不銹鋼的均勻腐蝕(shi)(連續腐蝕)是在得不到鈍化環境中(即全面活性的環境中)引起的腐蝕。如常見的在鹽酸、硫酸、磷酸以及有機酸等這些氧化力較弱的酸(非氧化性酸)的環境中所發生的腐蝕。


 在表3-2中,列出了(le)金(jin)屬耐均勻腐蝕等級及應(ying)用場合(he)。


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1. 不銹鋼對硫(liu)酸的耐腐蝕性


  不銹鋼不能完全防止硫酸的腐蝕。當不銹鋼(gang)使用在硫酸的環境中時,推薦的使用范圍見表3-3。


  稀硫酸(suan)、中等濃度硫酸(suan)是還原性酸(suan),06Cr17Ni12Mo2(316)、022Cr17Ni12Mo2(316)、06Cr17Ni12Mo2Ti(316Ti)不銹鋼(gang)(gang)對其有一定耐腐(fu)蝕(shi)性。高Mo奧氏體不銹鋼(gang)(gang)和(he)高Mo雙相不銹鋼(gang)(gang)耐硫酸(suan)腐(fu)蝕(shi)性能更佳(jia),如非標不銹鋼(gang)(gang)022Cr17Ni17Si6和(he)022Cr18Ni20Si6MoCu。


  常(chang)用不銹(xiu)鋼在(zai)硫酸(suan)中的腐(fu)蝕速度(du),見表3-4。


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2. 不銹鋼對硝酸的耐腐蝕性


  不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是耐硝(xiao)酸(suan)腐蝕(shi)的良好材料。在(zai)制造硝(xiao)酸(suan)設備中(zhong),幾乎全部(bu)使用了(le)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。不(bu)(bu)(bu)但如(ru)此,為了(le)強化不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的鈍化薄(bo)膜,在(zai)生產中(zhong)常常采用酸(suan)洗來鈍化處理(li)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。酸(suan)洗鈍化處理(li)就(jiu)是將不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)浸(jin)漬在(zai)一定(ding)濃(nong)度(du)一定(ding)溫(wen)度(du)的硝(xiao)酸(suan)溶液中(zhong)進行(xing)的。有關(guan)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)硝(xiao)酸(suan)溶液中(zhong)的耐腐蝕(shi)等(deng)級,見表3-5。


  表3-5 幾種常用不(bu)銹鋼在硝酸溶液中(zhong)耐腐蝕等級




3. 不銹鋼對(dui)鹽(yan)酸(suan)的耐腐(fu)蝕性(xing)


  因(yin)為(wei)鹽酸是(shi)弱氧化性酸,它不(bu)(bu)(bu)能夠保(bao)持(chi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的鈍(dun)化薄膜,即造成對(dui)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的整體腐蝕(shi)(連續腐蝕(shi))。雖然對(dui)稀硫酸也(ye)有(you)選(xuan)用06Cr17Ni12Mo2 (316)、06Cr19Ni13Mo3(317)以及雙相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)022Cr23Ni5Mo3(2205),但是(shi)對(dui)鹽酸而言,多數是(shi)使用哈斯特洛依(Hastelloy)合金。有(you)關不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在鹽酸溶(rong)液中的腐蝕(shi)速度,見表3-6。


  表3-6 幾(ji)種常用不(bu)銹鋼在鹽酸溶液中(zhong)腐蝕速度(du)


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4. 不銹鋼對磷酸的耐(nai)腐蝕性(xing)


  不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)但不(bu)(bu)能完全(quan)防止(zhi)磷(lin)酸的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕,還會因磷(lin)酸中所(suo)含(han)的(de)(de)(de)雜質,導致不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕性能的(de)(de)(de)變化(hua)。磷(lin)酸中加(jia)劇腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)不(bu)(bu)純物(wu)有氟(fu)化(hua)物(wu),氟(fu)硅化(hua)物(wu)以及氯化(hua)物(wu)。化(hua)學工(gong)業使用的(de)(de)(de)大不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)罐多(duo)數(shu)是(shi)用于(yu)儲(chu)存(cun)和運輸(作為化(hua)肥原料(liao))磷(lin)酸的(de)(de)(de)。因為磷(lin)酸中所(suo)含(han)雜質的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同,所(suo)以引起腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)事故類型(xing)很多(duo)。因此,在運輸磷(lin)酸過程中使用的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)種選(xuan)用上,應從06Cr19Ni10(304)開始,逐步選(xuan)用更(geng)高級別的(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕鋼(gang)(gang)種,直到變換成用高度耐腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)06Cr17Ni12Mo2(316)鋼(gang)(gang)或雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang) 022Cr23Ni5Mo3(2205)等。有關不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在磷(lin)酸溶液中的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕速度,見(jian)表3-7。


  表3-7 幾(ji)種(zhong)不銹鋼在磷(lin)酸溶液中腐蝕速度


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5. 對(dui)堿(jian)的(de)耐(nai)腐蝕性


  最(zui)具有代表性的堿(jian)是氫氧化鈉。不銹(xiu)鋼對氫氧化鈉的耐腐蝕(shi)性尚可。


  不銹鋼的鈍化薄膜是由鉻(Cr)形成的,但在氫氧化鈉溶液中,不銹鋼表面鈍化以后,電位提高,CrO2-4有選擇性地溶解,就耐堿性而言,鉻(Cr)不是令人滿意的元素。在氫氧化鈉溶液中、鐵素體型(Cr型)不銹鋼還不如普通鋼的耐腐蝕性強。奧氏體型不銹鋼含鎳(Ni)量多時,相應地可以提高對堿的耐腐蝕性。預防氫氧化鈉溶液的腐蝕,鎳(Ni)是重要的元素。


  高純高鉻鐵(tie)素體不銹鋼,如022Cr27Mo、008Cr30Mo2,具有優異的耐NaOH腐蝕(shi)性(xing)能,含Cr大于26%的高鉻鐵(tie)素體不銹鋼耐NaOH腐蝕(shi)性(xing)能,甚至(zhi)優于純鎳。



6. 海水腐(fu)蝕


  海水的鹽分濃度依海域的不同多少有些變化,遠洋中鹽分為3.2%~3.6%,當鹽分在3.43%時,其冰點為-1.9℃,其密度在17.5℃時為1.062g/cm3,電阻為19~20Ω,海水氧濃度通常為(5~10)x10-6,pH值為8.1~8.3。


  不銹鋼在海水中的均勻腐蝕量(整體腐蝕量)與鋼種沒有太大關系,但是容易發生間隙腐蝕或孔腐蝕。對于這種局部腐蝕依鋼種不同其腐蝕程度也各異,要注意避免造成重大事故。發生縫隙腐蝕或孔腐蝕的原因是海水中含有氯離子(Cl-)和溶存氧。在間隙部位,海水中的氯離子濃度高而且pH值低,則發生縫隙腐蝕。


  發生點腐蝕的原因是當海水中的氯離子(Cl-)濃度達到某種程度以上時,在鈍化薄膜的缺陷部分和構成薄膜的氧進行置換而被化學性地吸附,進而成為金屬的氯絡離子而溶解。從陽極溶解開始,由于溶存氧的存在而促進陰極反應,孔腐蝕就會急劇地進展。在港灣停船時,震蕩的海水飛濺在船體上,由于浸泡和干燥反復進行,則會因為海水中的氯離子(Cl-)濃度提高而發生劇烈的孔腐蝕。近年來,有的船體包覆了超級不銹鋼(如超低碳20Cr-18Ni-6Mo和超低碳22Cr-25Ni-6Mo),有的采取涂覆和犧牲陽極防腐處理技術。


 就腐蝕而言,海(hai)水和淡(dan)水比(bi)較起來,海(hai)水的電池作用(yong)顯著地(di)增大。在海(hai)水中,自然電位排列如圖3-1所(suo)示。在海(hai)水中使用(yong)金屬(shu)時(shi)的注意事項如下:


   ①. 在結構(gou)上盡可能地(di)使用一種金屬;


   ②. 如果(guo)使用(yong)一(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)不(bu)可(ke)以時,在(zai)主要零部件上(shang),要選取(qu)在(zai)電(dian)位上(shang)“貴”的金(jin)屬(shu)材料(liao);


   ③. 預(yu)計普通金屬(shu)方面(mian)的腐(fu)蝕(shi)量,在(zai)設計時(shi),預(yu)先考慮其腐(fu)蝕(shi)余量;


   ④. 在(zai)易被腐蝕(shi)的普通金屬表面上進行涂裝(zhuang)或包覆。


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