不銹鋼具有(you)良好的自(zi)鈍化性,其耐腐(fu)蝕(shi)性主要源于(yu)表面的保(bao)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(ge)元素(su)對氧(yang)(yang)元素(su)有很大的(de)親和(he)力,鉻(ge)和(he)氧(yang)(yang)在常溫中就(jiu)可以發(fa)生(sheng)化(hua)(hua)學反(fan)應,生(sheng)成致(zhi)密(mi)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜,氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜將(jiang)基(ji)體材料與(yu)外界環境隔(ge)離,起到保護作用。研究表明,鈍化(hua)(hua)膜由兩(liang)層(ceng)(ceng)物質構成:外層(ceng)(ceng)以鐵的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物和(he)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物為主,內層(ceng)(ceng)以鉻(ge)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物Cr2O3為主。但是(shi)當溫度較高、應力較大(特別是(shi)拉應力)或(huo)者存在侵蝕性(xing)離子(zi)時,會破壞鈍(dun)化膜的(de)完整性(xing),引起香蕉視頻app連接:局部腐蝕。不銹鋼(gang)腐(fu)(fu)蝕受材(cai)料、環境(jing)、應(ying)力、結構(gou)等多個方面(mian)的影響,有些參數的分散性(xing)比較大,從而導(dao)致腐(fu)(fu)蝕發生以及腐(fu)(fu)蝕速率存在很大不確定(ding)性(xing)。


  腐蝕的分類(lei)方法及(ji)種類(lei)如(ru)表1-2所示。常用(yong)的分類(lei)方法是根(gen)據腐蝕形態。


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  全面腐蝕是一種均勻(yun)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(bu)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(fu)蝕縫(feng)隙腐蝕以及晶間腐蝕等。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。


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1. 點蝕


  點(dian)蝕(shi)(shi)也稱為小(xiao)孔(kong)腐蝕(shi)(shi),是(shi)一種(zhong)位于金(jin)(jin)屬表(biao)(biao)面較小(xiao)范圍內的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)形態。點(dian)蝕(shi)(shi)往(wang)往(wang)起(qi)源于金(jin)(jin)屬表(biao)(biao)面夾雜物、機械(xie)破(po)壞處(chu)等(deng),從表(biao)(biao)面沿(yan)厚度方向不(bu)斷延(yan)伸(shen),極(ji)易造成設備穿(chuan)孔(kong)。點(dian)蝕(shi)(shi)在金(jin)(jin)屬表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)分布情況不(bu)一:有(you)時局部比(bi)較密集,有(you)時比(bi)較分散。點(dian)蝕(shi)(shi)坑一般具有(you)孔(kong)小(xiao)口(kou)深的(de)(de)(de)特點(dian),呈花邊樣孔(kong)口(kou),常(chang)見的(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)形貌如圖1-9所示(shi)。點(dian)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)孔(kong)口(kou)形狀與受力情況有(you)關(guan),在不(bu)受應(ying)力的(de)(de)(de)情況下(xia),孔(kong)口(kou)近似為圓形;在受拉(la)應(ying)力的(de)(de)(de)情況下(xia),孔(kong)口(kou)近似為橢圓形,而且在受拉(la)應(ying)力的(de)(de)(de)作用下(xia),點(dian)蝕(shi)(shi)位置極(ji)易產生裂紋,引發應(ying)力腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂,如圖1-9(b)、(c)所示(shi)。


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2. 縫隙腐蝕


  在縫(feng)隙(xi)(xi)和其他隱蔽的(de)區域(yu)內(nei)(nei)發生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)局部腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi),稱(cheng)為縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。該類(lei)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)常(chang)發生(sheng)(sheng)(sheng)于孔穴、墊片接觸面、緊(jin)固件縫(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)等位置(zhi)。表面氧化膜具有(you)耐腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)金(jin)屬易發生(sheng)(sheng)(sheng)縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi),幾乎(hu)所有(you)的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)介質(zhi)都可以引起縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi),因(yin)此,縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)奧氏體不銹(xiu)鋼設備中常(chang)見的(de)一種腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形態(tai)。縫(feng)隙(xi)(xi)的(de)寬度處于0.025~0.1mm之間時,易發生(sheng)(sheng)(sheng)縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)主要原因(yin)是(shi)進入縫(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)的(de)介質(zhi)處于滯(zhi)流狀態(tai),縫(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)外(wai)離(li)子形成濃差,使(shi)縫(feng)隙(xi)(xi)內(nei)(nei)金(jin)屬加速腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。


  縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)發生后,設備的(de)(de)(de)(de)承載能力減小,構(gou)件(jian)之間(jian)也(ye)會(hui)由(you)于縫(feng)(feng)隙的(de)(de)(de)(de)擴大而出現局(ju)部(bu)膨脹,從而使部(bu)分構(gou)件(jian)之間(jian)難以實現良好配合,這(zhe)種(zhong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)和(he)發展一般都是(shi)(shi)在縱深處,甚至還可能導(dao)致非常(chang)嚴重的(de)(de)(de)(de)破壞(huai)性(xing)事故(gu),縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)檢測難度較(jiao)大,發生前的(de)(de)(de)(de)孕育時(shi)間(jian)較(jiao)長(chang),但是(shi)(shi)縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速率較(jiao)快(kuai)。圖1-10為實驗縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形貌。


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3. 應力(li)腐蝕(shi)


  應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷裂是金(jin)屬在應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)和環(huan)(huan)境(jing)共同作用下發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)破壞,并不是所有的(de)金(jin)屬都(dou)會發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),不同的(de)金(jin)屬發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)環(huan)(huan)境(jing)是不一樣的(de),表1-3列出了目前發(fa)現的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)合金(jin)+環(huan)(huan)境(jing)體系。從(cong)表1-3可以看出,奧氏體不銹鋼發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)環(huan)(huan)境(jing)較(jiao)廣,在高(gao)溫環(huan)(huan)境(jing)中的(de)水蒸氣、濕(shi)潤空氣等(deng)環(huan)(huan)境(jing)中都(dou)可能發(fa)生(sheng)(sheng)。



  對(dui)于奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)設(she)備(bei),應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)是危害性(xing)較(jiao)(jiao)(jiao)為嚴重、普遍性(xing)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)一種腐蝕(shi)(shi)(shi)類(lei)型。較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)鎳(nie)含量,使(shi)得奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)成(cheng)本相對(dui)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao),因此,該(gai)類(lei)腐蝕(shi)(shi)(shi)一般(ban)出現在(zai)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)、可靠性(xing)要求較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)石(shi)油(you)化工、核電行業和衛生(sheng)(sheng)(sheng)要求高(gao)(gao)的(de)食(shi)品機械行業。在(zai)這些行業中(zhong),設(she)備(bei)一旦發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)腐蝕(shi)(shi)(shi)就會(hui)產生(sheng)(sheng)(sheng)嚴重的(de)安全事(shi)故或造(zao)(zao)成(cheng)食(shi)品污染。如前所述,氯離子是奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)“天(tian)敵”,在(zai)拉應(ying)(ying)力(li)(li)共存(cun)的(de)情況下,很容(rong)易引(yin)起設(she)備(bei)的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)開裂。由于氯離子存(cun)在(zai)的(de)普遍性(xing),造(zao)(zao)成(cheng)奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)概率極大。


  應(ying)(ying)力腐蝕的(de)(de)發(fa)生不僅(jin)在于(yu)它的(de)(de)普(pu)遍性,更可怕的(de)(de)是(shi)引起(qi)設備(bei)“毫無預兆”的(de)(de)破壞。應(ying)(ying)力腐蝕裂紋起(qi)源于(yu)材料表面,其(qi)裂紋向橫(heng)縱向同時擴(kuo)展,其(qi)形貌為典型(xing)的(de)(de)“樹枝狀(zhuang)”,即裂紋有(you)一主干(gan),隨著裂紋的(de)(de)擴(kuo)展,不斷有(you)分支生成。一般來說,起(qi)始位置(zhi)裂紋較粗,后面的(de)(de)裂紋越來越細,如圖1-11所(suo)示。


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4. 晶(jing)間腐蝕


  晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是一(yi)種危害性(xing)極大(da)(da)的局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形式(shi),其(qi)特(te)點是腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)沿著金(jin)屬內部晶(jing)(jing)界(jie)面擴展。晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)破壞(huai)了(le)晶(jing)(jing)粒之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的結合力,使金(jin)屬的強度大(da)(da)大(da)(da)降低,承受應力的能力極弱。晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)具(ju)有(you)極大(da)(da)的隱蔽性(xing),當金(jin)屬發(fa)生(sheng)(sheng)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)時,金(jin)屬外觀(guan)(guan)仍(reng)然(ran)有(you)一(yi)定光澤(ze),肉眼很(hen)難(nan)觀(guan)(guan)察到(dao),但(dan)是只要輕(qing)微敲擊腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)處(chu),材料就發(fa)生(sheng)(sheng)碎裂(lie)。晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)的原因主(zhu)要是由于在金(jin)屬處(chu)理過(guo)程(cheng)中(zhong)造成(cheng)晶(jing)(jing)粒表(biao)面和(he)內部化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)的不(bu)(bu)均勻(yun),或者晶(jing)(jing)界(jie)存(cun)在夾雜(za)物或應力,造成(cheng)電化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。到(dao)目前為止,晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)依(yi)然(ran)是奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)工程(cheng)應用中(zhong)沒(mei)有(you)解決的難(nan)題(ti),特(te)別是對于不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)接件,焊(han)縫(feng)處(chu)易產(chan)生(sheng)(sheng)“貧鉻”現象,從(cong)而引起(qi)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。文(wen)獻作者對某地區電站奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管道開裂(lie)進行(xing)了(le)調查研究,結果如(ru)表(biao)1-4所示,開裂(lie)位置主(zhu)要發(fa)生(sheng)(sheng)在焊(han)接及(ji)彎管處(chu)。腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)微觀(guan)(guan)形貌如(ru)圖1-12所示,圖1-12(a)中(zhong)有(you)較粗的裂(lie)紋(wen)(wen),該裂(lie)紋(wen)(wen)沒(mei)有(you)分(fen)支,與(yu)應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)明顯不(bu)(bu)同;圖1-12(b)中(zhong)不(bu)(bu)存(cun)在裂(lie)紋(wen)(wen),但(dan)晶(jing)(jing)粒之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)已完全被腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(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。


  奧氏體不銹鋼的(de)貧鉻(ge)主要是(shi)由(you)于在(zai)(zai)(zai)熱處理、焊接中(zhong),由(you)于溫度處在(zai)(zai)(zai)450~850℃時,碳化(hua)鉻(ge)會在(zai)(zai)(zai)晶(jing)間析(xi)出,造成(cheng)材料敏化(hua)。研究(jiu)表明,不銹鋼的(de)晶(jing)間腐(fu)蝕在(zai)(zai)(zai)弱腐(fu)蝕性介(jie)質(如(ru)充氣海水)、強腐(fu)蝕性介(jie)質(如(ru)濃硝(xiao)酸(suan))的(de)環境中(zhong)更加嚴重(zhong),但是(shi)基本不受介(jie)質溫度、受力方向的(de)影響。


  為了減緩腐(fu)蝕,對于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)設備(bei),使用之前一(yi)般都要(yao)進(jin)行酸洗處理,此(ci)外涂層(ceng)處理也是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)腐(fu)蝕防(fang)(fang)腐(fu)的一(yi)種常用方法(fa),電極(ji)保護(hu)、電鍍、在溶(rong)液(ye)中添(tian)加緩蝕劑以(yi)及對材料表面強化處理等也是一(yi)些(xie)防(fang)(fang)腐(fu)方法(fa)。


  浙江至德(de)鋼業有(you)限公司(si)主(zhu)要分析(xi)奧(ao)氏體不銹鋼的局部腐蝕,對設備的制造(zao)和使用提出一(yi)些建(jian)議,降低(di)發生腐蝕的可能(neng)性(xing)。同時,書中也分析(xi)了(le)腐蝕發生的概(gai)率(lv)問題。