不銹鋼點蝕的影響因素包括材料、環境、應力、流場以及設備結構等多個方面,其中材料是抑制點蝕(shi)的根本原因。不銹鋼耐點蝕性能與材料的合金成分、金相組織、表面狀態以及表面夾雜物等都有關系。如前所述,不銹鋼表面含夾雜物的位置,是材料的薄弱環節,其耐點蝕性能大大降低,在腐蝕性介質中,一般夾雜物處會優先被破壞,引起點蝕。


 鉻(ge)是(shi)提高不(bu)銹鋼(gang)(gang)耐點(dian)(dian)蝕性能(neng)的(de)(de)(de)重要元(yuan)素(su),鉻(ge)與氧(yang)生(sheng)成氧(yang)化(hua)物(wu)(wu),能(neng)夠(gou)(gou)阻止侵蝕性離子的(de)(de)(de)入侵,能(neng)夠(gou)(gou)提高鈍(dun)化(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性,提高點(dian)(dian)蝕電位;鎳(nie)在(zai)(zai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)作用(yong)是(shi)改變材料(liao)的(de)(de)(de)晶體結(jie)構,使不(bu)銹鋼(gang)(gang)耐腐蝕性能(neng)獲(huo)得改善。同(tong)時,在(zai)(zai)非(fei)氧(yang)化(hua)性介質中(zhong),不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)因鎳(nie)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai),使其鈍(dun)化(hua)范圍增大,有利于(yu)再鈍(dun)化(hua)。鉬可以提高不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)能(neng)力,也與氧(yang)生(sheng)成氧(yang)化(hua)物(wu)(wu),存在(zai)(zai)于(yu)鈍(dun)化(hua)膜(mo)中(zhong),提高鈍(dun)化(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性。硫、磷、碳等非(fei)金屬元(yuan)素(su)在(zai)(zai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)所形(xing)成的(de)(de)(de)夾雜物(wu)(wu)降低了(le)材料(liao)的(de)(de)(de)耐點(dian)(dian)蝕性能(neng)。下面重點(dian)(dian)討論不(bu)銹鋼(gang)(gang)微觀結(jie)構對點(dian)(dian)蝕性能(neng)的(de)(de)(de)影響,以文(wen)獻中(zhong)的(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕失效管(guan)道(dao)為例(li)進(jin)行說明。


  不銹(xiu)鋼管道材料為S30403,管內液體為貧胺液。其中,液體中SO2-4含量約為130~140g/L,Cl-含量約為20~60mg/kg,以及含有少量的SO2-3,pH約為4.5。管道運行不到2個月,就發現在管道連接處因點蝕而發生泄漏。為分析材料對點蝕材料耐點蝕性能的影響,進行了微觀組織觀察、成分檢測以及電化學實驗。


  首(shou)先,對母(mu)材、完(wan)整的(de)焊(han)縫(feng)以及(ji)已經發生腐(fu)蝕的(de)焊(han)縫(feng)取樣,在金相顯微(wei)鏡下觀察其(qi)結(jie)構組織,結(jie)果(guo)如圖(tu)2-4所(suo)(suo)示。圖(tu)2-4(a)為母(mu)材的(de)金相組織,奧(ao)氏(shi)體(ti)+孿晶。未發生腐(fu)蝕的(de)焊(han)縫(feng),其(qi)金相組織為正常的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)十鐵(tie)素體(ti),如圖(tu)2-4(b)所(suo)(suo)示。但是,發生腐(fu)蝕的(de)焊(han)縫(feng),其(qi)微(wei)觀結(jie)構會產生變化,結(jie)構中存在很(hen)多馬氏(shi)體(ti),如圖(tu)2-4(c)所(suo)(suo)示。


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  其(qi)次,對焊(han)接部位(wei)材(cai)(cai)(cai)料(liao)進行能譜分(fen)析(xi),檢(jian)(jian)測(ce)(ce)位(wei)置沿圖2-5中標(biao)識(shi)的(de)箭頭指向(xiang)。檢(jian)(jian)測(ce)(ce)區域包含(han)三(san)個,如(ru)圖2-5所示(shi),分(fen)別包含(han)了(le)(le)母材(cai)(cai)(cai)、完成焊(han)縫(feng)(feng)、已腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)焊(han)縫(feng)(feng)部分(fen)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。掃描(miao)線1+2代(dai)表了(le)(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)焊(han)縫(feng)(feng)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao);3代(dai)表了(le)(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)較輕(qing)部位(wei)的(de)焊(han)縫(feng)(feng)和母材(cai)(cai)(cai);4代(dai)表了(le)(le)正常焊(han)縫(feng)(feng)和母材(cai)(cai)(cai)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao),檢(jian)(jian)測(ce)(ce)結(jie)果如(ru)表2-1所示(shi)。通過與材(cai)(cai)(cai)料(liao)規定成分(fen)對比發(fa)現(xian),發(fa)生腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)部位(wei)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao),其(qi)鉻(ge)、鎳含(han)量降低。


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  通過電化(hua)(hua)學實驗分析管材(cai)(cai)的耐腐蝕(shi)(shi)性能。通過取樣,制(zhi)備成母材(cai)(cai)、完(wan)整焊縫、已腐蝕(shi)(shi)焊縫三種工(gong)作電極(ji),利用動(dong)電位掃(sao)描(miao)法測(ce)量得(de)到極(ji)化(hua)(hua)曲線(xian),結果如圖2-6所(suo)示。電化(hua)(hua)學實驗完(wan)成后,觀察試(shi)樣表面形(xing)貌,如圖2-7所(suo)示。


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  分(fen)(fen)析(xi)圖(tu)(tu)2-6中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)化曲(qu)線發現(xian):母(mu)材(cai)(cai)、完整焊(han)(han)(han)縫材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能相(xiang)近(jin);與(yu)母(mu)材(cai)(cai)、完整焊(han)(han)(han)縫材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)化曲(qu)線相(xiang)比(bi)較(jiao)(jiao),已腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)部(bu)分(fen)(fen)焊(han)(han)(han)縫材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)位較(jiao)(jiao)小、維鈍電(dian)流密度較(jiao)(jiao)大。根(gen)據鈍態(tai)材(cai)(cai)料耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)判斷(duan)依據可知,已腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)部(bu)位焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能較(jiao)(jiao)低。從實(shi)驗(yan)后材(cai)(cai)料表(biao)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形貌來看(圖(tu)(tu)2-7),母(mu)材(cai)(cai)、完整焊(han)(han)(han)縫材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)只(zhi)有(you)很少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點蝕(shi)(shi)(shi)坑(keng),而已腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)部(bu)位焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)不但點蝕(shi)(shi)(shi)數量多,而且(qie)個別(bie)點蝕(shi)(shi)(shi)坑(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)積較(jiao)(jiao)大。通過前(qian)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀結構分(fen)(fen)析(xi)可知,在已腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)縫材(cai)(cai)料中發現(xian)了(le)馬氏體組織,已有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究表(biao)明,馬氏體相(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)位比(bi)奧(ao)氏體相(xiang)低,因此(ci),馬氏體相(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在降(jiang)低了(le)金屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能。


  另外,受力狀態對點蝕的形成也有一定影響。存在應力的情況下,應力能夠提高金屬電化學活性、促進MnS等夾雜物的溶解,使點蝕優先在此處發生。材料表面的粗糙度也是影響不銹鋼腐蝕(shi)的重要素之一,該部分將在最后一章敘述。