氯離子不但能引起不(bu)銹(xiu)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。


  至今人(ren)們對氯(lv)離子如何使鈍(dun)化金屬轉(zhuan)變為(wei)活化狀(zhuang)態的機理還(huan)沒有(you)定(ding)論,但(dan)大致可分為(wei)2種觀(guan)點:


    ①. 成相膜理論的觀點(dian)認為,由于氯離子半徑小,穿(chuan)透(tou)能力強,故(gu)它(ta)最容易穿(chuan)透(tou)氧(yang)化(hua)(hua)膜內極小的孔隙,到達金(jin)屬表面,并與金(jin)屬相互作(zuo)用形成可(ke)溶性(xing)化(hua)(hua)合物,使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)膜的結構發生變化(hua)(hua),金(jin)屬產生腐(fu)蝕。

 

   ②. 吸(xi)附(fu)(fu)理論則(ze)認為,氯(lv)離(li)子破(po)壞氧化(hua)膜的(de)根本原因是由于氯(lv)離(li)子有很(hen)強的(de)可被金(jin)屬吸(xi)附(fu)(fu)的(de)能力(li),它們優先(xian)被金(jin)屬吸(xi)附(fu)(fu),并從金(jin)屬表面(mian)把氧排掉。因為氧決定著金(jin)屬的(de)鈍(dun)(dun)化(hua)狀態,氯(lv)離(li)子和氧爭奪金(jin)屬表面(mian)上(shang)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)點,甚(shen)至可以取代吸(xi)附(fu)(fu)中的(de)鈍(dun)(dun)化(hua)離(li)子與金(jin)屬形成氯(lv)化(hua)物(wu),氯(lv)化(hua)物(wu)與金(jin)屬表面(mian)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)并不穩定,形成了(le)(le)可溶(rong)性(xing)物(wu)質,這(zhe)樣導致了(le)(le)腐蝕的(de)加速。


  具(ju)(ju)有自鈍化(hua)(hua)特性的(de)(de)金屬在(zai)含(han)有氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)介質中,經(jing)常發生孔蝕(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)孔通常沿著重力方向(xiang)(xiang)或橫(heng)向(xiang)(xiang)方向(xiang)(xiang)發展(zhan),孔蝕(shi)(shi)一(yi)(yi)旦形(xing)成,具(ju)(ju)有深(shen)挖的(de)(de)動(dong)力,即(ji)向(xiang)(xiang)深(shen)處(chu)自動(dong)加(jia)速。含(han)有氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)水溶液中,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜便(bian)產生了溶解,其(qi)原(yuan)因是氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)能優先(xian)有選擇地吸附在(zai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜上(shang),把氧(yang)(yang)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)排掉(diao),然后和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜中的(de)(de)陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)結(jie)合成可溶性氯化(hua)(hua)物,結(jie)果在(zai)基底金屬上(shang)生成孔徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)坑,這些小蝕(shi)(shi)坑便(bian)是孔蝕(shi)(shi)核。在(zai)外加(jia)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)條件(jian)下,只要介質中含(han)有一(yi)(yi)定量的(de)(de)氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi),便(bian)可能使蝕(shi)(shi)核發展(zhan)成蝕(shi)(shi)孔。在(zai)自然條件(jian)下的(de)(de)腐蝕(shi)(shi),含(han)氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)介質中含(han)有氧(yang)(yang)或陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氧(yang)(yang)或陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑時,能促使蝕(shi)(shi)核長大成蝕(shi)(shi)孔。耐孔蝕(shi)(shi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)基本上(shang)可分為3類:鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang);鐵(tie)素體-奧(ao)氏(shi)(shi)體雙相鋼(gang);奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。


  降低(di)氯離(li)子腐蝕的(de)措(cuo)施有:


   ①. 設(she)計(ji)時應優(you)先選用耐孔蝕材料。


   ②. 降低氯離(li)子在介質中(zhong)的含(han)量,操作時嚴防跑(pao)、冒、滴、漏等現象的發生(sheng)。


   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. 采用外加陰極電流保護,抑制孔蝕。加強(qiang)管理,做好管道(dao)的定期(qi)檢驗,以保證管道(dao)在合理的壽(shou)命期(qi)限(xian)內安(an)全運行。材料耐氯離(li)(li)子腐蝕能力不(bu)僅(jin)與氯離(li)(li)子濃度有關(guan)系(xi),與介質溫度也有關(guan)系(xi)。


  作為管(guan)外側(ce)的(de)(de)腐蝕因素,被認為是保(bao)溫(wen)(wen)材料的(de)(de)問題,對保(bao)溫(wen)(wen)材料進(jin)行分析,被檢驗出含(han)(han)有約(yue)0.5%的(de)(de)氯離子。這個(ge)數位可(ke)認為是保(bao)溫(wen)(wen)材料中(zhong)(zhong)含(han)(han)有的(de)(de)雜質,或(huo)由于(yu)保(bao)溫(wen)(wen)層破損(sun)、浸入的(de)(de)雨水中(zhong)(zhong)帶(dai)入并經過濃縮的(de)(de)結果。





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