氯离子对不锈钢的腐蚀

2017-10-28 10:46:43      点击:
对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀,氯离子含量要小于25ppm,否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中,有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢,所以分析氯离子对不锈钢的腐蚀,采取预防措施,延长使用寿命或合理选材。
 不锈钢的腐蚀失效分析:
1、应力腐蚀:
不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施:合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力:装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力,防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程:严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6以下。

图(1)氯离子的应力腐蚀
2、孔蚀失效及预防措施:
小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解,结果在基底金属上生成孔径为20μm~30μm小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施:在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。

图(2)氯离子孔蚀现象
3、点腐蚀:
由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物,这些非金属化合物,在Cl离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀,在闭塞电池的作用,坑外的Cl离子将向坑内迁移,而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中,加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好,Mo含量添加的越多,耐坑点腐蚀的性能越好。

图(3)氯离子点腐蚀
4、缝隙腐蚀
缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样,是由于缝隙中存在闭塞电池的作用,导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙,以及换热管与管板孔的缝隙部位,缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系,一旦有了缝隙腐蚀环境,其诱导应力腐蚀的几率是很高的。

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