不锈钢管道腐蚀分析
304不锈钢和201不锈钢防腐要求
304和201不锈钢是目前常见的不锈钢材料，它们分别适用于不同的防腐要求。
本文将就这两种不锈钢材料的特点、适用范围以及防腐要求分别进行介绍。
一、304不锈钢的特点及适用范围1. 304不锈钢是一种具有良好的耐腐蚀性能和高温强度的不锈钢材料；2. 304不锈钢具有优良的工艺性能，易于加工成各种型材，适用于制作各种机械设备、化工设备和食品加工设备等；3. 304不锈钢在常温下具有良好的抗氧化性能，适用于制作耐腐蚀的容器、管道和化学品搅拌设备等。
二、201不锈钢的特点及适用范围1. 201不锈钢是一种具有一定耐腐蚀性能的不锈钢材料，主要由17-4.5的铬和4-5的镍以及一定量的锰和氮组成；2. 201不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和强度，适用于一些一般要求不太严格的室内装饰材料、家具以及厨房用具等；3. 201不锈钢的表面处理效果较好，适合用于制作一些要求美观性的产品。
三、304和201不锈钢的防腐要求1. 对于一些需要耐腐蚀能力较高的设备和器件，如化工设备、海洋设备等，一般选择304不锈钢材料，以保证设备的长期使用寿命；2. 对于一些一般要求不太严格的室内装饰材料、家具以及厨房用具等，可以选择使用201不锈钢材料，以降低成本并保证产品的使用寿命。
在选择304和201不锈钢材料时，需要根据具体的使用环境和要求来确定具体的材料种类，以保证产品的使用寿命和耐腐蚀性能。
304和201不锈钢是两种常见的不锈钢材料，它们具有不同的特点和适用范围，因此在实际应用中需要根据具体的使用环境和要求来选择合适的材料。
下面将进一步探讨304和201不锈钢的特点，并对它们的防腐要求进行详细分析。
一、进一步了解304不锈钢的特点304不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和高温强度的特点，这是由其化学成分所决定的。
304不锈钢主要由18的铬和8的镍组成，除此之外还含有少量的碳、锰、磷、硅、硫、氮和钛等元素。
这些元素的存在使得304不锈钢具有良好的耐腐蚀性和强度，尤其是在常温下具有极好的抗氧化性能，因此广泛应用于化工设备、食品加工设备、容器、管道等领域。
微生物腐蚀和CL离子对不锈钢管道焊缝的协同腐蚀分析
微生物腐蚀和CL离子对不锈钢管道焊缝的协同腐蚀分析摘要：结合沙特利雅得电站项目化水不锈钢管焊缝漏点分布规律和腐蚀形貌特征，对漏点焊缝做金相分析和腐蚀部位焊缝及其沉积物进行化学成分、电镜和能谱分析，并对不锈钢管道内运行的水质取样化验，探究微生物和CL离子对化水不锈钢管道焊缝腐蚀的影响。
通过腐蚀作用机理分析提出了预防不锈钢管道在运行条件下防腐蚀措施和建议。
关键词：水处理系统；微生物腐蚀；CL离子；不锈钢管道焊缝；协同作用随着不锈钢在多种工业部门如核能、石油、化工中的应用，不锈钢的微生物腐蚀越来越受到关注，在生产中出现了由于微生物腐蚀影响导致不锈钢材料出现点蚀而遭受破坏的例子，对于微生物腐蚀造成的经济损失在国内外已经引起了广泛的注意。
316L不锈钢管有良好的机械性能和经济性能，耐腐蚀性比较强，所以现在电厂水处理系统较多地使用316L不锈钢管道，但如果调试阶段将316L不锈钢管道处在微生物腐蚀条件，特别是在CL离子的激发情况下，不锈钢管道焊缝也容易发生点蚀等问题，严重时会出现腐蚀泄露。
图1化水系统漏点分布图1. 化水不锈钢焊缝腐蚀情况腐蚀点均在焊缝和热影响区，且大部分位于管内壁正下方，焊缝与母材交叉处有部分不同程度的金属脱落，焊缝表面存在大量腐蚀产物，有大量晶体析出。
现场对存在漏点的不锈钢焊缝切割下来观察，管内焊缝表面热变色较严重，有棕色锈蚀,且从焊缝腐蚀表面都是口小里大，甚至表面上肉眼还看不出有腐蚀坑，将表面稍稍研磨调一小点，就会越来越大，因此腐蚀是从内壁开始逐渐延伸到焊缝表面。
2 腐蚀部分成分分析在管道外表面腐蚀沉淀物发现的元素有铁、氧、钙、硫、和少量的钾和镁。
焊缝内部腐蚀沉淀物发现：铁、氧、氯、硫和少量的锰、钙和铜。
可以看出局部腐蚀部分存在腐蚀性元素硫和氯，特别是个别点氯含量到达43%。
抗腐蚀合金Cr明显缺失。
不锈钢耐腐蚀的重要因素在于其保护性氧化膜是自愈性的，研究表明在水溶液中，需要12%的铬才能产生自钝化作用，形成包含大量的很薄的保护膜，如果铬的比例低于完全保护所需的比例或者某些原因造成不锈钢晶界出现贫铬区，铬就会溶解在铁表面形成氧化物中而无法形成有效保护膜，从而发生腐蚀现象。
化工装置304不锈钢管道腐蚀失效的分析及措施
1 碱液对304不锈钢管道腐蚀的分析以及措施在某个化工建设项目过程中，在其中一条304不锈钢管道线路中，当投入使用两周后出现碱液泄漏现象。
泄漏的碱液是质量分数为40%的氢氧化钠溶液，由于这条管线贯穿于整个项目系统之中，所以对其他管材也有不同程度的影响。
在此对其中304不锈钢管道腐蚀泄漏情况的原因进行了分析。
在施工过程当中，输送碱液是间断性的，也没有对管道进行排空碱液，因此在不锈钢管道里面长期滞留积液，这样造成了管道的点蚀。
并且此项目施工季节为冬季，在管道内的积液中水分容易析出，进而氢氧化钠浓度升高，氢氧根离子对管道进行侵蚀，且在不锈钢材料中产生电荷载体，最终导致管道内碱液泄漏。
未经使用的管材都需要进行酸洗钝化处理，让钝化膜与管道内壁接触紧密，这样才不会发生腐蚀泄漏。
该钝化膜的有效化学成分是三氧化二铬，如果内壁上的钝化膜遭到破坏，材料中的铬离子经过一段时间会与铁的氧化物发生置换反应，形成新的钝化膜。
但是焊接的高温容易对钝化膜造成破坏，碱液更容易接触到管壁，因此给管道的腐蚀提供了条件。
根据以上腐蚀现象的成因，本节列举出以下两项措施对304不锈钢管道的腐蚀现象进行预防与弥补。
在最初设计304不锈钢管道时，设计人员应该考虑到管材的使用环境，对其材质、制作工艺进行严加挑选。
并且做好管道使用前的酸洗钝化处理，避免管道内壁与强酸强碱溶液进行紧密接触。
在设计管道系统时应该设置积液的放空装置，对管道内的溶液及时排放掉，有助于延长管道的使用寿命。
在施工过程中，应该避免金属管道内壁产生电荷载体，并且在工人焊接管道时应该按照安全焊接工艺的流程，对焊接后的管道接口进行及时冷却处理，减少持续的高温对钝化膜的影响。
2 氯离子溶液对304不锈钢管道腐蚀的分析以及措施针对氯离子溶液对304不锈钢管道腐蚀做如下对比实验，取两块截面积相等的304不锈钢管，一面用环氧树脂进行封装，另一面焊上导线，试验前用砂纸打磨后并用酒精去脂。
具体试验环境是依照某自来水厂的输送管线来进行模拟，需要配置不同浓度的氯离子溶液（以氯化钠的形式融到水中）。
316L不锈钢的抗腐蚀性分析
316L不锈钢的抗腐蚀性分析
首先，316L不锈钢的成分对其抗腐蚀性能起到了关键作用。
316L不
锈钢主要由铁（Fe）、铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）及少量的其他元素
组成。
其中，铬是最主要的合金元素，其含量一般在16%~18%之间。
低碳
含量的316L不锈钢在碳含量不超过0.03%时，具有更优异的抗腐蚀性能。
此外，镍的添加可以提高316L不锈钢的耐腐蚀性能，增加其对非氧化性
酸的抵抗能力。
钼的加入则有助于提高材料的抗晶间腐蚀和耐点蚀性能。
其次，316L不锈钢在不同腐蚀介质中的抗腐蚀性能值得关注。
该材
料能够抵抗多种腐蚀介质的侵蚀，包括碱性溶液、酸性溶液以及盐水等。
在酸性介质中，316L不锈钢通过碱化反应，在其表面形成一层致密的铬
酸钾膜，从而阻止进一步的腐蚀。
而在氯化物环境中，钼可使得316L不
锈钢的耐点蚀性明显提升，增加了材料的使用寿命。
此外，由于316L不
锈钢具有较好的耐高温性能，可在高温腐蚀介质中长时间运行而不受损失。
316L不锈钢的抗腐蚀机制主要有以下几个方面。
首先，铬元素使得
材料表面形成一层致密的铬氧化物膜，称为钝化膜。
该膜可以有效防止进
一步腐蚀介质的侵蚀，起到了保护作用。
其次，钼元素的加入提高了钢材
的点蚀性能，钼的高点蚀电位能够减轻材料的腐蚀程度。
此外，低碳含量
也有利于316L不锈钢的抗腐蚀性能，因为低碳含量能降低晶间腐蚀的风险。
海洋环境下不锈钢管道腐蚀机理分析及防腐研究
海洋环境下不锈钢管道腐蚀机理分析及防腐研究作者：于林科等来源：《山东工业技术》2015年第16期摘要：本文就复杂海洋环境下不锈钢管道腐蚀原因进行综合分析，重点分析高湿度海风及盐雾中氯离子对不锈钢管道表面腐蚀破坏的机理，并提出几种防腐措施，为以后同类工程的实施提供有效的解决办法。
关键词：海洋环境；氯离子；表面腐蚀；防腐措施1 前言某海岛输电工程项目中，采用0Cr18Ni9Ti不锈钢无缝管道进行水系统输送。
室外管路表面处理方式为喷砂处理。
该系统管道在投用10个月后，发现室外管道表面锈蚀比较严重，出现较多的锈迹。
现场通过对管道表面锈迹处理发现，此锈迹为浮锈，只需用拉丝布擦拭即可清除掉锈迹。
为彻底弄清室外不锈钢管道短时间产生锈蚀的原因，解决不锈钢管道运行寿命的问题。
本文就高温、高湿度、高盐分海风、盐雾、海水飞溅等复杂海洋环境下不锈钢管道腐蚀原因进行综合分析，重点分析高湿度海风及盐雾中氯离子对不锈钢管道表面腐蚀破坏的机理，并提出一些列防腐措施，为以后同类工程的实施提供有效的解决办法。
2 腐蚀原因综合分析2.1 管道化学成分分析用材质分析仪对不锈钢管道化学成分进行分析，结果表明：管道化学成分符合0Cr18Ni9Ti 牌号的要求。
2.2 海洋环境下不锈钢管道腐蚀分析海洋大气环境与内陆大气环境有很多区别，对不锈钢管道腐蚀分析时，需要考虑高温、高湿度、高盐分海风、盐雾、海水飞溅等多种因素[1]。
2.2.1 高盐分海风、盐雾、海水飞溅在海洋环境下的海风、海浪比较频繁，海风引起的海浪使得海水中的大量盐液与大气混合，使得大气中还有大量盐分，而这些盐分中还有大量的氯离子，这些盐分中的氯离子具有较高的电导率，容易形成电解质溶液，在金属表面形成微电池，增强了腐蚀的活性，破坏金属表面的钝化膜。
海洋环境下在温度较高的情况下，大量的海水产生雾化现象，形成大量盐雾，而盐雾的主要成分与海水及其相似，对不锈钢管道的表面也会产生腐蚀。
产生腐蚀的主要原因还是盐雾中的大量氯离子。
浅谈薄壁不锈钢管在工程中防腐措施
浅谈薄壁不锈钢管在工程中防腐措施摘要：本文针对薄壁不锈钢管道安装过程中的腐蚀情况，进行原因分析，并通过工程实例，提出不锈钢管防腐应注意的措施。
关键词：薄壁不锈钢管道；防腐；措施前言水生命之源，生活饮用水的质量与人体健康密切相关。
通过多年来的工程应用，镀锌钢管易生锈存在“二次水污染”问题。
塑料管由于线性膨胀系数较大，其耐温耐压能力随着被传输介质温度的升高和使用年限的增加逐渐下降，容易受阳光紫外线照射，加速老化。
钢塑复合管是由钢管与塑料管复合管材，使用温度的上限为70℃，在高温或低温时由于钢与塑的膨胀系数相差大，使得管头塑料产生膨胀或收缩。
而薄壁不锈钢管的问世并应用于建筑给水、热水及饮用净水工程，具有重量轻、力学性能好、光洁亮丽、使用寿命长、摩阻系数小、不易产生二次污染等优点，且综合成本合理，符合建设部提出的“新颖节能、环保”住宅产品的要求，是管材领域中理想的绿色环保产品。
1薄壁不锈钢管腐蚀的分类、原因及情况1.1 根据薄壁不锈钢管腐蚀原理分为化学腐蚀和电化学腐蚀（1）化学腐蚀是根据化学的多相反应机理，金属表面的原子直接与反应物（如氧﹑水﹑酸）的分子相互作用。
金属的氧化和氧化剂的还原是同时发生的，电子从金属原子直接转移到接受体，而不是在时间或空间上分开独立进行的共轭电化学反应。
（2）电化学腐蚀是最常见的腐蚀，金属腐蚀中的绝大部分均属于电化学腐蚀。
如在自然条件下（如海水、土壤、地下水、潮湿大气、酸雨等）对金属的腐蚀通常是电化学腐蚀；工程实际中的薄壁不锈钢管腐蚀，绝大多数都属于电化学腐蚀。
1.2 薄壁不锈钢管腐蚀的原因及情况薄壁不锈钢管的抗腐蚀性能主要是由于表面覆盖着一层极薄的（约1nm）致密的钝化膜，这层膜把腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障。
一但钝化膜被破坏，露出金属表面与大气中的氧、水分及其酸、碱、盐等物质发生化学作用或电化学作用而引起的变色或腐蚀，逐步有表及里，使金属受到破坏，丧失其原有性能的结果。
化工装置304不锈钢管道腐蚀失效的分析及对策
化工装置304不锈钢管道腐蚀失效的分析及对策【摘要】在化工领域，化工装置能否安全运行对于产品质量和生产效率有着十分重要的影响，本文以化工装置304不锈钢管道腐蚀为例，通过对材质的成分、力学性能、产生腐蚀的形成机理、影响因素、腐蚀原因及防止对策进行了探讨。
【关键词】不锈钢；管道；失效；点腐蚀304不锈钢，由于Cr的含量在18—20%，Ni的含量在9—12%，具有耐腐蚀性，足够的强度，很好的加工和焊接性能，所以在化工装置中大量使用，但在氯离子作用下会造成腐蚀失效，是发生事故、泄露，污染环境的安全隐患，笔者在农药厂杀螟松车间期间深有体会。
杀螟松是由氯化物+硝化物的缩合产品，从下面化学反应式，可以看出，农药杀螟松在合成过程中，会产生氯离子。
根据实验及小试生产，304不锈钢或者322不锈钢能够达到要求，所以该缩合釜采用了304不锈钢制作，考虑到生产过程中出现的氯离子腐蚀因素，该釜的设计中腐蚀余量增加以外，对于焊接工艺要求很高，整个釜体采用钝化工艺防腐等一系列措施后，再结合物料质量、操作工艺控制等，反应釜釜体能够经受反应过程中出现的氯离子腐蚀。
但是，该反应釜有一个甲苯回收接管，管径DN400mm，长度3000mm，与反应釜采用法兰连接，上部连接回收冷凝器，反应过程中甲苯气体上升至冷凝器，冷却后回收。
该接管是机修车间自制，制作要求较低，所以在不长的时间内，在焊缝附近出现了严重腐蚀，开始出现焊缝边沿凹陷，存在扩展状褐色锈迹并发展为小裂缝，产生泄漏。
拆卸后，管道和弯头是4mm钢板单面焊接制作，法兰处是角焊缝，未焊面存在间隙缝，焊缝边沿材质颜色发黑。
为了缩合反应釜能够安全运行，必须找出接管失效原因。
缩合反应釜工况参数；设计压力﹤0.1MPa、设计温度85～105℃、管子规格?426×4mm、弯头DN400*4、法兰JB1158 PN1.0DN400、材质304SS。
1 对304不锈钢管道腐蚀失效的初步分析首先，对304不锈钢管道的化学成分进行分析：直管、弯头、等都在分析之列，经送样进行金相分析，直管、弯头材质均为304，主要成分与标准相同。
大直径不锈钢管道运行过程的腐蚀分析及处理措施
图５ 管道 内壁充气保护措 施图
晶间腐蚀 ， 造 成晶界 的耐腐蚀性下 降。 其次 ， 热裂纹 的形
成也与焊接过程有 着非常大 的关 系， 检验结 果表 明焊缝 成 型歪歪扭扭 焊道 忽大 忽小 ， 由此可见焊接 过程经 常停 顿， 以致局部熔焊区域金 属补充困难 ， 熔焊金属凝固时形
一
该大型综合性场馆 自从投入使用后一直处于间隔性
使用状 态 ，从更换取样管段发现管道 内沉积物较多 ，说
明管道 系统在 日常 的使用 中没有做到定期 冲洗和除氯 ， 加之焊后对管道 内壁焊缝表 面进行打磨抛光后残存微小 裂纹 、夹杂及 表面气孔 等缺 陷 ，使得焊缝融合线 、热影 响区成 为氯离 子作用下 的点蚀形核 区域 ，随着管 内沉积 物的不断增加越来越加重对 管壁及 焊缝 的腐蚀 。
通过 以上工艺处理措施 的应用 ，该不 锈钢给水管道 系统重新安装投入使用至今 ，系统管道运行正常 ，未再
成显微 热裂纹。 当氯 离子或 其他微 量的酸、 碱、 盐的溶解
物 与上 述有缺 陷的焊缝 表面接触 时， 就会 引起该处 的电
出现 由于点腐蚀导致管道破损失效的现象 。
化学腐蚀的产生 。 另外 ， 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， 氧化 膜
仍可能再钝化 ， 若再钝化阻力小， 蚀孔就不再长大。 当受
到促 进 因素影响， 小蚀孔继续长大 至—定临界尺寸时， 金 属表面出现宏观可见的蚀孔 ， 这个特定点成为孔蚀源 。 蚀 孔—旦形成则加速生长 。
５ ６
２ ０ １ ３ 年 第８ 期
点蚀容易发生 ，而后又容易加 速进行 。 ３ ． ２ 焊 缝缺 陷加速 腐蚀 生成
不锈钢管道产品的检验项目
不锈钢管道产品的检验项目引言：不锈钢管道作为一种重要的工业材料，被广泛应用于各个领域。
为了确保管道产品的质量和安全性，我们需要进行严格的检验。
本文将介绍不锈钢管道产品的检验项目，以保证其质量和可靠性。
一、外观检验外观检验是不锈钢管道产品检验的重要环节。
通过对管道表面的检查，可以发现其是否存在缺陷、损伤或污染物。
外观检验项目包括管道表面的平整度、光洁度、无裂纹、无氧化皮和无明显的划伤等。
二、尺寸检验尺寸检验是对不锈钢管道产品的几何特征进行检查。
主要包括管道的外径、壁厚、长度、弯曲度等参数。
通过尺寸检验，可以判断管道是否符合设计要求，并确保其与其他元件的配合良好。
三、化学成分检验化学成分检验是对不锈钢管道产品的材料成分进行分析。
主要检测管道中的铁、铬、镍等元素的含量，并与标准要求进行对比。
通过化学成分检验，可以确保管道材料的质量和合格性。
四、物理性能检验物理性能检验是对不锈钢管道产品的力学性能进行测试。
包括抗拉强度、屈服强度、冲击韧性、硬度等指标的测定。
物理性能检验可以评估管道在不同工况下的承载能力和耐久性。
五、耐腐蚀性检验耐腐蚀性检验是对不锈钢管道产品的抗腐蚀性能进行评估。
通过模拟真实工况下的腐蚀环境，测试管道的耐蚀性能。
主要检测管道在酸、碱、盐等介质中的耐蚀性，并评估其使用寿命和安全性。
六、焊接接头检验焊接接头是不锈钢管道中的重要部分，其质量直接影响整个管道的性能。
焊接接头检验主要包括焊缝外观、焊缝强度、焊接变形等方面的评估。
通过焊接接头检验，可以确保管道在使用过程中的可靠性和安全性。
七、压力试验压力试验是对不锈钢管道产品的耐压性能进行测试。
通过对管道施加一定的压力，观察管道是否发生泄漏或变形。
压力试验可以评估管道在正常工作压力范围内的安全性和可靠性。
八、非破坏性检验非破坏性检验是一种通过检测不锈钢管道产品的隐蔽缺陷来评估其质量和安全性的方法。
主要包括超声波检测、射线检测、磁粉检测等技术手段。
非破坏性检验可以发现管道中的裂纹、气孔、夹杂等缺陷，并进行评估和修复。
不锈钢管道的应力腐蚀开裂及对策
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腐蚀事例分析及防护方法
腐蚀实例分析及防护方法（应力腐蚀实例）【1】北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（0Cr18Ni9）管更换。
使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。
分析：北方冬季在公路上撒盐作为防冻剂，盐渗入土壤使公路两侧的土壤中的氯化钠的含量大大增加，奥氏体不锈钢在这种含有很多氯化物的潮湿土壤中，为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境，从而发生应力腐蚀。
防护措施：1、把奥氏体不锈钢管换成碳钢管【2】某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。
经鉴定为应力腐蚀破裂。
分析：氯化钾溶液经过离心转鼓过滤后，氯化钾浓度升高。
然而离心转鼓的材质为（1Cr18Ni9Ti）奥氏体不锈钢。
而氯离子的含量远远超过发生应力腐蚀的临界氯离子浓度，为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。
所以转鼓会发生应力腐蚀从而发生断裂。
防护措施：1、更换转鼓的材质定期清洗表面的氯化物【3】 CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L（00Cr19Ni10）型不锈钢制造。
投产一年多相继发生泄漏。
经检查，裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。
所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。
分析：管与管板连接形成的缝隙区。
由于闭塞条件使物质迁移困难，容易形成盐垢，造成氯离子浓度增高。
高温端冷却水强烈汽化，在缝隙区形成水垢使氯化物浓缩。
防护措施：1、改进管与管板的联接结构，消除缝隙。
2、立式换热器的结构改进，提高壳程水位，使管束完全被水浸没。
3、管板采用不锈钢—碳钢复合板，以碳钢为牺牲阳极【4】一高压釜用18-8不锈钢制造，釜外用碳钢夹套通水冷却。
冷却水为优质自来水，含氯化物量很低。
高压釜进行间歇操作，每次使用后，将夹套中的水排放掉。
仅操作了几次，高压釜体外表面上形成大量裂纹。
分析：操作时高压釜外表面被冷却水浸没，停运时夹套中的水被放掉。
不锈钢管腐蚀开裂分析
2019年 第11期热加工W焊接与切割elding & Cutting19不锈钢管腐蚀开裂分析■李国辉，刘洪武，王跃庆摘要：某化肥厂304不锈钢管焊接后并经过了试压，在使用了两年后，部分钢管发生渗液现象。
为了找出失效原因，对渗液钢管进行了化学成分、金相组织、非金属夹杂物、平均晶粒度、扫描电镜分析。
结果表明：该不锈钢管的非金属夹杂物含量偏高，钢管化学成分中Cr 含量偏低，在焊接后晶界Cr 与C 结合析出碳化物，导致晶界处贫Cr 被腐蚀，大气环境中氯离子含量过高，也是导致腐蚀的原因之一。
关键词：不锈钢；失效分析；晶间腐蚀；贫铬1. 概述由于具有优良的耐蚀性，304不锈钢被广泛地用于要求良好综合性能（耐蚀性和成形性）的设备和机件，在化工设备、压力容器等行业应用广泛。
某化肥厂硫酸管，用于硫酸泵出口（0.82M P a ）与反应器之间连接，该泵流量14m 3/h ，扬程63m ，硫酸浓度为93.5%，使用温度为常温。
该管道于2016年更换，在使用两年后，在泵进出口排放管及压力表接口高颈法兰焊接处出现渗液现象。
对管壁进行清洗、渗透检测并发现裂纹（见图1）。
查阅原始资料，该钢管材质为304不锈钢，管径为D N50，壁厚3.5m m ，在焊接后进行渗透检测，结果合格。
将该钢管切割取样，经检测发现，渗液处位于焊缝区域并发现裂纹。
为查明不锈钢管腐蚀开裂失效的原因，避免再次发生危险，本文拟对失效钢管件进行化学成分、金相显微及扫描电镜分析，从而得出失效原因，并提出预防措施。
2. 试验方法（1）化学成分分析 采用A R L-4460直读光谱仪分别对不锈钢管的母材及焊缝的化学成分进行检测，确定化学成分是否符合标准要求。
（2）金相显微分析 从渗液处（见图1c ）截取试样，试样包括母材、焊缝和热影响区，对试样进行预磨、粗磨、精磨和抛光，使用OLYMPUS-GX51金相显微镜对试样进行非金属夹杂物观察，之后用三氯化铁盐酸水溶液对其浸蚀，在金相显微镜下对试样进行组织观察（见图2）。
零件失效分析作业不锈钢管点蚀
304不锈钢管的点蚀失效案例分析窦建城一、案例介绍本案例讨论的是某食品机械公司的一套管壳式冷凝器，其中空心冷却管材质均为304不锈钢。
使用一段时间后，发现有多根冷却管在焊缝处或者管材本身发生点蚀现象，点蚀孔穿透管材本身，孔的形状为不规则圆形，半径≤3mm。
冷却管中所通的冷却液为无色透明状，管材外壁光亮如新，但是管材内壁有大量浅黄色沉积物。
经现场用硝酸银溶液（AgNO3）对工作时流经管内的冷却液进行滴定，明显产生大量的白色AgCl沉淀，由此可以证明工作环境中氯离子的存在。
为了证明CL-离子对304不锈钢的腐蚀作用进行了一系列的实验。
二、304不锈钢介绍304不锈钢（是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。
耐高温方面也比较好，一般使用温度极限小于650℃。
304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。
对氧化性酸，在实验中得出：浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。
对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。
三、宏观形貌对该304不锈钢管腐蚀样品进行宏观检查，样品表面光亮，直径φ15mm的空心圆柱，但在管材中部以及侧断面有明显的点蚀现象，点蚀孔穿透管材本身，孔的形状为不规则圆形，半径≤3mm。
图1 304不锈钢管外观形貌四、金相与X射线荧光能谱仪分析1.金相分析将该样品切割为20mm的长度的试样，并将圆柱表面压平，方便进行金相显微镜观察，首先借助砂纸除去试样表面的杂物，再使用金相砂纸对试样逐级抛光，用无水乙醇对抛光表面清洗，烘干后，用王水腐蚀。
最后用金相显微镜观察样品点蚀孔处的显微组织，并通过对304不锈钢的金相分析，来研究是否也存在应力腐蚀裂纹。
图2为试样表面所拍金相照片，可以明显的看到试样表面存在多个黑色点蚀孔。
图2 试样表面金相照片2.X射线荧光能谱仪分析X射线荧光能谱仪。
是对被测试样中所含元素进行定性定量分析最为准确的仪器之一。
316L不锈钢管道腐蚀原因分析及预防措施
@>Q R 不锈钢管道腐蚀原因分析及预防措施!!毕航铭!中海福陆重工有限公司"广东!珠海!+!'$+$#摘要!针对南海某采油平台投产前不锈钢管道腐蚀的问题"进行取样分析$试验所得结论为氯离子含量超标导致不锈钢管线腐蚀严重$本文探究了氯离子对&!(B 不锈钢管线造成破坏的基本原理"同时"从海洋平台管线建造角度出发"针对如何有效预防不锈钢管线腐蚀问题提出建议"为后续海洋平台建造项目提供借鉴$关键词!&!(B 不锈钢&氯离子&点蚀&南海中图分类号 D W '..-"文献标志码*文章编号 "$'+,"',!"$"&#$$&$$(!"# !$-!"$.,'/001-"$'+,"',-"$"&-$%-$+8-'/;&#&"04*%$%'&"-"0."(("&#"-'-!+(%S %-4#"-J %'&B (%&0"(@>Q R14'#-/%&&14%%/+#2%/#-%=C3A 9:O 79:E =G G >=T ]?.+'c $&79S *J .8('/$8=+H 0I (J H 0e 2.2&/L !f ;L ;0N .&*3J +*30=2/*&F 89&4(')4!D H 0S /N N /L 7/9/@L 1A 79K 0L L L 100K I 7I 79:@/N A I N 0X S /O O 7L L 7/979:/@@L H /N 0I K A 1@/N O 791H 0G /?1H [H 79A G 0A 7L L A O I K 08A 98A 9A K P U 08R D H 0S /9S K ?L 7/9/J 1A 7908@N /O1H 010L 17L 1H A 11H 0S H K /N 7807/9S /910910h S 008L 1H 0L 1A 98A N 8K 0A 879:1/L 0N 7/?L S /N N /L 7/9/@L 1A 79K 0L L L 100K I 7I 0K 790L R D H 7L I A I 0N 0h I K /N 0L 1H 0J A L 7S I N 79S 7I K 0L /@8A O A :0S A ?L 08J P S H K /N 7807/9L 1/&!(BL 1A 79K 0L L L 100K I 7I 0K 790R a N /O1H 0I 0N L I 0S 17Q 0/@/@@L 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中"制成溶液"在""d下进行,"H腐蚀试验$试验后观察管材内表面"未穿孔一侧的管材除在数字记号/"0内发生轻微腐蚀"其余位置无腐蚀"如图"所示&穿孔一侧未发生腐蚀"如图&所示$该实!!!A#试验前!J#试验后图"!未穿孔侧管线内壁a7:-"!C990N L?N@A S0/@I7I0M71H/?1K0A T A:0I/791验表明"材料本身具备抗点腐蚀的能力"记号内的轻微腐蚀是由于附着异物引起的"原材料本身无问题$!A#试验前!J#试验后图&!穿孔侧管线内壁a7:-&!C990N L?N@A S0/@I7I0M71H K0A T A:0I/791!-&!穿孔外观检查使用体视显微镜!奥林巴斯G2r!(#观察穿孔"孔洞呈现阶梯状"内壁孔径最小"外壁孔径最大"外表面的腐蚀以穿孔为圆心"以波纹状向周围扩散"如图%所示$根据点蚀扩散控制模型理论+","该穿*&"!*海洋工程装备与技术第!$卷孔宏观外形符合点蚀特征$图%!穿孔外观a 7:-%!3/K 0A I I0A N A 9S 0!-%!非金属夹杂物检查根据点蚀发生的原理"点蚀优先在金属钝化膜的某些敏感位置成核+","包括钝化膜薄弱区%晶格缺陷晶界%非金属夹杂!硫化物夹杂#等$因此"对测试件进行非金属夹杂物检查$分别检查未穿孔一侧管材%腐蚀坑周围的非金属夹杂物"详见图+%($对比分析可知"出现的点状物为少量氧化物及少量硅酸盐"未出现异常"可见腐蚀与原材料非金属夹杂物基本无关联$图+!未穿孔一侧管材非金属夹杂物!!$$#O #a 7:-+!4/9X O 01A K K 7S 80J N 7L A 19/9X I0N @/N A 108L 780/@1H 0I 7I 0!!$$#O#图(!腐蚀坑处非金属夹杂物!!$$#O #a 7:-(!4/9X O 01A K K 7S 80J N 7L A 1S /N N /L 7/9I 71L !!$$#O #!-+!显微组织检查分别取穿孔一侧基体%未穿孔一侧基体%穿孔处%小蚀坑处的样品"以截面为观察面"经镶嵌%磨抛后"使用王水在室温下侵蚀"洗净吹干后置于金相显微镜!奥林巴斯=r 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4A *K G 7]G [K b [N ^9a 047^/内腔腔壁"!-",!$-++$-%.'$-&.$-!($-$!$-$&$-",!"-.(!-&+%+-!%(-!"!-%%蚀孔"$-$,!%-+!$-(!$-&+$-%($-!($-!&$-$'$-$(!"-!$$-'!%&-+.+-,'!-"$内壁".-$!&-,$-"$-%$-&$-"$-$$-$$-"!$-!$-(&'-%+-!!-!表面''%'$(,.!.&$%&!!能谱分析结果"在穿孔内腔%内壁表面均有[K元素腐蚀的痕迹"表明腐蚀是由于[K v 引起的&同时发现b %4A 等元素"表明腐蚀介质应是从海水引入的"如图!"%!&所示$经过上述多轮试验分析可知"该项目所用&!(B 不锈钢管母材符合规范要求"具备抗点蚀能力"管线中无非金属夹杂物影响"其失效的根本原因是不锈钢管线受到[K v含量超过"+I I O 的污染水腐蚀&发生腐蚀的管道处于)型弯低洼处"当[K v含量超标在此处产生积液时"由于[K v半径小%穿透力强"能够穿过钝化膜"与内部金属表面结合"形成可溶性物质+&,"因而产生点腐蚀$*&%!*海洋工程装备与技术第!$卷图!"!外表面能谱a7:-!"!W h10N9A K L?N@A S0090N:P L I0S1N?O图!&!内腔点蚀孔能谱a7:-!&!C910N9A K S A Q71P I71179:H/K0090N:P L I0S1N?O!管线腐蚀的预防与处理根据上文实验结果可知"&!(B不锈钢管线发生点蚀是由于海水在管线内)型弯低洼处产生积液"导致[K v含量超标"故而形成点蚀$因此"不锈钢管线的防腐蚀工作应针对在盐雾环境下对海水的预防"并贯穿于采办%验货%材料存放%现场施工及腐蚀修复等全过程"各环节需严格按照要求执行$!!#采办(由于建造场地位于海边"应要求材料供应商按照规格书关于材料保护运输的规定"对其运送至场地的材料进行保护$不锈钢管线端部"用塑料盖封堵保护"尽可能保证管内干燥$运输过程中避免不锈钢管与其他异种金属接触"建议独立包装运输$!"#验货(入库之前应尽快组织材料验货$将材料保护作为必要检查项"以确保在预制安装之前管线内部[K v含量水平较低$对于未按要求防护材料的"应及时整改$仔细检查不锈钢管线来料表面%端部"若出现明显锈斑%锈迹"建议要求厂家换货处理"保证材料到货质量$!&#存放(对于存放于室外的管线"需用洁净的帆布做好遮蔽%包裹"避免材料直接曝露在近海环境下"易导致管线表面腐蚀$!%#涂装(在&!(B不锈钢外部进行防腐涂料涂装"是防止外部环境引起不锈钢表面点腐蚀的一种经济有效的手段+%,$建造工程中应严格根据防腐规格书执行"在喷涂前后"均应做好端面防护"用塑料盖封堵管线端部"防止水%污垢进入管线内部$涂装完毕后在转运及安装过程中"应使用帆布包裹"避免管线在转运过程中划伤"破坏防腐油漆涂层$!+#试压(不锈钢管线系统试压"应保证试压用水[K v含量不超过"+I I O$管路应设置足够的)型弯泄放点"防止产生积液$水压测试完毕后应用干燥%无油的高速压缩空气吹扫%干燥"并满足项目相关的露点要求"最后进行密封处理$!(#轻微锈蚀处理(对于不锈钢管外壁轻微锈蚀处"应引起足够重视"采用酸洗钝化膏进行除锈处理"防止锈蚀进一步扩大"产生电化学腐蚀"造成管道穿孔失效$其原理是"通过涂抹酸洗钝化膏"在不锈钢管线表面形成一种又密又薄且覆盖性良好的%能牢固附着在金属表面的钝化膜"降低腐蚀速率++,$@!结!语随着我国海洋石油工业进军深蓝的步伐愈发坚定"减少海洋平台不锈钢管线的失效发生"对于保障平台安全"将深海开发战略落实到位具有重要意义$在建造过程中"对于&!(B不锈钢管的保护应该是全方位%多角度的$本文通过对失效管道试件的多角度实验分析"采用排除法一一排查"得出了外部因素引进[K v含量超标的液体介质是导致管道腐蚀穿孔的主要原因"并简要介绍了点腐蚀的腐蚀机理$对&!(B不锈钢管线的整个建造流程"提出了合理化建议$希望加强各环节的过程管控力度"杜绝外部因素导致的不锈钢管线腐蚀"确保海洋平台的安全高效生产$参考文献+!,王晓强"吕伟超"赵联瑞"等-在氯离子环境下不锈钢腐蚀原因分析和预防措施+g,-容器与管道""$!'"!'#(&.%$-+",常青-深海环境对&!(B不锈钢临界点蚀温度的影响+<,-哈尔滨(哈尔滨工程大学""$!(-+&,张鸣伦"王丹"王兴发"等-海水环境中[K v浓度对&!(B不锈钢腐蚀行为的影响+g,-材料保护""$!'"+!!!#(&+-+%,张国庆-海洋油气开发工程&!(B不锈钢的腐蚀及防护+g,-涂料工业""$"$"+$!'#(($-++,杨媚媚"刘忠斌"吕建伟-不锈钢工艺管线外表面防腐蚀保护+g,-全面腐蚀控制""$!$""%!&#("'&$-+(,B R W L S A K A8A R^7S N/L1N?S1?N0A98[/N N/L7/9=0H A Q7/N/@*C G C &!(B<?I K0hD N0A108J P^0A9L/@C/9471N7879:A98]K A L O A第%期毕航铭(&!(B不锈钢管道腐蚀原因分析及预防措施*&+!*!=A L087/9C O I K A91A17/9A98<0I/L717/9i g j RG?N@A S0o[/A179:LD0S H9/K/:P;"$!&;""&k%!%(Ri,j]A?K790=/7K K/1A98g w N x O0]0?K170N R)L0/@G1A79K0L L G100K L79 1H0C98?L1N P k\0S091A98a?1?N0<0Q0K/I O091L i g j R]N/S087A W9:7900N79:;"$!%;.&k&$'&"!R+.,赵向博"顾彩香"张小磊-不锈钢腐蚀影响因素分析及防腐蚀性能研究进展+g,-全面腐蚀控制""$!%"".!&#(+"+(-+',G N78H A N;4R W@@0S1/@*:79:D N0A1O091L/91H0\0I A L L7Q A17/9 ]/10917A K/@<?I K0hG1A79K0L LG100KG&""$+i g j R[/N N/L7/9;"$$';(+E!$F k(+$(("Ri!$j4R G N797Q A L A9R G09L717U A17/9/@*?L109717SG1A79K0L LG100K L k[?N N091<0Q0K/I O091L;D N098L;A98a?1?N0<7N0S17/9L i g j R^01A K K/:N A I H P;^7S N/L1N?S1?N0;A98*9A K P L7L;"$"!;E!$F k !&&!%,Ri!!j^R*R*N A@79A98g R*R G U I?9A N R*40M)980N 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不锈钢管道点腐蚀的理论分析
不锈钢管道点腐蚀的理论分析1.局部腐蚀电池效应：不锈钢管道表面存在微小的缺陷或不均匀性，当管道与化学物质接触时，会形成局部腐蚀电池效应。
电池中的阳极区域将发生氧化反应，而阴极区域则受到保护。
这种不均匀的电化学反应导致局部腐蚀。
2.腐蚀介质的浓度差异：不锈钢管道表面的腐蚀坑通常是由于介质中一些成分浓度差异引起的。
当不锈钢管道表面存在微小缺陷时，介质中浓度差异较大的区域将更容易形成腐蚀。
3.不锈钢管道材料的不适应性：不锈钢管道的材料与介质之间可能存在不相容性，例如一些化学物质对特定型号的不锈钢具有较强的腐蚀作用。
此外，不锈钢管道的微组织和化学成分也会影响其耐腐蚀性能。
基于上述理论分析，可以采取以下措施来预防和控制不锈钢管道的点腐蚀：1.合理设计和选材：在不锈钢管道的设计和选材阶段，需考虑管道所要运输的介质的性质、浓度、温度等因素。
选择合适的不锈钢材料，确保其耐腐蚀性能能够满足介质的要求。
2.保护膜的形成：在不锈钢管道表面形成一层致密的保护膜，可以减缓腐蚀的发生。
保护膜可以通过表面处理、化学物质涂覆等方法得以形成。
3.降低局部腐蚀电池效应：采用阳极保护、电位控制等方法，可以减少不锈钢管道表面局部电化学反应的不均匀性，从而降低点腐蚀的风险。
4.定期检查和维护：及时对不锈钢管道进行检查和维护，修复管道表面的缺陷和损伤，防止其进一步发展成为点腐蚀。
综上所述，理论分析不锈钢管道点腐蚀的机理，对于预防和控制该现象具有重要意义。
通过合理设计和选材、保护膜的形成、降低局部腐蚀电池效应以及定期检查和维护等措施，可以有效地预防和控制不锈钢管道的点腐蚀问题。
316L不锈钢的抗腐蚀性分析
316L不锈钢的抗腐蚀性分析1 循环水旋转滤网反冲洗系统简介循环水过滤系统(CFI)的主要设备是旋转海水滤网，在其运行中要不断清除滤出的污物，通过反冲洗系统来实现。
反冲洗的水源与主循环水一样引自旋转滤网后的海水水室，后经两级泵加压和中间过滤输至旋转滤网的特定部位冲洗污物，设计流速2.3m/s。
反冲洗海水管道设计采用公称直径150mm(壁厚7.11mm)的316L不锈钢管。
输送的海水含氯量为17g/L，摩尔浓度为0.48mol/L，为防止回路中海生物滋生，注入次氯酸钠溶液，使循环水入口次氯酸钠的质量分数控制在1×10-6。
2 316L不锈钢管道的使用情况CFI系统于2000-05-17完成安装交付调试，进行单体调试及系统试运。
2001年4月，1号机组管道首次出现泄漏，泄漏部位位于管道竖直段与水平段弯头焊口处，泄漏点表现为穿透性孔，孔的直径很小，但肉眼可见，管道内壁腐蚀处呈扩展状褐色锈迹，判断为典型的不锈钢点腐蚀。
当时的处理措施是切除泄漏的管段，更换同材质的新管段，并在新管段底部增加了一个疏水阀，目的是在管道停运期间排空管内积水以防止腐蚀的再次发生。
但在2001年9月，1号机管道又发现漏点。
2001年10月电厂决定将所有反冲洗管道更换为碳钢衬胶管道。
改造后运行至今未发生泄漏。
3 316L不锈钢的抗腐蚀性分析316L不锈钢属300系列Fe-Cr-Ni合金奥氏体不锈钢，由于铬、镍含量高，是最耐腐蚀的不锈钢之一，并具有很好的机械性能。
字母“L”表示低碳(碳含量被控制在0.03%以下)，以避免在临界温度范围(430,900?)内碳化铬的晶界沉淀，在焊后提供特别好的耐蚀性。
但316L不锈钢抗氯离子点腐蚀的能力较差。
4 不锈钢的点腐蚀机理在金属表面局部地方出现向深处发展的腐蚀小孔，其余表面不腐蚀或腐蚀很轻微，这种形态成为小孔腐蚀，简称点蚀。
金属腐蚀按机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
点腐蚀属于电化学腐蚀中的局部腐蚀。
不锈钢管道腐蚀的种类
在众多的工业用途中，不锈钢都能提供令人满意的耐腐蚀性能。
根据使用经验来看，除机械失效外，不锈钢腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。
这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。
事实上，很多失效事故是可以通过合理选材而予以避免的。
1.应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的狂战而护生失效的一种通用术语。
盈利腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但他也可能发生于热性高的材料中。
发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。
形纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。
这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。
在微观上，应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过纤维缺陷的聚合）而断开。
因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
2.点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。
3.晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，他们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（入碳化合物）沉淀析出的有利区域。
因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。
这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都有可能呈现晶间腐蚀。
4.缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发生于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。
这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的结合处形成，例如，在与柳钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物想接触之处形成。
316L不锈钢管道晶间腐蚀失效
• （2）316L晶间腐蚀和应力腐蚀分析
• 316L为超低碳不锈钢，具有良好的抗晶间 性能。但焊接不当时，热影响区会出现敏 化现象。裂纹在法兰高颈一侧，另一侧没 有裂纹，说明高颈部位厚度大，冷却速度 比较慢，产生了敏化。
不锈钢的敏化现象
• 敏化作用：钢中的碳( 通常含0.08％)与铬结 合，在热处理过程中 或在焊接过程中在晶 界析出。形成的碳化 物使晶界出现贫铬， 并在晶界形成抗腐蚀 薄膜同时发生局部的 晶界腐蚀，降低了材 料的耐应力腐蚀性。
3断口的腐蚀物经扫描电镜中的能谱分析证实含硫化合物且近内壁处含硫量高近外壁处较低导致晶间腐蚀和应力腐蚀的原因是管内so含水形成亚硫酸的酸性环境从而引起近焊缝的敏化区晶间腐蚀再继而在亚硫酸和应力诱导下发展成为应力腐蚀裂纹
316L不锈钢管道 晶间腐蚀失效
材料工程 张豪 120117506
1.失效背景
• 腈纶厂输送液态SO2的316L不锈钢管道在使用中 出现泄漏，检查发现有3处环焊缝发生了裂纹而泄 漏。该管道只使用一年，之后一直空置（三年）。
• 图2为裂纹剖面金相照片。未穿透壁厚方向 上周向裂纹无明显分叉。 • 图2下部为母材奥氏体组织，特点是晶界较 细，符合一般单相奥氏体不锈钢的特点。 从图中可以看出，内表面有多处晶粒分离 现象，显示出明显的晶间腐蚀特征。但晶 间腐蚀深度并不深，大约6-7个晶粒深，说 明内壁腐蚀斑点处发生了晶间腐蚀。
• （2）本管道发生在环焊缝法兰侧热影响区 的裂纹是敏化区的沿晶应力腐蚀裂纹，该 裂纹起源于内表面的晶间腐蚀区。内表面 敏化区局部发生晶间腐蚀之后，在管道应 力及焊缝残余应力诱导下形成宏观上呈周 向的沿晶应力腐蚀裂纹，直至穿透管壁而 发生泄漏。
• （3）断口的腐蚀物经扫描电镜中的能谱分 析证实含硫化合物，且近内壁处含硫量高， 近外壁处较低，导致晶间腐蚀和应力腐蚀 的原因是管内SO2含水，形成亚硫酸的酸性 环境，从而引起近焊缝的敏化区晶间腐蚀， 再继而在亚硫酸和应力诱导下发展成为应 力腐蚀裂纹。
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。
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No. 14044不锈钢管道Arthur H. Tuthill不锈钢用作自来水管具有成本效益。
自六十年代中期以来，不锈钢已广泛用于饮用水工业，包括在水淡化厂用于处理加工淡水；在饮用水处理厂用于沉淀过滤装置和管道；在日本东京，不锈钢小口径管用家用自来水连接管。
在纽约市，不锈钢大口径管用于立柱管和其它管道。
不锈钢最为人们所熟悉的应用是喷嘴式饮水龙头。
本文给出了304（UNS 30400）和316（S31600）不锈钢的背景资料和一般数据，并报道了目前不锈钢在饮用水方面的应用。
对不锈钢在原水、氯化处理的水和纯净水中的行为以及埋在土壤里的管道的状态进行了评述，并论述了制作后清理以及外观的维护和保持清洁的方法。
提出了成功应用不锈钢的指导方针。
不锈钢的不锈特性归结于其表面附着的一层厚度仅为几埃的坚固的铬氧化膜，这层铬氧化膜在空气或水中立即形成，并且能在划伤或损坏后自行修复。
不锈钢易于焊接，尽管其焊接技术与普通碳钢的焊接技术稍有不同。
316、316L（S31603）、304、304L（S30403），以及相应的铸钢钢号CF8M（J93000）、CF3M（J92800）、CF8（J92600）、CF3（J92700）是应用最广的锻造和铸造牌号。
表1给出了这些钢种的化学成分和机械特性。
表1 锻造和铸造不锈钢的化学成分%牌号 UNS编号C（最大） Cr Ni Mo锻造304 S30400 0.08 18.0~20.0 8.0~11.08.0~13.018.0~20.0304L S30403 0.0352.0~3.011.0~14.0316 S3160016.0~18.00.082.0~3.011.0~15.0316L S31603 0.03516.0~18.0铸造CF3 J92500 0.03 17.0~21.0 8.0~12.0CF8 J92600 0.08 18.0~21.0 8.0~11.0CF3M J92800 0.03 17.0~21.0 9.0~13.0 2.0~3.0CF8M J92900 0.08 18.0~12.0 9.0~12.0 2.0~3.0不锈钢管在饮用水工业中大量使用的一个事例是用于美国、加勒比和中东的水淡化处理加工管道，304L和316L不锈钢用于水处理的收集水槽和混合厂的管道，生产出的高纯净水和当地可用的地下水在混合厂进行混合。
1 化学成分对性能的影响不锈钢的化学成分有两个主要差别。
一些牌号含有2%~3%的钼，而另一些则没有。
牌号316/316L和CF8M/CF3M含有2%~3%的钼，大大提高了它们耐局部腐蚀的性能。
当不锈钢发生腐蚀时，其腐蚀是局部的即呈现一个或多个小坑。
在天然水中，不锈钢不会像碳钢那样受到全面腐蚀。
保护不锈钢不受腐蚀薄而坚韧耐久的铬氧化膜有时会有一些缺陷，当环境条件对保护膜上的薄弱点有足够的腐蚀性时，不锈钢正是在这些缺陷处发生腐蚀。
除了制作和装运过程中铁粒嵌入表面引起的生锈情况外，不锈钢曝露在空气中很少发生腐蚀，但在特殊条件下暴露于水中或埋入土壤中有时会发生腐蚀。
在304/304L不锈钢会发生局部腐蚀的那些环境条件中，钼大大提高了材料在这些介质中耐局部腐蚀的性能。
含钼不锈钢的耐腐蚀性比标准不锈钢稍好一点，因此它们常常用作某些将来腐蚀性有可能增加的环境中的防腐材料。
用户应当了解到不锈钢成分的第二个差异是碳含量的不同。
304L、316L、CF3和CF3M 的含碳量（见表1）最高为0.03%，而304、316、CF8和CF8M的含碳量最大为0.08%。
锻造的低碳牌号用于管道等焊接制造，当预料将来某个时候要进行修理或重建时，铸造的低牌号常被指于泵的铸造。
采用低碳牌号保证了焊接热量将不会使焊缝的热影响区（HAZ）敏化而产生晶间腐蚀。
敏化这一术语描述了某些环境下，老牌的高碳不锈钢（含碳（0.08%）由于在焊接过程中焊缝周围热影响区发生碳化物的析出而导致的耐腐蚀性的下降。
在大多数空气和淡水环境下敏化不大可能导致晶间腐蚀，但在化学清洗操作中，它会导致严重的腐蚀。
对所有的焊接制造包括制管指定采用低碳牌号以避免晶间腐蚀已成为标准化的做法。
高碳钢种的强度稍微高一些（见表2），当稍高的强度是有利因素而焊接不是重要因素的情况下，泵和阀门制造商常常采用高碳钢种制造泵轴和阀杆。
表2 锻造和铸造不锈钢和机械性能钢种UNS编号抗拉强度屈服强度延长率（%）最小(ksi) 最小(ksi) 2英寸的管304 S30400 75 30 35304L S30403 70 25 35316 S31600 75 30 35316L S31603 70 25 35CF3 J92500 70 30 35CF8 J92600 70 30 35CF3M J92800 70 30 30CF8M J92900 70 30 302．不锈钢在东京和纽约配水系统中的应用东京供水局经过十年试验，首创了从街道的辅助干线到住所的测量仪表间的连接管道（管接头）使用了不锈钢，从根本上降低了渗漏率（见图1）。
东京市计划到1997年所有住宅区全部安装不锈钢的管道连接。
东京也开创了在公路桥上采用不锈钢管道代替易出故障的河底管线。
纽约市在对备选材料进行了15所评估的基础上，开始在城市配水系统3号输水管道一期的大口径立柱管大规模采用304L不锈钢，并已于1993年投入使用。
在建的二期工程更加大量地采用了不锈钢管道。
不锈钢管道正在有选择性被用于那些难于更换和要求最长使用寿命的区段。
不锈钢用于水处理厂的大型中央控制常沉淀过滤装置始于1965年，从那以后已在75个以上的水处理厂推广应用。
图2是一个典型的水处理厂的中喘控制和过滤装置，制造商报告说，所安装的75个以上的不锈钢中央控制装置立柱性能良好，至今没有进行更换或大修的需要。
3 不锈钢节约成本已经有30多个饮用水处理厂采用不锈钢管道代替了球墨铸铁管道，主要的原因是节约了成本。
马萨诸塞州Taunton水处理厂由于采用了不锈钢管道，比采用球墨铁节省费用估计约为5万美元。
4 腐蚀很少成为问题不锈钢在空气、水或其它含氧介质中几乎能立即形成一层铬氧化物薄膜，从而使不锈钢具有耐蚀性。
酸洗除去了保护膜和上面的所有缺陷，当不锈钢从酸洗液中移出时，保护膜重新形成。
影响不锈钢腐蚀行为的主要是水中的溶解氧，这种影响是很有利的。
对碳钢、铸铁和球墨铸铁很不利的因素如水的搅动、涡流和高流速，而对不锈钢的寿命和性能却很有利。
清洁的不锈钢在干净、透气、含氯化物低的水中，其寿命没有限制。
造成缝隙腐蚀的操作因素是清洁度和氯化物含量。
若氯化物含量足够高，含泥沙的水和缝隙（如那些由于环形焊缝没有完全融合形成的）的在某些条件下会导致局部点状腐蚀。
氯化物含量在200毫克/升以下时，304不锈钢在天然水中很少发生缝隙腐蚀，氯化物含量在1000毫克/升以下，316不锈钢同样很少发生缝隙腐蚀。
然而，在氯化物含量低的水中如果水垢及沉积或人为的缝隙能吸留和浓缩了水中的氯化物也可能发生缝隙腐蚀。
虽然不锈钢不会发生损坏，但可能有一个例外，据报道，在一些地方处理厂过量地用氯消毒，使不锈钢设施造成损坏，这种潜伏危险是存在的，必须加以认识。
中东的水淡化厂由于严重地用氯消毒，不锈钢淡水管线已发生过一些损坏。
表3给出了氯气对碳钢、铸铁和不锈钢影响的有关数据。
这些先前从未发表过的数据是国际镍公司根据安放在安大略湖的三个位置和一处井水的试验架得出的。
每一种情形都与未用氯处理的水中的基础数据作了对比。
当氯含量在1~2毫克/升的正常范围时，碳钢和铸铁的一般腐蚀速度增加了一倍，当残留氯含量达到3~5毫克/升时，碳钢的腐蚀速度是其在未经氯化处理的原水中腐蚀速度的7.6倍。
若不锈钢发生任何可测量出的金属损失，其金属损失也仅限于局部。
因此，必须对坑的深度而不是腐蚀速度进行比较。
对敏化试样进行了试验以确定焊缝热影响区是否比基体金属耐腐蚀性差。
表3的数据表明，在通常所遇到的残留氯含量为1~2毫克/升的饮用水中，必须使用低碳不锈钢304L和316L，以避免焊缝热影响区的腐蚀。
表3 1010碳钢、铸铁和304、316不锈钢在四种采用氯气消毒，具有不同残留氯含量的淡水中的行为腐蚀速度(密耳/年) 最大腐蚀深度－基板(密耳) 最大腐蚀深度－缝隙(密耳)残留氯含量敏化处理敏化处理碳钢铸铁304 306 304 316316304（毫克/升） 3043160 <10 01.41.7 0 00 <1<10 00.8-1.0 2.53.0 0 010 00 3523.43.4 0 0 303 – 5 10.7 NT* <1 0 NT NT4 ~14 1 ~5 NT NT* NT—未试验这此数据说明，在某些水处理厂，残氯含量为3~5毫克时，304/304L基体已开始出现点蚀（<1密耳），缝隙腐蚀（4~14密耳）已明显发生。
316/316L基体可耐受的残氯含量最高为5毫克/升。
这些数据和作者的经验表明，为了更好地抵御一些水处理厂某些部位所遇到的高浓度残留氯的腐蚀，与304L相比，316L是更加谨慎的选择。
这些数据也说明，加氯消毒应当注意保证氯气和水混合良好，避免高残留氯。
有两个水厂报道了不锈钢管道发生了多处点蚀，这主要归结于潮湿氯气在管内聚集。
在其中的一例中，不用的回洗水管打开放置，结果氯蒸气进入并在管道中集聚。
另一例由于水流量过低，水在水管内仅充满一半，使溶解在水中的氯聚集在管道上半部的空间。
含有潮湿氯气的封闭气氛对304L和316L不锈钢管道都有很强的腐蚀性。
尽管饮用水进行标准的氯化处理能有效地防止细菌引起微生物腐蚀，但似乎仍然有这样的腐蚀发生。
水处理厂的管道系统常常用当地的水进行水压试验。
如果用于水压试验的水没有及时、安全地排净而留在了待用管道里，就成为细菌生长和繁殖的理想环境。
由于水压试验的水滞留在管内，已经有两个水处理厂的304L不锈钢管道焊缝处受到微生物引起的腐蚀。
一些净水管线和配水管线存在着死端或封闭的部分，水在那里可能滞留一个月甚至更长时间。
据报道在一个净水管线中，有一段用来存留过期水的不锈钢管道发生了微生物腐蚀。
据认为管道滞留水中的氧和残氯被自然的过程所消耗，如生物或化学耗氧，使得细菌再生并导致微生物腐蚀。
在某些含有较高浓度锰的淡水冷却系统中存在发生微生物腐蚀的情形。
Tver-berg等人提供的资料证明，由于向含锰较高的水中加入氯气，冷却系统管道上覆盖了一层黑色含锰的沉积物，结果管道和热交换器发生了微生物腐蚀。
如果不存在能够将锰离子氧化成锰的氧化细菌，并且不加氯气的话，沉积物本身通常危害不大。
当氯添加到含锰的水中，并且存在诸如盖氏铁柄杆菌这样的氧化细菌，自生的腐蚀反应便开始了，导致不锈钢发生严重的点蚀。