氯離子不但能引起不銹鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應力腐(fu)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)今人們對氯離子如何(he)使鈍化金屬轉變為(wei)活化狀(zhuang)態的機理(li)還沒有定論,但大致可(ke)分為(wei)2種(zhong)觀點(dian):


    ①. 成(cheng)相膜(mo)理(li)論的(de)(de)觀點認(ren)為,由于氯離子半(ban)徑小(xiao),穿透(tou)(tou)能力(li)強,故它最容易穿透(tou)(tou)氧化膜(mo)內(nei)極小(xiao)的(de)(de)孔(kong)隙,到(dao)達金(jin)屬表面,并(bing)與金(jin)屬相互作用形成(cheng)可溶(rong)性化合物,使氧化膜(mo)的(de)(de)結構發(fa)生變(bian)化,金(jin)屬產生腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)(xi)(xi)附理(li)論則認為,氯離子(zi)破壞氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜的根(gen)本原因(yin)是由于氯離子(zi)有很(hen)強的可被金(jin)屬(shu)(shu)(shu)吸(xi)(xi)(xi)附的能力,它(ta)們優(you)先被金(jin)屬(shu)(shu)(shu)吸(xi)(xi)(xi)附,并從(cong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面把氧(yang)(yang)排掉。因(yin)為氧(yang)(yang)決定著金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態,氯離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)爭(zheng)奪金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面上的吸(xi)(xi)(xi)附點,甚至可以取代吸(xi)(xi)(xi)附中的鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)離子(zi)與(yu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)形成氯化(hua)(hua)(hua)物(wu),氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)與(yu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面的吸(xi)(xi)(xi)附并不(bu)穩定,形成了可溶(rong)性物(wu)質,這樣導致了腐蝕(shi)的加速。


  具有(you)自(zi)鈍化特性(xing)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬在含有(you)氯(lv)離(li)(li)子的(de)(de)(de)介質中,經(jing)常發生(sheng)孔蝕(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)孔通常沿著重力(li)方向或(huo)橫向方向發展,孔蝕(shi)(shi)一(yi)旦形(xing)成,具有(you)深挖的(de)(de)(de)動力(li),即向深處(chu)自(zi)動加(jia)速。含有(you)氯(lv)離(li)(li)子的(de)(de)(de)水溶液中,不銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)的(de)(de)(de)氧(yang)化膜便(bian)產生(sheng)了溶解,其(qi)原(yuan)因是(shi)氯(lv)離(li)(li)子能優(you)先(xian)有(you)選擇地吸附在氧(yang)化膜上(shang),把氧(yang)原(yuan)子排掉,然(ran)后(hou)和氧(yang)化膜中的(de)(de)(de)陽離(li)(li)子結合成可溶性(xing)氯(lv)化物,結果在基底金(jin)(jin)屬上(shang)生(sheng)成孔徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)坑,這些小蝕(shi)(shi)坑便(bian)是(shi)孔蝕(shi)(shi)核。在外加(jia)陽極極化條件下(xia),只要介質中含有(you)一(yi)定量的(de)(de)(de)氯(lv)離(li)(li)子,便(bian)可能使(shi)蝕(shi)(shi)核發展成蝕(shi)(shi)孔。在自(zi)然(ran)條件下(xia)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi),含氯(lv)離(li)(li)子的(de)(de)(de)介質中含有(you)氧(yang)或(huo)陽離(li)(li)子氧(yang)或(huo)陽離(li)(li)子氧(yang)化劑時(shi),能促(cu)使(shi)蝕(shi)(shi)核長大成蝕(shi)(shi)孔。耐孔蝕(shi)(shi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)基本上(shang)可分為3類:鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang);鐵(tie)素體-奧氏(shi)體雙相(xiang)鋼(gang)(gang);奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。


  降低氯離子腐蝕的措(cuo)施有:


   ①. 設計時應(ying)優先選用耐孔蝕材(cai)料。


   ②. 降低氯(lv)離子在介(jie)質中的(de)含量,操作時嚴(yan)防跑、冒、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(jia)陰極電流保護,抑(yi)制孔蝕。加(jia)強(qiang)管理(li),做好管道(dao)的定期檢驗(yan),以保證(zheng)管道(dao)在合理(li)的壽命期限內安(an)全運行(xing)。材料耐氯離(li)(li)子(zi)腐蝕能力不(bu)僅與氯離(li)(li)子(zi)濃度(du)有(you)關(guan)系,與介質溫(wen)度(du)也有(you)關(guan)系。


  作為管外側的(de)(de)腐蝕(shi)因素(su),被認(ren)(ren)為是保(bao)溫材料的(de)(de)問題(ti),對保(bao)溫材料進行(xing)分析,被檢驗出含有(you)約0.5%的(de)(de)氯離子。這(zhe)個(ge)數位可認(ren)(ren)為是保(bao)溫材料中含有(you)的(de)(de)雜質,或(huo)由于保(bao)溫層破損、浸(jin)入的(de)(de)雨水中帶入并經(jing)過濃縮的(de)(de)結果。





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