不銹鋼管受介質的化學及電化學作用而破壞的現象稱為腐蝕。不銹鋼管(guan)腐蝕主要有均勻腐(fu)蝕、晶間腐蝕、點腐蝕、選擇性腐蝕和應力腐蝕(shi)斷裂等。在腐蝕介質作用下,沿著或緊挨著不銹鋼(gang)晶粒邊界發生的電化學腐蝕形態稱為晶間腐蝕。不銹鋼管用于可能引起晶間腐蝕的環境時,應按GB/T 4334.1~4334.5《不銹鋼腐蝕試驗方法》進行晶間腐蝕傾向性試驗。不銹鋼壓力容器晶間腐蝕試驗方法、受檢試件狀態、驗收要求應按GB/T 21433《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗》的相關規定執行。下述介質在足夠濃度和一定溫度下屬于具有對不銹鋼管產生晶間腐蝕能力的介質。
無機酸(suan)(suan):硝酸(suan)(suan)、硫(liu)酸(suan)(suan)、鹽(yan)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)、鉻酸(suan)(suan)、亞硫(liu)酸(suan)(suan)、氫(qing)氟酸(suan)(suan)、氫(qing)溴酸(suan)(suan)、氫(qing)碘酸(suan)(suan)、氫(qing)氰(qing)酸(suan)(suan)、氯氰(qing)酸(suan)(suan)、氨基(ji)磺酸(suan)(suan)、次氯酸(suan)(suan)等。
有(you)機酸(suan)(suan)(suan)(suan):工(gong)業乙酸(suan)(suan)(suan)(suan)、乙酸(suan)(suan)(suan)(suan)酐、甲酸(suan)(suan)(suan)(suan)、草酸(suan)(suan)(suan)(suan)、乳酸(suan)(suan)(suan)(suan)、乙二(er)(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、丙二(er)(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、苯二(er)(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、環(huan)烷酸(suan)(suan)(suan)(suan)、水楊酸(suan)(suan)(suan)(suan)、脂肪酸(suan)(suan)(suan)(suan)、蘋果酸(suan)(suan)(suan)(suan)、檸檬酸(suan)(suan)(suan)(suan)、馬來酸(suan)(suan)(suan)(suan)、富馬酸(suan)(suan)(suan)(suan)等(deng)。
鹽類:硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銀、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銅(tong)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁(lv)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)氫(qing)(qing)鈉(na)(na)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)亞鐵、亞硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵、亞硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣、氯(lv)化(hua)鈉(na)(na)、氯(lv)化(hua)鐵、氯(lv)化(hua)鉻(ge)、次氯(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)、氫(qing)(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)等溶(rong)液。
其他(ta):氫氧化(hua)(hua)鈉、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)鐵、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)鋁、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)鈉、濕(shi)二氧化(hua)(hua)硫(liu)(liu)、三(san)氯(lv)化(hua)(hua)鐵、尿(niao)素氨基甲酸銨(an)溶液(ye)、亞硫(liu)(liu)酸紙漿、牛皮紙漿、亞硫(liu)(liu)酸蒸煮液(ye)、玉米淀粉漿(由鹽酸或硫(liu)(liu)酸制(zhi))、甜菜汁、石油原油、油田污水(shui)、海水(shui)、輕水(shui)堆高溫水(shui)等(deng)。
奧氏體不銹鋼的晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕原(yuan)因(yin)很多(duo),主要有以下幾方面(mian)。
1. 碳化鉻(ge)析出引(yin)起(qi)的晶間腐蝕
不銹鋼管在300~950℃(奧氏體不銹鋼在450~800℃溫度范圍內加熱或進行敏化處理時)溫度范圍內可能在晶界析出碳化鉻,析出的碳化鉻為Cr23C6、(Cr,Fe)23C6或(Cr,Fe,Mo)23C6碳化鉻沉淀于晶界(其鉻含量常達90%以上,大大高于不銹鋼的平均鉻含量)。由于鉻的擴散速度慢,只有在晶界附近的鉻擴散到晶界處形成碳化物析出,導致晶粒邊界區域形成貧鉻現象,如圖3-1所示。當貧鉻區的鉻含量降低到小于12.5%時,在腐蝕性介質作用下就會發生晶間腐蝕。
為(wei)了防止(zhi)晶間腐蝕的(de)產(chan)生,可采(cai)(cai)取如(ru)下方法(fa):采(cai)(cai)用超低(di)(di)碳材料、盡量(liang)降(jiang)低(di)(di)碳含(han)量(liang)(<0.03%);增加穩定(ding)化元素,如(ru)鈦、鈮等;固(gu)溶(rong)處(chu)理(1010~1120℃)、穩定(ding)化處(chu)理(適(shi)用于含(han)穩定(ding)化元素的(de)不銹(xiu)鋼);加入能形成雙相組織的(de)元素,形成雙相組織等。

2. δ相析(xi)出引起的晶間腐蝕
超低碳不銹鋼,由于碳含量極低,可防止晶間析出Cr23C6、(Cr、Fe)23C6引起的晶間腐蝕。但有些含鉬奧氏體不銹鋼,如Cr17Ni13Mo2在敏化溫度區間晶間析出δ相,在特殊的腐蝕介質中(沸騰質量分數為65%的硝酸溶液),δ相發生腐蝕,從而引起晶間腐蝕。
3. 晶界吸附引起的晶間腐蝕
該腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)是一種特(te)殊條件(jian)下發(fa)生(sheng)的(de)晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。普(pu)通的(de)Cr18-Ni8 奧氏體(ti)不銹鋼管在強氧化性的(de)硝(xiao)酸(suan)溶(rong)(rong)液中(zhong)會產生(sheng)晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),而雜質極少的(de)奧氏體(ti)不銹鋼不發(fa)生(sheng)上述現象(xiang)。研究(jiu)已(yi)表明、Cr14-Ni4不銹鋼中(zhong)雜質磷在晶界吸(xi)附是導致其在硝(xiao)酸(suan)溶(rong)(rong)液中(zhong)產生(sheng)晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)原因。
4. 穩定化元素高溫溶解引(yin)起的晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)
該腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)多發(fa)生于(yu)含(han)Ti或(huo)Nb的奧氏體不銹鋼管(guan),焊(han)后若工(gong)件(jian)在敏化(hua)溫(wen)度(du)工(gong)作,焊(han)接接頭與強(qiang)氧化(hua)性硝酸溶液接觸,沿熔合區或(huo)緊(jin)鄰熔合區的高溫(wen)熱影響(xiang)區發(fa)生選擇性腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(狹長縫狀的晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi))。該腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)又稱為“刀蝕(shi)(shi)(shi)”、“刀口腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)”或(huo)“刀線腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)”。

