氯離子不但能引起不銹鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應力腐蝕破裂。發生應力腐蝕破裂的臨界氯離子濃度隨溫度的上升而減小,高溫下,氯離子濃度只要達到10-6kg/kg(pppm),即能引起破裂。發生氯離子應力腐蝕破裂的臨界溫度為70℃。具有氯離子濃縮的條件(反復蒸干、潤濕)是最易發生破裂的。工業中發生不銹鋼氯離子應力腐蝕破裂的情況相當普遍。不銹鋼氯離子應力腐蝕破裂不僅發生在管道的內壁,發生在管道外壁的事例也屢見不鮮。


  至(zhi)今人(ren)們(men)對氯離子如(ru)何(he)使(shi)鈍化金屬(shu)轉變(bian)為(wei)活化狀態(tai)的機理還沒有定(ding)論,但(dan)大致(zhi)可分為(wei)2種(zhong)觀點(dian):


    ①. 成相膜理論的觀點(dian)認為,由于(yu)氯離子(zi)半徑小(xiao),穿透能力強,故它最容易穿透氧化膜內極小(xiao)的孔隙,到達(da)金屬(shu)表面(mian),并與(yu)金屬(shu)相互作(zuo)用形成可溶性化合(he)物,使氧化膜的結構發生變化,金屬(shu)產生腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)(xi)附(fu)(fu)理論則認為,氯(lv)(lv)離子(zi)破壞氧(yang)(yang)化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)根(gen)本原因是由于氯(lv)(lv)離子(zi)有很強的(de)(de)(de)(de)可被金(jin)屬(shu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)能力,它們優(you)先(xian)被金(jin)屬(shu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu),并從(cong)金(jin)屬(shu)表面(mian)把氧(yang)(yang)排(pai)掉。因為氧(yang)(yang)決定(ding)著金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)狀態,氯(lv)(lv)離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)爭奪金(jin)屬(shu)表面(mian)上的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)點,甚至可以取代(dai)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)中的(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)離子(zi)與金(jin)屬(shu)形(xing)成(cheng)氯(lv)(lv)化(hua)物,氯(lv)(lv)化(hua)物與金(jin)屬(shu)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)并不穩定(ding),形(xing)成(cheng)了可溶性物質,這(zhe)樣導致了腐蝕的(de)(de)(de)(de)加速。


  具有(you)(you)自鈍化(hua)(hua)特性(xing)的(de)(de)(de)金屬在(zai)含有(you)(you)氯離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)介質(zhi)(zhi)中,經常發生孔(kong)蝕(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)孔(kong)通(tong)常沿(yan)著重(zhong)力(li)方向(xiang)或橫向(xiang)方向(xiang)發展,孔(kong)蝕(shi)(shi)一(yi)旦形(xing)成,具有(you)(you)深挖的(de)(de)(de)動(dong)(dong)力(li),即向(xiang)深處自動(dong)(dong)加速(su)。含有(you)(you)氯離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)水溶液中,不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)膜便產生了溶解(jie),其原因是(shi)(shi)氯離子(zi)(zi)能優先有(you)(you)選擇地吸(xi)附(fu)在(zai)氧化(hua)(hua)膜上,把(ba)氧原子(zi)(zi)排掉,然(ran)后和氧化(hua)(hua)膜中的(de)(de)(de)陽(yang)(yang)離子(zi)(zi)結合成可(ke)溶性(xing)氯化(hua)(hua)物,結果在(zai)基底金屬上生成孔(kong)徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)坑(keng),這些小蝕(shi)(shi)坑(keng)便是(shi)(shi)孔(kong)蝕(shi)(shi)核(he)。在(zai)外加陽(yang)(yang)極極化(hua)(hua)條件(jian)下(xia),只要介質(zhi)(zhi)中含有(you)(you)一(yi)定(ding)量的(de)(de)(de)氯離子(zi)(zi),便可(ke)能使蝕(shi)(shi)核(he)發展成蝕(shi)(shi)孔(kong)。在(zai)自然(ran)條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi),含氯離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)介質(zhi)(zhi)中含有(you)(you)氧或陽(yang)(yang)離子(zi)(zi)氧或陽(yang)(yang)離子(zi)(zi)氧化(hua)(hua)劑時,能促使蝕(shi)(shi)核(he)長大(da)成蝕(shi)(shi)孔(kong)。耐孔(kong)蝕(shi)(shi)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)基本上可(ke)分(fen)為3類:鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang);鐵素(su)體(ti)(ti)-奧氏體(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)鋼(gang)(gang);奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。


  降低氯離子腐(fu)蝕的措(cuo)施(shi)有:


   ①. 設(she)計時應(ying)優先選用耐孔(kong)蝕材料。


   ②. 降低氯離(li)子在介質中的(de)含量(liang),操作時嚴防跑、冒(mao)、滴、漏等(deng)現象的(de)發生。


   ③. 在工藝條件許可的情況下,可加入緩蝕劑。對緩蝕劑的要求是,增加鈍化膜的穩定性或有利于受損鈍化膜得以再鈍化。例如,在10%的FeCl3溶液中加入3%的NaNO2,可長期防止1Cr18Ni9Ti鋼的孔蝕。


   ④. 采用外加陰(yin)極電流保(bao)護,抑制(zhi)孔蝕(shi)。加強管(guan)(guan)理(li)(li),做好管(guan)(guan)道(dao)的定(ding)期(qi)檢(jian)驗,以(yi)保(bao)證管(guan)(guan)道(dao)在合理(li)(li)的壽命(ming)期(qi)限內安全運行。材料耐氯(lv)離(li)子(zi)(zi)腐蝕(shi)能力不僅與氯(lv)離(li)子(zi)(zi)濃度(du)有(you)(you)關(guan)系(xi),與介質溫度(du)也有(you)(you)關(guan)系(xi)。


  作(zuo)為管(guan)外(wai)側的腐蝕因素,被認(ren)為是保(bao)溫(wen)(wen)材(cai)料的問題,對保(bao)溫(wen)(wen)材(cai)料進行分析,被檢驗(yan)出含(han)有約(yue)0.5%的氯(lv)離子。這個數位可認(ren)為是保(bao)溫(wen)(wen)材(cai)料中(zhong)含(han)有的雜質(zhi),或由(you)于保(bao)溫(wen)(wen)層(ceng)破損、浸入的雨水中(zhong)帶入并經(jing)過濃(nong)縮的結果。





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