不銹鋼的均勻(yun)腐蝕(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,列出了金屬耐均(jun)勻腐(fu)蝕(shi)等級及應(ying)用場合。

1. 不銹鋼(gang)對硫酸的耐腐蝕性
不銹鋼不能完全防止硫酸的腐蝕。當不銹鋼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(zhong)等濃度硫酸(suan)是還原性(xing)酸(suan),06Cr17Ni12Mo2(316)、022Cr17Ni12Mo2(316)、06Cr17Ni12Mo2Ti(316Ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)對其有一定耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)。高Mo奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和高Mo雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)硫酸(suan)腐蝕(shi)性(xing)能更(geng)佳,如非標(biao)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)022Cr17Ni17Si6和022Cr18Ni20Si6MoCu。
常(chang)用不(bu)銹鋼在硫酸中(zhong)的腐蝕速度(du),見(jian)表(biao)3-4。

2. 不銹鋼對硝酸的耐(nai)腐(fu)蝕性
不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼是(shi)(shi)耐(nai)(nai)硝(xiao)酸腐蝕的(de)(de)良好(hao)材料。在(zai)制(zhi)造硝(xiao)酸設備中,幾乎全部使用了(le)奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼。不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)但如此,為了(le)強化不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)鈍(dun)化薄膜,在(zai)生產中常常采(cai)用酸洗(xi)來鈍(dun)化處(chu)理不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼。酸洗(xi)鈍(dun)化處(chu)理就是(shi)(shi)將不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼浸漬在(zai)一(yi)定(ding)濃度一(yi)定(ding)溫(wen)度的(de)(de)硝(xiao)酸溶液中進行(xing)的(de)(de)。有(you)關(guan)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)硝(xiao)酸溶液中的(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕等級,見(jian)表(biao)3-5。
表3-5 幾種常用不銹鋼在硝酸溶液中耐(nai)腐蝕等級(ji)


3. 不銹鋼對鹽酸(suan)的耐(nai)腐蝕(shi)性
因為鹽酸(suan)(suan)是(shi)(shi)弱氧化性酸(suan)(suan),它不(bu)(bu)能夠保持不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的鈍(dun)化薄膜(mo),即造成對(dui)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的整體腐(fu)蝕(連續腐(fu)蝕)。雖然(ran)對(dui)稀(xi)硫(liu)酸(suan)(suan)也有選(xuan)用(yong)06Cr17Ni12Mo2 (316)、06Cr19Ni13Mo3(317)以及(ji)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)022Cr23Ni5Mo3(2205),但是(shi)(shi)對(dui)鹽酸(suan)(suan)而言,多數(shu)是(shi)(shi)使用(yong)哈斯特洛依(Hastelloy)合金(jin)。有關不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在鹽酸(suan)(suan)溶液中的腐(fu)蝕速度,見表(biao)3-6。
表3-6 幾種(zhong)常(chang)用不(bu)銹鋼在鹽酸(suan)溶液中腐蝕速度

4. 不銹鋼對磷酸(suan)的耐腐(fu)蝕性
不銹(xiu)鋼不但不能完全防止磷酸(suan)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕,還會因(yin)磷酸(suan)中(zhong)(zhong)所含(han)的(de)(de)雜質(zhi),導致不銹(xiu)鋼耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性能的(de)(de)變化(hua)。磷酸(suan)中(zhong)(zhong)加劇腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)不純物有(you)(you)氟化(hua)物,氟硅化(hua)物以及氯化(hua)物。化(hua)學工業使用(yong)(yong)的(de)(de)大不銹(xiu)鋼罐多(duo)(duo)數是用(yong)(yong)于儲存和運輸(shu)(作為化(hua)肥原(yuan)料)磷酸(suan)的(de)(de)。因(yin)為磷酸(suan)中(zhong)(zhong)所含(han)雜質(zhi)的(de)(de)不同(tong),所以引起腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)事故類型很(hen)多(duo)(duo)。因(yin)此,在運輸(shu)磷酸(suan)過(guo)程中(zhong)(zhong)使用(yong)(yong)的(de)(de)不銹(xiu)鋼鋼種選用(yong)(yong)上(shang),應從06Cr19Ni10(304)開始,逐(zhu)步選用(yong)(yong)更高級別(bie)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕鋼種,直到變換成用(yong)(yong)高度耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)06Cr17Ni12Mo2(316)鋼或雙相(xiang)不銹(xiu)鋼 022Cr23Ni5Mo3(2205)等。有(you)(you)關不銹(xiu)鋼在磷酸(suan)溶(rong)液中(zhong)(zhong)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速度,見(jian)表3-7。
表3-7 幾種不銹鋼在磷酸溶液中腐蝕速度

5. 對堿的耐腐蝕性
最具(ju)有代表性的(de)堿是氫(qing)氧化(hua)鈉。不銹(xiu)鋼對氫(qing)氧化(hua)鈉的(de)耐腐(fu)蝕性尚可(ke)。
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(chun)(chun)高鉻(ge)鐵素(su)體不(bu)銹鋼,如022Cr27Mo、008Cr30Mo2,具(ju)有優(you)異的耐NaOH腐蝕性能(neng),含Cr大(da)于26%的高鉻(ge)鐵素(su)體不(bu)銹鋼耐NaOH腐蝕性能(neng),甚(shen)至(zhi)優(you)于純(chun)(chun)鎳。
6. 海水腐蝕
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,海水(shui)和淡(dan)水(shui)比較起來,海水(shui)的電池作用顯著地增大。在海水(shui)中,自(zi)然電位排列如(ru)圖3-1所示。在海水(shui)中使用金屬時的注(zhu)意事項如(ru)下(xia):
①. 在結構上盡可(ke)能地使用一種金屬;
②. 如果(guo)使用(yong)一種金屬(shu)不可以時,在主要零部件(jian)上,要選取(qu)在電位上“貴”的金屬(shu)材料;
③. 預計普通金屬方面(mian)的(de)腐(fu)蝕量,在(zai)設(she)計時,預先(xian)考慮其腐(fu)蝕余量;
④. 在易被(bei)腐(fu)蝕的普通金屬表面上進行涂裝(zhuang)或包覆。


