不銹鋼具有良(liang)好的自鈍化性,其耐(nai)腐(fu)蝕性主要(yao)源于表(biao)面的保護膜,稱之為香蕉視頻app連接:鈍化膜。香蕉視頻app連接:不銹鋼中的(de)鉻元素對氧元素有很大的(de)親(qin)和(he)力(li),鉻和(he)氧在常溫中就可以發生化(hua)學反應,生成致(zhi)密的(de)氧化(hua)膜(mo),氧化(hua)膜(mo)將基體材(cai)料與外界(jie)環境隔離,起到保護作(zuo)用。研(yan)究表明,鈍(dun)化(hua)膜(mo)由兩層(ceng)物質(zhi)構(gou)成:外層(ceng)以鐵的(de)氧化(hua)物和(he)氫氧化(hua)物為主,內層(ceng)以鉻的(de)氧化(hua)物Cr2O3為主。但是當溫(wen)度較高、應力較大(特別是拉應力)或(huo)者(zhe)存在侵(qin)蝕性離子時,會破壞(huai)鈍化膜的完(wan)整性,引起香蕉視頻app連接:局部腐蝕。不銹鋼腐蝕(shi)受材(cai)料、環(huan)境、應力、結構等(deng)多個(ge)方面的(de)影響,有些參數(shu)的(de)分散性比較大,從而導致腐蝕(shi)發生以及腐蝕(shi)速率存(cun)在很大不確定性。
腐(fu)蝕(shi)(shi)的分類方(fang)法及(ji)種類如表1-2所示。常用的分類方(fang)法是根據腐(fu)蝕(shi)(shi)形(xing)態(tai)。

全面腐蝕(shi)是一種均勻腐蝕,腐蝕速率相對比較平穩,在外觀上很容易被觀察到,即使在設備內部發生腐蝕,壁厚的整體減薄在常規檢查中也容易被發現;而且全面腐蝕可以提前防范。局部腐蝕的種類較多,對于奧氏體不銹鋼材料,其腐蝕類型大多為局部腐蝕,常見的局部腐蝕有點蝕、應力(li)腐蝕、縫隙(xi)腐蝕(shi)以及晶間(jian)腐蝕等。局部腐蝕常發生在設備結構無任何宏觀變化的情況下,突然的破壞往往帶來災難性的后果。在文獻統計的我國石化企業310件腐蝕失效案例中,局部腐蝕占了四分之三以上,如圖1-8所示。

1. 點蝕
點蝕(shi)也稱為(wei)小(xiao)孔(kong)腐(fu)蝕(shi),是一(yi)種位于(yu)金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)較小(xiao)范圍內的(de)腐(fu)蝕(shi)形態。點蝕(shi)往往起源于(yu)金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)夾雜(za)物、機械破(po)壞處等,從表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)沿厚度(du)方向不斷(duan)延伸,極易造成設(she)備穿(chuan)孔(kong)。點蝕(shi)在(zai)金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)分布情(qing)況不一(yi):有時(shi)局部比較密集,有時(shi)比較分散。點蝕(shi)坑一(yi)般(ban)具有孔(kong)小(xiao)口(kou)深的(de)特點,呈花邊樣(yang)孔(kong)口(kou),常(chang)見的(de)點蝕(shi)形貌如(ru)圖1-9所(suo)示。點蝕(shi)的(de)孔(kong)口(kou)形狀(zhuang)與受(shou)(shou)力情(qing)況有關(guan),在(zai)不受(shou)(shou)應(ying)(ying)力的(de)情(qing)況下(xia),孔(kong)口(kou)近似為(wei)圓(yuan)形;在(zai)受(shou)(shou)拉(la)應(ying)(ying)力的(de)情(qing)況下(xia),孔(kong)口(kou)近似為(wei)橢圓(yuan)形,而(er)且在(zai)受(shou)(shou)拉(la)應(ying)(ying)力的(de)作(zuo)用下(xia),點蝕(shi)位置極易產生裂紋,引發應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂,如(ru)圖1-9(b)、(c)所(suo)示。

2. 縫隙腐蝕
在縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)和其他隱蔽的(de)(de)(de)(de)區域內發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)局部腐(fu)(fu)蝕(shi),稱(cheng)為(wei)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。該類腐(fu)(fu)蝕(shi)常發(fa)生(sheng)于孔穴、墊(dian)片接觸(chu)面、緊固件縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)內等位(wei)置(zhi)。表(biao)面氧化(hua)膜(mo)具有耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)金屬易(yi)發(fa)生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi),幾(ji)乎所(suo)有的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)介質(zhi)都可(ke)以引(yin)起縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi),因(yin)(yin)此,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)奧氏體不銹鋼(gang)設備中(zhong)常見的(de)(de)(de)(de)一種腐(fu)(fu)蝕(shi)形態。縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)的(de)(de)(de)(de)寬度(du)處于0.025~0.1mm之間時(shi),易(yi)發(fa)生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)主要原因(yin)(yin)是(shi)進入縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)內的(de)(de)(de)(de)介質(zhi)處于滯流(liu)狀態,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)內外離子形成濃差,使縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)內金屬加速腐(fu)(fu)蝕(shi)。
縫隙腐蝕(shi)(shi)發生后,設備(bei)的承(cheng)載能力減小,構(gou)件之間也會由于縫隙的擴(kuo)大而(er)出現局部膨(peng)脹,從而(er)使(shi)部分構(gou)件之間難以實(shi)現良好配合,這種腐蝕(shi)(shi)的形(xing)成(cheng)和發展(zhan)一般都是(shi)在(zai)縱深(shen)處,甚至還可能導致(zhi)非常嚴重的破壞性事(shi)故(gu),縫隙腐蝕(shi)(shi)的檢(jian)測(ce)難度(du)較大,發生前的孕育時間較長,但是(shi)縫隙腐蝕(shi)(shi)的腐蝕(shi)(shi)速率較快。圖1-10為實(shi)驗縫隙腐蝕(shi)(shi)形(xing)貌。

3. 應力(li)腐蝕
應(ying)力(li)腐蝕斷裂是金(jin)屬在應(ying)力(li)和環(huan)(huan)境共(gong)同作用(yong)下發生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)破壞,并(bing)不(bu)是所有的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬都會發生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)腐蝕,不(bu)同的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬發生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)腐蝕的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境是不(bu)一樣的(de)(de)(de)(de),表1-3列出了目(mu)前發現的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐蝕合金(jin)+環(huan)(huan)境體系(xi)。從表1-3可以看出,奧氏體不(bu)銹鋼(gang)發生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)腐蝕的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境較廣,在高(gao)溫環(huan)(huan)境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)水蒸氣、濕潤空氣等環(huan)(huan)境中(zhong)都可能發生(sheng)(sheng)。


對(dui)(dui)于奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼設(she)備(bei),應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)是危害(hai)性較(jiao)為(wei)嚴(yan)重、普遍性較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)一種腐(fu)(fu)蝕(shi)類型。較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)鎳含量(liang),使得奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼成本(ben)相(xiang)對(dui)(dui)較(jiao)高(gao)(gao),因此(ci),該(gai)類腐(fu)(fu)蝕(shi)一般(ban)出現在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性較(jiao)高(gao)(gao)、可(ke)靠性要求(qiu)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)石(shi)油化工、核電行業(ye)和衛生(sheng)(sheng)要求(qiu)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)食(shi)品機械行業(ye)。在(zai)這些行業(ye)中(zhong),設(she)備(bei)一旦(dan)發生(sheng)(sheng)腐(fu)(fu)蝕(shi)就會產生(sheng)(sheng)嚴(yan)重的(de)(de)(de)安全(quan)事故或造(zao)成食(shi)品污染(ran)。如前所述,氯離子是奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)“天敵”,在(zai)拉應(ying)(ying)力共存(cun)的(de)(de)(de)情況下,很容易引(yin)起(qi)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂。由于氯離子存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)普遍性,造(zao)成奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)概率極大(da)。
應力腐蝕的(de)(de)(de)發(fa)生不僅在于它的(de)(de)(de)普遍性,更可怕(pa)的(de)(de)(de)是引起(qi)設(she)備(bei)“毫無預兆(zhao)”的(de)(de)(de)破壞。應力腐蝕裂(lie)紋(wen)起(qi)源于材料表面,其(qi)裂(lie)紋(wen)向橫縱向同(tong)時(shi)擴(kuo)展,其(qi)形貌為(wei)典(dian)型的(de)(de)(de)“樹枝狀”,即裂(lie)紋(wen)有(you)一主干,隨著裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)擴(kuo)展,不斷有(you)分支生成。一般(ban)來說,起(qi)始位置裂(lie)紋(wen)較粗,后(hou)面的(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)越來越細,如圖1-11所(suo)示(shi)。

4. 晶間腐蝕
晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)(shi)一種危害性(xing)極(ji)大(da)(da)(da)的(de)(de)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)形(xing)式,其特點是(shi)(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)沿著金屬內部(bu)晶界(jie)面擴展(zhan)。晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)破壞了晶粒(li)之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)結合力,使金屬的(de)(de)強度大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降(jiang)低,承受應力的(de)(de)能力極(ji)弱。晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)具有(you)極(ji)大(da)(da)(da)的(de)(de)隱蔽(bi)性(xing),當(dang)金屬發(fa)生晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)時(shi),金屬外觀仍然有(you)一定光澤(ze),肉眼很難觀察到,但是(shi)(shi)只(zhi)要(yao)(yao)輕微敲擊腐(fu)蝕(shi)(shi)處,材(cai)料就發(fa)生碎裂。晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)產生的(de)(de)原因主要(yao)(yao)是(shi)(shi)由于在(zai)金屬處理(li)過程中(zhong)造(zao)成晶粒(li)表(biao)面和內部(bu)化學成分的(de)(de)不(bu)(bu)均勻,或(huo)(huo)者晶界(jie)存在(zai)夾雜(za)物或(huo)(huo)應力,造(zao)成電化學腐(fu)蝕(shi)(shi)。到目前為止,晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)依然是(shi)(shi)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)工程應用(yong)中(zhong)沒(mei)有(you)解決的(de)(de)難題(ti),特別是(shi)(shi)對(dui)于不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊接件(jian),焊縫(feng)處易產生“貧鉻”現象,從(cong)而引起晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。文獻作者對(dui)某地(di)區(qu)電站奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管道開(kai)裂進行(xing)了調查研究,結果如表(biao)1-4所(suo)示,開(kai)裂位置主要(yao)(yao)發(fa)生在(zai)焊接及彎管處。腐(fu)蝕(shi)(shi)微觀形(xing)貌如圖1-12所(suo)示,圖1-12(a)中(zhong)有(you)較粗的(de)(de)裂紋(wen),該裂紋(wen)沒(mei)有(you)分支,與應力腐(fu)蝕(shi)(shi)裂紋(wen)明顯不(bu)(bu)同;圖1-12(b)中(zhong)不(bu)(bu)存在(zai)裂紋(wen),但晶粒(li)之間(jian)(jian)(jian)已完全被腐(fu)蝕(shi)(shi)。


一直以來,人們用“貧鉻”理論來解釋奧氏體不銹鋼晶間腐蝕。金屬在晶界處析出第二相Cr23C6,使晶界處鉻元素含量降低,如圖1-13所示。從電化學角度來講,晶界區和晶粒區存在電位差,晶界作為陽極,形成“小陽極、大陰極”的腐蝕電池,造成晶界處金屬的快速溶解。
奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)的貧鉻(ge)主(zhu)要(yao)是由(you)于(yu)在(zai)(zai)熱(re)處(chu)理(li)、焊接中,由(you)于(yu)溫度處(chu)在(zai)(zai)450~850℃時,碳(tan)化鉻(ge)會(hui)在(zai)(zai)晶間析出,造成材料敏化。研(yan)究表明,不銹(xiu)鋼(gang)的晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)在(zai)(zai)弱腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)介質(如充氣海(hai)水)、強腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)介質(如濃硝(xiao)酸)的環境中更(geng)加嚴重,但是基(ji)本不受介質溫度、受力方向的影響。
為了(le)減緩腐蝕,對于不銹鋼(gang)設備,使用之前一般都要進行酸洗處(chu)理,此(ci)外涂(tu)層處(chu)理也(ye)(ye)是不銹鋼(gang)腐蝕防腐的一種常用方法,電(dian)極保護、電(dian)鍍、在(zai)溶(rong)液中添加(jia)緩蝕劑(ji)以及對材料表面(mian)強化處(chu)理等(deng)也(ye)(ye)是一些防腐方法。
浙江至德鋼(gang)業有限公司主要分析奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的局(ju)部腐蝕(shi),對設(she)備(bei)的制(zhi)造和使用提出一(yi)些建議,降低發生(sheng)腐蝕(shi)的可能性(xing)。同時,書中也分析了腐蝕(shi)發生(sheng)的概率問題。

