奥氏体不锈钢在Cl—介质中使用的危害性
氯离子对不锈钢的腐蚀
氯离子对不锈钢的腐蚀问题描述:对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀,各种权威的书籍均有严格的要求,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我们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,因些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、应力腐蚀失: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。
实践证明,在含有氯离子质量分数为500.0×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150.0×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0.5×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。
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。
最新cl-对不锈钢的腐蚀汇总
• 尽管奥氏体不锈钢在Cl-环境中存在点腐蚀、缝隙 腐蚀和应力腐蚀特征,但点腐蚀和缝隙腐蚀都将发展 成为应力腐蚀形态,最后将对设备直接构成破坏性的 腐蚀失效。
奥氏体不锈钢型号对照表
• 中国 • 0Cr18Ni9
美国 304
含量
• 00Cr19Ni10 304L
• 0Cr17Ni12Mo2 316
• 家庭用品(类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸),汽车配件(风挡雨刷、消
。 声器、模制品),医疗器具,建材,化学,食品工业,农业,船舶部件
• 304L 18Cr-8Ni-低碳
• 作为低C的304钢,在一般状态下,其耐蚀性与304刚相似,但在焊接后或者消除应力后, 其抗晶界腐蚀能力优秀;在未进行热处理的情况下,亦能保持良好的耐蚀性,使用温度196℃~800℃。
• 综上所述,304、321、316L等奥氏体不锈钢尽管有良好的耐均匀 腐蚀性能,在有Cl—等卤素离子介质的环境中,因为加工残余应力 和温度梯度引起的热应力存在,不可避免的造成应力腐蚀。
结论:
• 一般来说,换热器的应力腐蚀开裂发生在 筒体内壁和管束的外壁,即应力比较大的 部位。
• 304L,316L奥氏体不锈钢在130℃以上 ,不发生应力腐蚀开裂的Cl-含量极限在 10×10-4%以下。
• 特点:韧性、耐晶间腐蚀性和焊接性高、耐腐蚀性优 于316L
• 弱势如下:普遍性与多面性弱,温度必须控制<250℃
• 00Cr17Ni14Mo2 316L
内因决定外因,因素决定性能
内因决定外因,因素决 定性能
304与304L的比较
• 304 18Cr-8Ni
• 作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲 等热加工性好,无热处理硬化现象(无磁性,便用温度-196℃~800℃)。
不锈钢被氯离子腐蚀是什么样子的啊
不锈钢被氯离子腐蚀是什么样子的啊在用奥氏体不锈钢制造的压力容器中,如果有氯化物溶液存在,也会产生应力腐蚀。
这是由于溶液中的氯离子使不锈钢表面的钝化膜受到破坏,在拉伸应力的作用下,钝化膜被破坏的区域就会产生裂纹,成为腐蚀电池的阳极区,连续不断的电化学腐蚀最终可能导致金属的断裂。
这种腐蚀与氯离子的浓度关系不大,即使是微量的氯离子,也可能产生应力腐蚀。
在实际生产中,有些设备并不是在正常操作条件下被腐蚀破坏的,而是在停车期间由于残留在容器中低浓度(5%)的氯化物冷凝液,产生了应力腐蚀裂纹。
也有因用含氯离子浓度较高的水进行耐压试验,结果残留在容器中的水被浓缩而生产应力腐蚀。
氯离子对奥氏体不锈钢的应力腐蚀,其裂纹通常是穿晶型的,并且多数是分枝状裂纹。
多数腐蚀裂纹都产生在焊缝附近,这就充分说明焊接残余应力是一个重要的因素。
氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀主要使点蚀。
机理: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路氯化物,结果在露出来的机体金属上腐蚀了一个小坑。
这些小坑被成为点蚀核。
这些氯化物容易水解,使小坑能溶液PH值下降,使溶液成酸性,溶解了一部分氧化膜,造成多余的金属离子,为了平很腐蚀坑内的电中性,外部的Cl-离子不断向空内迁移,使空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,并且向孔的深度方向发展,直至形成穿孔。
由于Cl离子是水中经常含有的物质,又是引起若干合金局部腐蚀的所谓“特性离子”(破钝剂),它进入缝隙或蚀孔内还会与H+生成盐酸,使腐蚀加速进行。
氯离子被认为是304不锈钢发生局部腐蚀的主要原因之一,由于氯离子半径小,穿透钝化膜的能力强,其电负性又很大,氯离子的存在加速了304不锈钢的腐蚀。
另外,应力的存在也加速了氯离子对304不锈钢的腐蚀,降低了304不锈钢抗氯离子应力腐蚀的临界浓度。
在氯离子存在的情况下,多发生的是孔蚀也叫点蚀,属于电化学腐蚀。
点腐蚀多发生在上表面生成钝化膜的金属材料上或表面有阴极性镀层的金属上,当这些膜上某点发生破坏,破坏区下的金属基体与膜未破坏区形成活化—钝化腐蚀电池,钝化表面为阴极,而且面积比活化区大很多,腐蚀就向深处发展而形成小孔。
氯离子对不锈钢腐蚀原理
精心整理氯离子对不锈钢有多种腐蚀?1.对钝化膜的破坏?目前有几种理论,比较权威:?✍成相膜理论:Cl-半径小,穿透能力强,容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性的化合物,使氧化膜的结构发生变化。
?✍吸附理论:Cl-有很强的可被金属吸附的能力,优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉,氯离子和氧子争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。
?2.孔蚀(点蚀)孔蚀失效机理?在压力容器表面的局部地区,出现向深处腐蚀的小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀轻微,这种腐蚀形态称为小孔腐蚀(也称点蚀)。
点蚀一般在静止的介质中容易发生。
具有自钝化特性的金属在含有氯离子的介质中,?经常发生孔蚀。
蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,具有深挖的动力,即向深处自动加速。
? 含有氯离子的水溶液中,不锈钢表面的氧化膜便产生了溶解,其原因是由于氯离子能优先有选择地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物,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。
在外加阳极极化条件下,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。
在自然条件下的腐蚀,含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时,能促使蚀核长大成蚀孔。
氧化剂能促进阳极极化过程,使金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位以上。
蚀孔内的金属表面处于活化状态电位较负,蚀孔外的金属表面处于钝化状态,电位较正,于是孔内和孔外构成一个活态———钝态微电偶腐蚀电池,电池具有大阴极小阳极面积比结构,阳极电流密度很大,蚀孔加深很快,孔外金属表面同时受到阴极保护,可继续维持钝化状态。
孔内主要发生阳极溶解:?Fe?→Fe2+?+?2e?,?Cr?→Cr3?+?+?3e?,?Ni?→Ni2?+?+?2e。
?介质呈中性或弱碱性时,孔外的主要反应为:?O2?+?H2O?+?2e?→2OH-。
浅析Cl-对奥氏体不锈钢的腐蚀危害
首先,钝化金属表面上局部吸附侵 蚀性阴离子(Cl-) ,溶液中同时存在的溶 解氧或氧化剂,使金属的腐蚀电位升高, 达到或超过临界点蚀电位,这时,Cl-就可能 击穿表面膜,导致点蚀核的产生。点蚀从 亚稳态孔蚀行为开始。不锈钢表面的各 种缺陷,如表面硫化物夹杂、晶界碳化物 沉积、表面沟槽处等地方,钝化膜首先遭 到破坏露出基层金属,出现小蚀孔(孔径多 为20~30μm) ,这就是亚稳态孔核,成为点 腐蚀生成的活性中心。
接下来,蚀核形成后,相当一部 分点仍可能再钝化,若再钝化阻力小, 蚀核就不再长大。当受到促进因素 影响,蚀核继续长大至一定临界尺寸 时(一般孔径大于30μm) ,金属表面出 现宏观可见的蚀孔,这个特定点成为 孔蚀源。
最后,蚀孔一旦形成则加速生长。 一般认为, 阳离子的容易释放以及阴 离子向缺陷位置上微观凹陷处的迁 移,会引起由于水解作用而产生的侵 蚀性环境的形成;在这些分散的点上 生成的酸性溶液首先可局部地侵蚀 氧化膜,然后侵 蚀金属基体, 加速点蚀发展。
• 不锈钢良好的耐蚀性能来自其表面的可钝化性, 关于不锈钢的表面钝化曾提出过多种不同假说, 主要有氧化物膜理论、吸附膜理论等; • 竞争吸附理论提出, Cl-的竞争吸附可以诱发 点蚀,卤素离子能够渗透并破坏不锈钢表面的 钝化膜,被破坏后的氧化膜难以再生和修复, 所以引起腐蚀;按照此理论,点蚀的发生和发 展主要分三个阶段:
Cl-点蚀机理分析
Cl-点蚀机理Biblioteka 析指标• 由于不锈钢在实际应用中经常处于复杂的变温腐蚀介 质中,温度对于不锈钢腐蚀的影响非常重要, 自从上世纪 70年代初,普遍采用临界点蚀温度评价不锈钢耐点蚀 性能。 • 氯离子在水溶液中的腐蚀属于电化学腐蚀体系,也可 以用电化学极化曲线评价不锈钢耐点蚀性能。
最新氯离子对不锈钢的腐蚀
氯离子对不锈钢的腐蚀问题描述:对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀,各种权威的书籍均有严格的要求,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我们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,因些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、应力腐蚀失: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。
实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。
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。
Cl离子对奥氏体不锈钢的腐蚀
在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。
普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。
Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。
Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。
氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。
虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为2 种观点。
成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。
吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。
因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。
电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。
这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。
因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。
2 应力腐蚀失效及防护措施2. 1 应力腐蚀失效机理其中在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。
因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。
所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。
应力腐蚀一般都是在特定条件下产生:①只有在拉应力的作用下。
② 产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。
奥氏体不锈钢氯离子腐蚀浓度
奥氏体不锈钢氯离子腐蚀浓度奥氏体不锈钢是一种广泛应用于化工、建筑、食品工业等领域的金属材料。
其主要成分为铁、铬、镍等元素,具有优良的抗腐蚀性能。
然而,在特定环境下,如氯离子存在的环境中,奥氏体不锈钢仍可能发生腐蚀。
本文将探讨奥氏体不锈钢氯离子腐蚀浓度对其腐蚀速率的影响,并提出提高抗氯离子腐蚀的方法。
一、奥氏体不锈钢概述奥氏体不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性的不锈钢,其组织结构主要为奥氏体相。
奥氏体不锈钢在正常条件下具有良好的耐腐蚀性能,但在氯离子存在的环境中,其抗腐蚀性能会受到影响。
二、氯离子腐蚀的影响因素1.氯离子浓度:氯离子浓度越高,腐蚀速率越快。
实验研究表明,氯离子浓度在10ppm以下时,奥氏体不锈钢的腐蚀速率较慢;当氯离子浓度达到100ppm时,腐蚀速率显著增加。
2.温度:温度对氯离子腐蚀也有很大影响。
一般来说,温度越高,氯离子腐蚀速率越快。
3.金属表面清洁度:金属表面存在污垢、油脂等有机物时,会加速氯离子的吸附,从而增加腐蚀速率。
4.金属晶粒大小:金属晶粒越粗大,腐蚀速率越快。
因为晶粒间的缝隙容易滞留氯离子,从而加速腐蚀过程。
三、奥氏体不锈钢氯离子腐蚀浓度与腐蚀速率的关系氯离子浓度与奥氏体不锈钢腐蚀速率呈正相关关系。
当氯离子浓度较低时,腐蚀速率较慢;随着氯离子浓度的增加,腐蚀速率逐渐加快。
此外,氯离子浓度还会影响腐蚀产物的主要成分。
在低氯离子浓度下,腐蚀产物主要为氧化物;在高氯离子浓度下,腐蚀产物中氯元素含量增加,腐蚀产物形态发生改变。
四、提高奥氏体不锈钢抗氯离子腐蚀的方法1.选择合适的合金元素:提高镍、钼等合金元素的含量,可以增强奥氏体不锈钢的抗氯离子腐蚀性能。
2.控制金属晶粒大小:通过热处理、冷加工等方法,细化金属晶粒,降低晶界处的腐蚀速率。
3.金属表面处理:采用喷涂、电镀等方法,在金属表面形成保护层,隔离氯离子与金属基体的接触。
4.优化腐蚀环境:降低氯离子浓度、控制温度等,减轻氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀影响。
奥氏体不锈钢氯离子腐蚀浓度
奥氏体不锈钢对氯离子的腐蚀浓度
奥氏体不锈钢对氯离子的腐蚀浓度是指在特定条件下,能使奥氏体不锈钢发生腐蚀的氯离子的最低浓度。
根据不同的材料和条件,奥氏体不锈钢对氯离子的腐蚀浓度是不同的。
一般来说,奥氏体不锈钢在低浓度的氯离子环境中具有良好的耐蚀性能,而在高浓度的氯离子环境中容易发生腐蚀。
请注意,奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能主要与其中的Cr(铬)元素有关。
铬可以形成一层致密的氧化铬膜,能够阻隔氯离子的侵蚀,起到保护钢材的作用。
一般来说,当奥氏体不锈钢中的铬含量达到10%以上时,其抗氯离子腐蚀的能力显著增强。
另外,有些元素如Mo (钼)、Cu(铜)等也可以提高奥氏体不锈钢的抗氯离子腐蚀能力。
这些元素的添加能够增加铬氧化物的稳定性,减缓腐蚀的速度。
总的来说,奥氏体不锈钢对氯离子的腐蚀浓度是一个相对概念,具体的数值取决于具体的材料成分和工作条件。
因此,要保证奥氏体不锈钢在氯离子环境中具有良好的耐蚀性能,应选择合适的材料,并注意控制氯离子的浓度。
奥氏体不锈钢的腐蚀
奥氏体不锈钢的腐蚀奥氏体不锈钢不仅有良好的耐腐蚀性能,而且有良好的力学性能、工艺性能、焊接性能、低温性能和没有磁性。
漂亮美观,是最理想的金属材料。
所以人们一听到奥氏体不锈钢管用在自来水工程上,在施工中采用氩弧焊焊接,总是万无一失没有问题的。
其实恰恰相反,原因是一般自来水中都含有氯离子(Cl一),微量的Cl一和O2一般影响很大,几个ppm Cl一加上微量O2,可以引起18/8铬镍不锈钢孔蚀和引力腐蚀的破坏.一、据有关资料介绍,奥氏体不锈钢腐蚀破坏事例1、某工厂几十台不锈钢储罐,分别用板厚4—6mm的SUS304、304L、316、316L不锈钢板焊接而成。
在安装后充水,水源来自消防龙头,仅3—4个月放水检查时,就发现严重的点蚀,最多一个罐达200多个蚀孔,最深达4—5mm,储罐已不能正常使用,只好报废,造成巨大的经济损失。
其原因是水中含有氯离子(76~ 1152uug.g-1 CL一),加之焊接酸洗、等工艺控制不严,造成不锈钢表面钝化膜局部弱化或破坏所致。
2、腐蚀点孔极易成为应力腐蚀破裂或腐蚀疲劳的裂纹源。
例如:我国曾发生数起电站锅炉高温过热器和再热器管在投入运行前出现严重泄漏的重大事故。
这些炉管的材料是TP304H不锈钢,在制造中曾在敏化高温区加热,此后在水压试验时,采用了含有少量氯离子(约40ug.g一的自来水,或虽末试泵,但在海滨大气条件下堆放了很长时间。
结果由于残留在水中的氯离子或海洋大气中氯化物的作用,在管内外表面发生了点腐蚀,并进而导致晶间型氯化物应力腐蚀破坏。
3、台湾积体电路(上海)有限公司冲身洗眼器系统,SUS304不锈钢管道,使用介质为自来水,验收运行3~4个月,焊接接头泄漏率高达14.99%、其中焊缝上泄漏占4.48%、热影响区泄漏占10.5%、(热影响区熔合线上泄漏占8.19%、管材上泄漏占0.93%、管件上泄漏占1.39%)原因是自来水中含有氯离子95.9mg/L,(属正常自来水水质),水流速度基本为静态。
氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理
氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理?氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀主要使点蚀。
机理: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路氯化物,结果在露出来的机体金属上腐蚀了一个小坑。
这些小坑被成为点蚀核。
这些氯化物容易水解,使小坑能溶液PH值下降,使溶液成酸性,溶解了一部分氧化膜,造成多余的金属离子,为了平很腐蚀坑内的电中性,外部的Cl-离子不断向空内迁移,使空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,并且向孔的深度方向发展,直至形成穿孔。
由于Cl离子是水中经常含有的物质,又是引起若干合金局部腐蚀的所谓“特性离子”(破钝剂),它进入缝隙或蚀孔内还会与H+生成盐酸,使腐蚀加速进行。
氯离子被认为是304不锈钢发生局部腐蚀的主要原因之一,由于氯离子半径小,穿透钝化膜的能力强,其电负性又很大,氯离子的存在加速了304不锈钢的腐蚀。
另外,应力的存在也加速了氯离子对304不锈钢的腐蚀,降低了304不锈钢抗氯离子应力腐蚀的临界浓度。
在氯离子存在的情况下,多发生的是孔蚀也叫点蚀,属于电化学腐蚀。
点腐蚀多发生在上表面生成钝化膜的金属材料上或表面有阴极性镀层的金属上,当这些膜上某点发生破坏,破坏区下的金属基体与膜未破坏区形成活化—钝化腐蚀电池,钝化表面为阴极,而且面积比活化区大很多,腐蚀就向深处发展而形成小孔。
点腐蚀发生于有特殊离子的介质中,例如不锈钢对含有卤素离子的溶液特别敏感,其作用顺序为Cl—>Br>1—。
这些阴离子在合金表面不均匀吸附导致膜的不均匀破坏。
氯离子具有很强的穿透本领,容易穿透金属氧化层进入金属内部,破坏金属的钝态。
同时,氯离子具有很小的水合能,容易被吸附在金属表面,取代保护金属的氧化层中的氧,使金属受到破坏。
点腐蚀发生在某一临界电位以上,该电位称为点蚀电位(或击破电位),用Eb表示。
如把极化曲线回扫,又达到钝态电流所对应的电位Erb,称为再钝化电位(或叫保护电位)。
(完整)氯离子对不锈钢腐蚀的机理
氯离子对不锈钢腐蚀的机理氯离子对不锈钢腐蚀的机理 :在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。
普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能.Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。
Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。
氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。
虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为2 种观点。
成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀.吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。
因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。
电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。
这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。
因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。
2 应力腐蚀失效及防护措施2。
1 应力腐蚀失效机理其中在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右.因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。
所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。
应力腐蚀一般都是在特定条件下产生:①只有在拉应力的作用下。
氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理终审稿)
氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀主要使点蚀。
机理: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路氯化物,结果在露出来的机体金属上腐蚀了一个小坑。
这些小坑被成为点蚀核。
这些氯化物容易水解,使小坑能溶液PH值下降,使溶液成酸性,溶解了一部分氧化膜,造成多余的金属离子,为了平很腐蚀坑内的电中性,外部的Cl-离子不断向空内迁移,使空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,并且向孔的深度方向发展,直至形成穿孔。
由于Cl离子是水中经常含有的物质,又是引起若干合金局部腐蚀的所谓“特性离子”(破钝剂),它进入缝隙或蚀孔内还会与H+生成盐酸,使腐蚀加速进行。
氯离子被认为是304不锈钢发生局部腐蚀的主要原因之一,由于氯离子半径小,穿透钝化膜的能力强,其电负性又很大,氯离子的存在加速了304不锈钢的腐蚀。
另外,应力的存在也加速了氯离子对304不锈钢的腐蚀,降低了304不锈钢抗氯离子应力腐蚀的临界浓度。
在氯离子存在的情况下,多发生的是孔蚀也叫点蚀,属于电化学腐蚀。
点腐蚀多发生在上表面生成钝化膜的金属材料上或表面有阴极性镀层的金属上,当这些膜上某点发生破坏,破坏区下的金属基体与膜未破坏区形成活化—钝化腐蚀电池,钝化表面为阴极,而且面积比活化区大很多,腐蚀就向深处发展而形成小孔。
点腐蚀发生于有特殊离子的介质中,例如不锈钢对含有卤素离子的溶液特别敏感,其作用顺序为Cl—>Br>1—。
这些阴离子在合金表面不均匀吸附导致膜的不均匀破坏。
氯离子具有很强的穿透本领,容易穿透金属氧化层进入金属内部,破坏金属的钝态。
同时,氯离子具有很小的水合能,容易被吸附在金属表面,取代保护金属的氧化层中的氧,使金属受到破坏。
点腐蚀发生在某一临界电位以上,该电位称为点蚀电位(或击破电位),用Eb表示。
奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)管材在含有氯离子介质中腐蚀的原因分析
第3 7卷第 1 期
4 奥 氏体 不锈 钢 的 腐 蚀 类 型 【-1 12
与 氯离子 的浓度关 系不大 , 即使 是微 量 的氯 离子 , 也 能产 生应 力腐 蚀 。
1 奥 氏体 不锈 钢 1 r8 iT 性 质 ¨_ l N9 i C 2
奥 氏体不 锈 钢坚韧 、 延展 , 重 要 的是 易 加工 可 最 焊接 , 用 广 泛 。 可用 于 制 造 管 材 ( 力 管 道 ) 热 应 压 、 交换 器 的壳管 、 板等 。然 而 , 含 有 氯离 子 的 介质 平 在 中并 非真 正不 锈 , 会 被腐 蚀 、 孔 、 裂 等 。这 些 它 穿 断
1 r8 i i ClN9 将发生腐蚀 , T 由于大 阴极对小 阳极 的缘 故, 这类腐蚀是局部腐蚀 , 包括孔蚀、 缝隙腐蚀 、 应力 腐蚀 开裂 。
内使用介质是 : 乙烯气体、 氯 氯化氢气体 ( 脱水不好
时 , 质会 长 时 间带 水 ) 资 料 审查 中未 见 安装 及验 介 , 收 资料 。工作 压 力 :.MP ; 作 温 度 :O 。该 压 12 a工 5℃ 力管 道 安装并 投 运二 年 , 生管 道 泄漏 ( 发 泄漏 位 置 不 是在 焊 接位 置 、 而是在 直段 上 ) 经停 车后 检 验 发现 、 , 泄漏 处是 一处 大 小 q O m 的穿 孔 , 除法 兰后 对 管 b m l 拆 道 内壁 进行 检验 发现 、 管道 内 已存 在 多处 分 散 点状
作者简介 : 钱世刚 (9 5 , , 16 一) 男 工程 师 , 从事承压类特种设备 的检验 工作及无损检检测工作 ; 联系人 : 尤刚 , 邮编 : 0 0 , 5 0 2 贵阳市兴关路 5
兴关北巷 1 8号。
奥氏体不锈钢氯离子腐蚀浓度
奥氏体不锈钢氯离子腐蚀浓度摘要:I.简介- 奥氏体不锈钢的概述- 氯离子腐蚀的影响II.奥氏体不锈钢氯离子腐蚀的机理- 氯离子的来源和影响- 氯离子腐蚀的机理III.奥氏体不锈钢的耐氯离子腐蚀性能- 奥氏体不锈钢的耐腐蚀性- 影响奥氏体不锈钢耐腐蚀性的因素IV.防止奥氏体不锈钢氯离子腐蚀的方法- 选择合适的奥氏体不锈钢材料- 控制氯离子的浓度- 阴极保护V.结论- 总结奥氏体不锈钢氯离子腐蚀的特点和防治方法正文:I.简介奥氏体不锈钢是一种广泛应用于化工、石油、海洋等领域的材料,其主要成分为铁、铬、镍等元素,具有良好的耐腐蚀性能。
然而,在氯离子环境下,奥氏体不锈钢的腐蚀问题仍然十分严重,对设备的稳定运行和安全性造成了威胁。
本文将详细介绍奥氏体不锈钢氯离子腐蚀的机理、影响因素以及防治方法。
II.奥氏体不锈钢氯离子腐蚀的机理氯离子腐蚀是一种电化学腐蚀,主要发生在金属表面的局部区域。
当氯离子存在时,它会与金属表面的局部区域形成原电池,产生电化学反应,使金属发生腐蚀。
对于奥氏体不锈钢而言,其腐蚀主要是由于氯离子与不锈钢中的铬元素发生反应,形成可溶性的铬酸盐,导致不锈钢表面的保护膜破裂,进而发生腐蚀。
III.奥氏体不锈钢的耐氯离子腐蚀性能奥氏体不锈钢具有良好的耐氯离子腐蚀性能,但在不同材料和环境下,其耐腐蚀性能差异较大。
一般来说,奥氏体不锈钢中的铬含量越高,其耐氯离子腐蚀性能越好。
此外,不锈钢中添加的镍、钼等元素也能够提高其耐腐蚀性能。
然而,在氯离子浓度较高、温度较高或局部应力较大的环境下,奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能会降低。
IV.防止奥氏体不锈钢氯离子腐蚀的方法为了防止奥氏体不锈钢氯离子腐蚀,可以采取以下方法:1.选择合适的奥氏体不锈钢材料:根据实际应用环境和腐蚀程度,选择耐氯离子腐蚀性能较好的奥氏体不锈钢材料。
2.控制氯离子的浓度:尽量降低氯离子的浓度,可以采用离子交换法、反渗透法等方法对水中的氯离子进行处理。
浅析Cl-对奥氏体不锈钢的腐蚀危害PPT共52页
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵, 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法, 总体上 来说, 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日,便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持,法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例,它们 迅速累 聚,进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律,事物有规律,这是不 容忽视 的。— —爱献 生
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——
奥氏体不锈钢在Cl~-介质中应力腐蚀研究
奥氏体不锈钢在Cl-介质中应力腐蚀研究郦建立Ξ(抚顺石油学院) 王宽福(浙江大学)摘 要 评述了奥氏体不锈钢在氯化物介质中应力腐蚀开裂。
从环境、冶金和力学等方面论述了SCC的主要因素,综合论述了控制奥氏体不锈钢SCC的工程参量和安全评定的方法。
提出了预防奥氏体不锈钢应力腐蚀的一些措施。
关键词 奥氏体不锈钢 应力腐蚀 工程参量 奥氏体不锈钢(304,316)以其优异的耐蚀性和较好的加工性,在化工、石油、动力工业和核工业等部门得到广泛的应用,然而其SCC(Stress Corrosion Cracking)破坏的几率也随之增大。
化工设备失效中SCC的失效占1/4,其中奥氏体不锈钢设备SCC失效要占其1/2[1],而且大部分由含Cl-介质环境引起。
因此对奥氏体不锈钢氯化物开裂进行了大量的研究[2~9]。
本文综述了奥氏体不锈钢SCC的主要影响因素、工程参量及安全评定的方法,并提出了一些预防措施。
1 奥氏体不锈钢Cl2环境开裂影响因素1.1 环境因素1.1.1 介质和浓度引起奥氏体不锈钢SCC破裂的介质,认为一般限于Cl-、F-、Br-、H2S x O6、H2S和NaOH等几种。
介质浓度越高,奥氏体不锈钢发生SCC的敏感性增加。
工程实际表明开裂常发生在温度高的部位,特别是热传递速度大、易发生干湿交替的部位[10,11]。
曾发现隔热层中浸出微量的Cl-引起SCC。
Staehle[12]发现汽相部位产生破裂的Cl-浓度较低,而液相则需要较高的Cl-浓度。
在实际工况中,设备的许多局部部位Cl-的浓度因设备结构和其所处环境条件的变化而提高,使较低Cl-浓度的介质也发生奥氏体钢的SCC,这给确定Cl-SCC的敏感性的浓度上限带来困难。
若在Cl-溶液中加入一些氧化剂(Fe3+, Cu2+,O2),将缩短破裂时间[13]。
有研究表明,Cl-溶液若能完全除去氧,SCC将不会发生。
卤化物中除Cl-外,F-和Br-同样具有SCC敏感性,但认为I-对Cl-溶液的SCC有缓蚀作用[14]。
浅谈氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀
浅谈氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀胡建军;张永芳【摘要】结合工程实例,分析了氯离子对奥氏体不锈钢产生的几种腐蚀,并提出了相应的防腐措施.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】3页(P35-37)【关键词】奥氏体不锈钢;晶间腐蚀;点蚀;应力腐蚀;氯离子;冷凝器【作者】胡建军;张永芳【作者单位】西安航天华威化工生物工程有限公司;西安航天华威化工生物工程有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ050.90 前言我国国家标准GB/T 20878—2007《不锈钢和耐热钢:牌号及化学成分》中,将不锈钢定义为:以不锈、耐蚀性为主要特性,且铬含量至少为10.5%,碳含量最大不超过1.2%的钢。
不锈钢之所以具有优良的耐蚀性,是因为在钢表面有一层Cr的氧化薄膜(也称钝化薄膜),这层钝化膜使钢与外界隔开,起到了保护作用,避免了钢的进一步腐蚀。
当钝化膜被破坏时,其耐蚀性也就大大减弱了。
关于氯离子对钝化膜的破坏目前有几种理论:(1)成相膜理论:Cl-半径小,穿透能力强,容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性的化合物,使氧化膜的结构发生变化。
(2)吸附理论:Cl-有很强的可被金属吸附的能力,优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉,氯离子和氧离子争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子,与金属形成氯化物;氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。
2010年10月某工程公司为某化工厂设计、制造了一台HCl塔冷凝器。
该设备使用一个多月后,下封头出现了2条贯穿性不规则裂纹。
为查清裂纹产生的原因,对该冷凝器及其工况进行了分析。
1 冷凝器的主要设计参数该冷凝器的主要设计参数见表1,设备主要几何尺寸及主要受压元件材料见表2。
2 封头裂纹产生的原因该冷凝器运行一个多月后,下封头距离中心约为700 mm的圆周上出现了2条贯穿性径向长为40~50 mm不规则裂纹。
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奥氏体不锈钢在Cl—介质中使用的腐蚀危害
武汉市润之达石化设备有限公司束润涛
1、奥氏体不锈钢概述
奥氏体不锈钢以304,321,304L,316L为典型代表,由于合金元素的不同而分别耐多种介质条件的腐蚀,广泛应用于石油、化工、制药、电力以及民用工业等。
304与321相比,后者为了改善焊接性能在材料中添加了钛元素。
由于金属钛的活泼性高于碳元素,使钛对焊接热影响区的铬起到稳定的化合作用,从而避免了材料在焊接热影响区由于贫铬而导致的晶间腐蚀。
304和321在大多数介质条件中的耐腐蚀能力是相当的,只是在强酸冲刷腐蚀环境中,321材料的焊缝边缘有刀状腐蚀现象。
304L 则是以进一步控制碳的方法来改善材料的焊接性能,但由于碳含量的降低,导致材料的机械强度与321相比有所下降。
316L(00Cr17Ni14Mo2)是超低碳且含Mo的奥氏体不锈钢,在许多介质条件中有良好的耐均匀腐蚀和坑点腐蚀性能。
Ni含量的提高(14%)有利于奥氏体相的稳定。
316L 在抗晶间腐蚀、高温硫、高温环烷酸和坑点腐蚀的能力方面要明显优于304(0Cr18Ni9)和321(0Cr18Ni10Ti)不锈钢材料。
根据大量的实验和实际使用证明,316L在Cl—腐蚀环境中的耐应力腐蚀能力与304和321相比并无明显区别,在工程应用中由于Cl—应力腐蚀失效的案例大量存在。
2、Cl—对奥氏体不锈钢材料的腐蚀机理论述
2.1点腐蚀
任何不锈钢材料都不同程度的存在非金属夹杂物,如硫化物、氧化物等等,这些在材料表面的非金属化合物,在Cl—的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀形态。
而一旦形成坑点以后,由于闭塞电池的作用,坑外的Cl—将向坑内迁移,而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移,从而形成电化学腐蚀。
由于Cl—的原子半径非常小,金属当中的任何非金属夹杂物以及焊接缺陷都将成为Cl—渗透腐蚀的源头。
对于合金含量较低且不含钼的不锈钢材料,虽然表面具有较致密的氧化膜,但在Cl-的作用下很容易发生坑点腐蚀,继而诱发应力腐蚀。
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。
2.2缝隙腐蚀和垢下腐蚀
缝隙腐蚀和垢下腐蚀机理一样,是由于缝隙中存在闭塞电池的作用,导致Cl—富集而出现的坑点腐蚀现象。
缝隙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。
垢下腐蚀一般发生在循环水、污水、海水,以及物料中污物的沉积而引起的氯离子的聚集。
缝隙腐蚀和垢下腐蚀与物料中静止溶液的浓缩有很大关系,一旦有了缝隙腐蚀和垢下腐蚀环境,继而形成点腐蚀形态,其诱导应力腐蚀的几率是很高的。
2.3应力腐蚀
Cl—对奥氏体不锈钢的应力腐蚀破坏性极大。
奥氏体不锈钢应力腐蚀的重要变量是温度、介质、夹杂物、焊接应力和加工应力的影响。
应力腐蚀的破裂方向一般与应力的作用垂直,并呈树枝状扩展。
应力来源于冷变形、焊接和金属钝击后的残余应力等,这些应力的产生使金属内部稳定的组织得到了破坏,导致晶粒在应力方向的作用下位错而形成滑移台阶,这些滑移台阶的构成给Cl—带来了吸附和渗透的机会。
耐氯化物应力腐蚀性能试验【1】
注:↑表示未断裂;×表示破裂
在上述腐蚀环境中,超纯铁素体不锈钢和双相不锈钢的试验时间均超过1000小时而不发生断裂。
由此可见,普通奥氏体不锈钢是不耐氯化物应力腐蚀的。
3、奥氏体不锈钢在Cl—环境中的腐蚀失效概述
尽管奥氏体不锈钢在Cl—环境中存在点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀特征,但点腐蚀和缝隙腐蚀都将成为应力腐蚀的根源,最后将对设备直接构成破坏性的影响。
3.1 由于焊接问题所引起的应力腐蚀
3.1.1焊缝热影响区的应力腐蚀
奥氏体不锈钢焊接部位的失效首先表现在焊缝热影响区,继而向焊缝中心和母材两侧扩展。
奥氏体不锈钢的热膨胀系数是铁素体钢的1.35倍,在焊接熔池的热膨胀作用下,钢水流动性增强,冷却时在焊接熔池内受收缩作用的影响,产生较大的收缩变形和一定的拉应力,因此产生应力腐蚀的可能性加大。
此外,奥氏体不锈钢焊接时,受敏化温度
的影响,在晶界析出大量的Cr23C6,这些碳化物将直接导致焊接熔合区和热影响区晶粒的长大和腐蚀电位的降低。
所以Cl—容易在该部位吸附并向晶界渗透,进一步由点蚀扩展成为应力腐蚀裂纹。
3.1.2焊接飞溅所引起的应力腐蚀
设备在焊接时若不对母材进行保护,而任由飞溅物和焊瘤与母材熔为一体,这将产生很大的冷却收缩应力,并使飞溅物和焊瘤与母体相连的面积内的母材呈横向柱状晶发展。
尽管焊接后可以用砂轮机将焊瘤和飞溅打磨平整,但由于该部位材料的组织已发生变化,晶粒变得粗大,方向性明显,极易造成点蚀和应力腐蚀破坏。
如某单位一台316L 的环己烷污水分离器,使用1年后就发生腐蚀泄漏。
检修时在罐内发现了大量制造过程中经打磨焊瘤和飞溅物所留下来的痕迹。
在焊瘤和飞溅物部位,大部分均可用肉眼看到腐蚀坑点,有一些尽管用肉眼看不到坑点,但实际上已经产生了微小的点腐蚀坑。
经检测,该设备腐蚀介质条件中,仅有极少量乙酸和氯离子,在入口处的氯离子含量仅2~5ppm,因此,产生腐蚀的主要原因是焊接缺陷。
下图为316L的分离罐由于焊接原因,在仅有少量氯离子环境中导致腐蚀泄漏的图片。
图1为焊接时野蛮起弧后,在氯离子环境中所构成的贯穿性裂纹。
图2为焊接时大量飞溅对设备所构成点腐蚀的破坏性影响。
图1 图2
3.2 由于加工硬化所引起的应力腐蚀
3.2.1由于碰撞和锤击所引起的应力腐蚀
不锈钢在机械碰撞和锤击之后,会产生较大的拘束应力,而呈放射状的应力形成方向即是产生树枝状应力腐蚀裂纹的根源。
在大量的工程应用中,我们发现了许多类似的腐蚀形态。
因此,在制作这类不锈钢时,《容规》第108条【2】强调了必须使用专业场地和专业设备的必要性。
不仅要防止铁离子污染,而且还要防止强力组装和机械撞击。
3.2.2 由于冷变形所造成的应力腐蚀
316L、304和321等普通奥氏体不锈钢在卤化物介质中,最容易导致应力腐蚀的主要原因在于制作方面的因素。
从理论上来说,该类材质在变形量较大时存在冷变形的相变,即在胀接和弯曲时,变形部位的屈服强度会大幅上升,导致屈/强比值接近。
这是由于在冷变形产生时,部分不稳定的奥氏体会发生马氏体转变,即通常所说的冷作硬化。
3.2.3 垢下点腐蚀诱导的应力腐蚀
在循环水、污水、海水等腐蚀环境中,由于水中微生物、颗粒物的存在,在使用过程中的流体死角和流速较慢的部位一般都会有沉积物堆积,在温差作用下会结垢。
在流体中的沉积物和结垢层是氯离子聚集的区域,也是产生电化学腐蚀最活跃的部位,在这样的环境中产生坑点腐蚀的危害很大。
由于奥氏体不锈钢对氯离子非常敏感,即使316L 不锈钢也会在点腐蚀的诱导下发生应力腐蚀开裂。
上图为点腐蚀导致的应力腐蚀裂纹
3.2.4换热管由于胀接应力所引起的应力腐蚀
换热管在强度胀和贴胀之后,在台阶处的附加应力很大,据文献介绍,由机械贴胀所引起的附加应力达到100MPa以上【3】,而机械强度胀的附加应力则更大。
因此,该材质换热器的应力腐蚀失效主要是在管头部位焊缝边缘的热影响区和机械胀接的台阶处。
国内大多数机械制造厂家生产的奥氏体不锈钢换热器的应力腐蚀失效,几乎完全出现在换热管胀接的台阶处和管头焊接的热影响区,其微观腐蚀形态均呈树枝状裂纹。
胀接应力所带来的危害要远大于焊接应力所带来的危害。
4、结论
综上所述,304、321、316L等奥氏体不锈钢尽管有良好的耐均匀腐蚀性能,但在有Cl—等卤素离子介质存在的环境中使用是不太合适的,其点腐蚀以及点腐蚀所诱导的应力腐蚀的危害性将给装置的正常生产带来措手不及的麻烦。
参考文献:
【1】:《不锈钢》,陆世英等主编,原子能出版社,1995年出版。
P137面。
【2】:《压力容器安全技术监察规程》,中国劳动社会保障出版社,1999年10月出版。
【3】:陆世英等,12台1Cr18Ni10Ti不锈钢热交换器失效原因分析,《不锈》2000年第4期,P31面。