶界形貌和在内部和晶界上析出碳化物M₂₃C₆和金属间化合物σ相，并且侵蚀速度过快，很难控制侵蚀的进程，如图7所示。另外，常用的侵蚀剂如盐酸FeCl₃水溶液，在侵蚀过程中产生的污物容易粘附在金相试样表面，不易冲洗干净，影响了对金相组织的观察，如图8所示。

中国发明专利CN101353794A，公开了一种奥氏体不锈钢金相侵蚀剂及其配制方法和应用，该金相侵蚀剂由氢氟酸与硝酸的混合溶液，按体积比计量，各组分的比例分别为：氢氟酸：硝酸：水=2:1:7。该发明主要针对常温下使用的奥氏体不锈钢金相试样的侵蚀，并且侵蚀速度慢，工作效率低，不适用于锅炉受热面管用18-8型铬镍奥氏体不锈钢的金相侵蚀。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种具有将电站锅炉18-8型铬镍奥氏体不锈钢受热面管金相组织中奥氏体晶界、碳化物M₂₃C₆和金属间化合物σ相等奥氏体晶粒析出相、蠕变孔洞及沿晶裂纹等形貌特征显示清楚，侵蚀速度容易控制，具备一定化学抛光作用，配制方便的金相侵蚀液；

本发明所要解决的技术问题之二是提供上述金相侵蚀液的配制方法；

本发明所要解决的技术问题之三是提供上述金相侵蚀液的使用方法。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种电站锅炉用18-8型铬镍奥氏体不锈钢金相侵蚀液，由分析纯盐酸、分析纯硝酸、分析纯氢氟酸、分析纯十二烷基磺酸钠和分析纯无水乙醇组成，各组分的含量分别为：分析纯盐酸300-400mL/L，分析纯硝酸100-150mL/L，分析纯氢氟酸30-50mL/L，分析纯十二烷基磺酸钠5g/L，分析纯无水乙醇余量。

针对上述的金相侵蚀液的配制方法，步骤如下：（1）量取40-57mL分析纯无水乙醇、30-40mL分析纯盐酸、10-15mL分析纯硝酸，依次倒入试剂瓶；（2）称取分析纯十二烷基磺酸钠0.5g，加入试剂瓶；（3）量取分析纯氢氟酸3-5mL，加入试剂瓶后搅匀静置，得到侵蚀液。

优选加分析纯硝酸时，先加入一半用玻璃棒搅拌均匀，再加剩下的部分。

优选静置12h。

针对上述的侵蚀液进行金相侵蚀的方法，其步骤为：