不銹鋼具(ju)有良好(hao)的(de)自(zi)鈍化性(xing),其耐腐蝕性(xing)主(zhu)要源于表面的(de)保(bao)護(hu)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(yuan)素對氧(yang)(yang)(yang)(yang)元(yuan)素有很大的(de)親和(he)力(li),鉻(ge)和(he)氧(yang)(yang)(yang)(yang)在常溫中就可以發生化(hua)(hua)(hua)(hua)學反(fan)應,生成致密的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo),氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)將基(ji)體材料與外界環境隔(ge)離,起到保護(hu)作用。研(yan)究表明,鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)由兩(liang)層(ceng)物(wu)質構成:外層(ceng)以鐵的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)和(he)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)為主,內層(ceng)以鉻(ge)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)Cr2O3為主。但是當溫(wen)度較高、應(ying)力較大(特別是拉應(ying)力)或者存在侵蝕性離子時,會破壞鈍化膜的完整性,引(yin)起(qi)香蕉視頻app連接:局部腐蝕。不銹鋼腐蝕受材(cai)料、環境、應力(li)、結構等(deng)多個方面的影(ying)響,有些參數的分散性(xing)(xing)比(bi)較大,從而導致腐蝕發生以及腐蝕速率存在很大不確定性(xing)(xing)。
腐(fu)(fu)蝕(shi)的分(fen)類(lei)(lei)方法及種類(lei)(lei)如表1-2所示。常用的分(fen)類(lei)(lei)方法是(shi)根據腐(fu)(fu)蝕(shi)形態。

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、應力腐(fu)蝕(shi)、縫隙(xi)腐(fu)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(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕也稱為(wei)小(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)腐蝕,是一(yi)種位于金(jin)屬(shu)表面較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao)范圍內的(de)(de)(de)腐蝕形(xing)(xing)態。點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕往往起源于金(jin)屬(shu)表面夾雜物、機(ji)械(xie)破(po)壞處(chu)等,從表面沿(yan)厚度方向不斷延伸,極(ji)易造成設備穿(chuan)孔(kong)(kong)。點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕在(zai)金(jin)屬(shu)表面的(de)(de)(de)分(fen)布(bu)情況(kuang)不一(yi):有(you)(you)時(shi)局部比較(jiao)(jiao)密集,有(you)(you)時(shi)比較(jiao)(jiao)分(fen)散。點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕坑一(yi)般具(ju)有(you)(you)孔(kong)(kong)小(xiao)(xiao)口深的(de)(de)(de)特(te)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),呈花邊樣孔(kong)(kong)口,常見的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕形(xing)(xing)貌如(ru)圖1-9所示(shi)。點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)口形(xing)(xing)狀與(yu)受(shou)力(li)情況(kuang)有(you)(you)關(guan),在(zai)不受(shou)應(ying)力(li)的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),孔(kong)(kong)口近似(si)為(wei)圓形(xing)(xing);在(zai)受(shou)拉(la)應(ying)力(li)的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),孔(kong)(kong)口近似(si)為(wei)橢圓形(xing)(xing),而且在(zai)受(shou)拉(la)應(ying)力(li)的(de)(de)(de)作用(yong)下(xia),點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕位置極(ji)易產生裂紋,引發應(ying)力(li)腐蝕開裂,如(ru)圖1-9(b)、(c)所示(shi)。

2. 縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)
在縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)和其他隱(yin)蔽的區域內(nei)發生(sheng)的局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),稱為縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。該類腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)常發生(sheng)于(yu)孔穴(xue)、墊片接觸面、緊固(gu)件縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)內(nei)等位(wei)置。表面氧化膜(mo)具有耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)的金屬易(yi)發生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),幾乎所(suo)有的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)介質都可以引起縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),因(yin)此,縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是奧氏體不銹(xiu)鋼設備中常見的一種腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形態(tai)。縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)的寬度處于(yu)0.025~0.1mm之(zhi)間時,易(yi)發生(sheng)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)主要(yao)原(yuan)因(yin)是進(jin)入(ru)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)內(nei)的介質處于(yu)滯流狀態(tai),縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)內(nei)外離子形成(cheng)濃差,使縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)內(nei)金屬加(jia)速(su)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。
縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)發生后,設備的(de)(de)(de)(de)承(cheng)載能力減(jian)小,構(gou)件(jian)(jian)之間也會(hui)由于縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)大而(er)出現局部(bu)膨脹(zhang),從(cong)而(er)使部(bu)分構(gou)件(jian)(jian)之間難以(yi)實(shi)現良好配(pei)合,這種腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成和發展一般都是在(zai)縱深(shen)處,甚至還可(ke)能導致非常嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)破壞性事故,縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)檢測難度較大,發生前(qian)的(de)(de)(de)(de)孕育時間較長(chang),但是縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)較快。圖(tu)1-10為(wei)實(shi)驗縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)形(xing)貌。

3. 應力腐(fu)蝕(shi)
應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)是金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)應力和環(huan)境(jing)(jing)共同(tong)作用(yong)下發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)破壞,并(bing)不(bu)(bu)是所有的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)都(dou)會發(fa)生(sheng)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)發(fa)生(sheng)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)是不(bu)(bu)一(yi)樣(yang)的(de)(de)(de),表(biao)1-3列出(chu)了(le)目前(qian)發(fa)現的(de)(de)(de)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)合金(jin)(jin)+環(huan)境(jing)(jing)體系。從表(biao)1-3可以看出(chu),奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼發(fa)生(sheng)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)較(jiao)廣(guang),在(zai)高溫環(huan)境(jing)(jing)中的(de)(de)(de)水(shui)蒸氣、濕潤空氣等環(huan)境(jing)(jing)中都(dou)可能發(fa)生(sheng)。


對(dui)(dui)于奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)設備,應力腐(fu)蝕(shi)是危(wei)害性(xing)較為嚴重(zhong)、普(pu)遍(bian)性(xing)較高(gao)的(de)(de)一種(zhong)腐(fu)蝕(shi)類(lei)型。較高(gao)的(de)(de)鎳含量,使得奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)成(cheng)本相對(dui)(dui)較高(gao),因此,該(gai)類(lei)腐(fu)蝕(shi)一般出(chu)現在(zai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)較高(gao)、可(ke)靠性(xing)要求較高(gao)的(de)(de)石油(you)化工、核電行(xing)業(ye)和(he)衛(wei)生(sheng)要求高(gao)的(de)(de)食(shi)品機械行(xing)業(ye)。在(zai)這些(xie)行(xing)業(ye)中,設備一旦發生(sheng)腐(fu)蝕(shi)就(jiu)會(hui)產生(sheng)嚴重(zhong)的(de)(de)安全(quan)事故或造成(cheng)食(shi)品污染。如前所述,氯離子是奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)“天敵(di)”,在(zai)拉應力共存的(de)(de)情況下,很容易引起(qi)設備的(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)開裂。由(you)于氯離子存在(zai)的(de)(de)普(pu)遍(bian)性(xing),造成(cheng)奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)發生(sheng)應力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)概(gai)率(lv)極大。
應力(li)腐蝕的(de)發生(sheng)不(bu)僅(jin)在(zai)于(yu)它的(de)普遍性,更可怕的(de)是引起(qi)設備(bei)“毫無預(yu)兆”的(de)破壞。應力(li)腐蝕裂紋(wen)(wen)起(qi)源于(yu)材料表面,其裂紋(wen)(wen)向(xiang)(xiang)橫(heng)縱向(xiang)(xiang)同時擴(kuo)展,其形貌為典型的(de)“樹(shu)枝狀”,即(ji)裂紋(wen)(wen)有一(yi)(yi)主(zhu)干,隨(sui)著(zhu)裂紋(wen)(wen)的(de)擴(kuo)展,不(bu)斷有分支生(sheng)成。一(yi)(yi)般來說,起(qi)始位置裂紋(wen)(wen)較粗(cu),后(hou)面的(de)裂紋(wen)(wen)越來越細,如(ru)圖(tu)1-11所示。

4. 晶間(jian)腐蝕
晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)一(yi)種危(wei)害性(xing)(xing)極大(da)的局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形(xing)(xing)式,其特(te)點是(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)沿著金屬(shu)內部晶界(jie)面擴展。晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破壞了(le)晶粒(li)之間(jian)的結合(he)力,使金屬(shu)的強(qiang)度大(da)大(da)降低(di),承受應力的能力極弱。晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)具(ju)有(you)極大(da)的隱蔽性(xing)(xing),當金屬(shu)發(fa)生(sheng)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)時,金屬(shu)外觀仍然(ran)有(you)一(yi)定(ding)光澤,肉眼(yan)很難觀察到,但(dan)是(shi)只要(yao)輕微(wei)敲(qiao)擊腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)處(chu)(chu),材料就發(fa)生(sheng)碎(sui)裂(lie)。晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)的原因主(zhu)要(yao)是(shi)由于(yu)在(zai)金屬(shu)處(chu)(chu)理過(guo)程中造(zao)成(cheng)(cheng)晶粒(li)表(biao)面和內部化學(xue)成(cheng)(cheng)分的不(bu)(bu)(bu)均勻,或者晶界(jie)存(cun)在(zai)夾雜物或應力,造(zao)成(cheng)(cheng)電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。到目前為止,晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)依然(ran)是(shi)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼工程應用中沒有(you)解決的難題,特(te)別是(shi)對于(yu)不(bu)(bu)(bu)銹鋼焊接件,焊縫處(chu)(chu)易產(chan)生(sheng)“貧鉻”現象,從而引起晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。文獻作者對某(mou)地區電(dian)站(zhan)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼管道開(kai)裂(lie)進行了(le)調查研(yan)究,結果如表(biao)1-4所示(shi),開(kai)裂(lie)位(wei)置(zhi)主(zhu)要(yao)發(fa)生(sheng)在(zai)焊接及彎管處(chu)(chu)。腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)微(wei)觀形(xing)(xing)貌如圖(tu)1-12所示(shi),圖(tu)1-12(a)中有(you)較粗的裂(lie)紋(wen),該(gai)裂(lie)紋(wen)沒有(you)分支,與應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)明顯不(bu)(bu)(bu)同;圖(tu)1-12(b)中不(bu)(bu)(bu)存(cun)在(zai)裂(lie)紋(wen),但(dan)晶粒(li)之間(jian)已(yi)完(wan)全(quan)被腐(fu)(fu)蝕(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(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的貧鉻主要是由于(yu)在(zai)熱處理、焊接(jie)中(zhong),由于(yu)溫度處在(zai)450~850℃時,碳化鉻會在(zai)晶間析出,造成材料敏化。研究表明,不(bu)銹(xiu)鋼的晶間腐蝕在(zai)弱腐蝕性介質(zhi)(如(ru)充氣海水(shui))、強(qiang)腐蝕性介質(zhi)(如(ru)濃硝酸(suan))的環境(jing)中(zhong)更加嚴重,但是基本(ben)不(bu)受介質(zhi)溫度、受力方向(xiang)的影響。
為了(le)減(jian)緩腐蝕,對(dui)于不銹(xiu)鋼設備,使(shi)用(yong)之前一般(ban)都要(yao)進行(xing)酸洗處(chu)理(li),此外涂層處(chu)理(li)也(ye)是不銹(xiu)鋼腐蝕防腐的一種常用(yong)方(fang)法(fa),電極保護、電鍍、在溶(rong)液中添加(jia)緩蝕劑以及對(dui)材(cai)料表面強化處(chu)理(li)等也(ye)是一些防腐方(fang)法(fa)。
浙(zhe)江至德(de)鋼(gang)業有限公司主(zhu)要(yao)分析奧(ao)氏體不銹鋼(gang)的局部腐蝕,對設備的制造和使(shi)用提出一些建議(yi),降低發生腐蝕的可能(neng)性。同時,書中(zhong)也分析了(le)腐蝕發生的概率(lv)問題。

