不銹鋼真的不生銹嗎---氯離子對(duì)不銹鋼的腐蝕
一、腐蝕原理
金屬材料大多數(shù)的腐蝕發(fā)生在大氣環(huán)境中,大氣中含有氧氣、濕度、溫度變化和污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。
二、氯離子對(duì)不銹鋼的腐蝕
問題描述:對(duì)于奧氏體不銹鋼在氯離子環(huán)境下的腐蝕,各種權(quán)威的書籍均有嚴(yán)格的要求,氯離子含量要小于25ppm,否則就會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕、孔蝕、晶間腐蝕。但是事實(shí)上在工程應(yīng)用中我們有很多高濃度的氯離子含量的情況下在使用奧氏體不銹鋼,因些分析氯離子對(duì)不銹鋼的腐蝕,采取預(yù)防措施,延長(zhǎng)使用壽命,或合理選材。
內(nèi)容:Cr和Ni 是不銹鋼獲得耐腐蝕性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不銹鋼在氧化性介質(zhì)中生成一層十分致密的氧化膜,使不銹鋼鈍化,降低了不銹鋼在氧化性介質(zhì)中的腐蝕速度,使不銹鋼的耐腐蝕性能提高。氯離子的活化作用對(duì)不銹鋼氧化膜的建立和破壞均起著重要作用,由于氯離子半徑小,穿透能力強(qiáng),故它最容易穿透氧化膜內(nèi)極小的孔隙,到達(dá)金屬表面,并與金屬相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,金屬產(chǎn)生腐蝕。氯離子破壞氧化膜的根本原因是由于氯離子有很強(qiáng)的可被金屬吸附的能力,它們優(yōu)先被金屬吸附,并從金屬表面把氧排掉。因?yàn)檠鯖Q定著金屬的鈍化狀態(tài),氯離子和氧爭(zhēng)奪金屬表面上的吸附點(diǎn),甚至可以取代吸附中的鈍化離子與金屬形成氯化物,氯化物與金屬表面的吸附并不穩(wěn)定,形成了可溶性物質(zhì),這樣導(dǎo)致了腐蝕的加速。
電化學(xué)方法研究不銹鋼鈍化狀態(tài)的結(jié)果表明,氯離子對(duì)金屬表面的活化作用只出現(xiàn)在一定的范圍內(nèi),存在著1 個(gè)特定的電位值,在此電位下,不銹鋼開始活化。這個(gè)電位便是膜的擊穿電位,擊穿電位越大,金屬的鈍態(tài)越穩(wěn)定。因此,可以通過擊穿電位值來衡量不銹鋼鈍化狀態(tài)的穩(wěn)定性以及在各種介質(zhì)中的耐腐蝕能力。
三、不銹鋼的腐蝕失效分析
1、應(yīng)力腐蝕失效:不銹鋼在含有氧的氯離子的腐蝕介質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕失效所占的比例高達(dá)45 %左右。常用的防護(hù)措施:合理選材,選用耐應(yīng)力腐蝕材料主要有高純奧氏體鉻鎳鋼,高硅奧氏體鉻鎳鋼,高鉻鐵素體鋼和鐵素體—奧氏體雙相鋼。其中,以鐵素體—奧氏體雙相鋼的抗應(yīng)力腐蝕能力最好。控制應(yīng)力:裝配時(shí),盡量減少應(yīng)力集中,并使其與介質(zhì)接觸部分具有最小的殘余應(yīng)力,防止磕碰劃傷,嚴(yán)格遵守焊接工藝規(guī)范。嚴(yán)格遵守操作規(guī)程:嚴(yán)格控制原料成分、流速、介質(zhì)溫度、壓力、pH 值等工藝指標(biāo)。在工藝條件允許的范圍內(nèi)添加緩蝕劑。鉻鎳不銹鋼在溶解有氧的氯化物中使用時(shí),應(yīng)把氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到1. 0 ×10 - 6以下。實(shí)踐證明,在含有氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為150. 0 ×10 - 6的硝酸鹽和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5 ×10 - 6亞硫酸鈉混合物,就可以得到良好的效果。
2、孔蝕失效及預(yù)防措施;小孔腐蝕一般在靜止的介質(zhì)中容易發(fā)生。蝕孔通常沿著重力方向或橫向方向發(fā)展,孔蝕一旦形成,即向深處自動(dòng)加速。不銹鋼表面的氧化膜在含有氯離子的水溶液中便產(chǎn)生了溶解,結(jié)果在基底金屬上生成孔徑為20μm~30μm 小蝕坑,這些小蝕坑便是孔蝕核。只要介質(zhì)中含有一定量的氯離子,便可能使蝕核發(fā)展成蝕孔。常見預(yù)防措施:在不銹鋼中加入鉬、氮、硅等元素或加入這些元素的同時(shí)提高鉻含量。降低氯離子在介質(zhì)中的含量。加入緩蝕劑,增加鈍化膜的穩(wěn)定性或有利于受損鈍化膜得以再鈍化。采用外加陰極電流保護(hù),抑制孔蝕。
3.點(diǎn)腐蝕:由于任何金屬材料都不同程度的存在非金屬夾雜物,這些非金屬化合物,在Cl離子的腐蝕作用下將很快形成坑點(diǎn)腐蝕,在閉塞電池的作用,坑外的Cl離子將向坑內(nèi)遷移,而帶正電荷的坑內(nèi)金屬離子將向坑外遷移。在不銹鋼材料中,加Mo的材料比不加Mo的材料在耐點(diǎn)腐蝕性能方面要好,Mo含量添加的越多,耐坑點(diǎn)腐蝕的性能越好。
4.縫隙腐蝕
縫隙腐蝕與坑點(diǎn)腐蝕機(jī)理一樣,是由于縫隙中存在閉塞電池的作用,導(dǎo)致Cl離子富集而出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象。這類腐蝕一般發(fā)生在法蘭墊片、搭接縫、螺栓螺帽的縫隙,以及換熱管與管板孔的縫隙部位,縫隙腐蝕與縫隙中靜止溶液的濃縮有很大關(guān)系,一旦有了縫隙腐蝕環(huán)境,其誘導(dǎo)應(yīng)力腐蝕的幾率是很高的。
四、夢(mèng)能服務(wù)與支持
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夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理,從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì),以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn),以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
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