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不銹鋼閥門在各種環(huán)境中的腐蝕現(xiàn)象
作者：滬工閥門股份發(fā)表時間：2020-08-22
1.點蝕
不銹鋼極好的耐腐蝕性能是由于在鋼的表面形成看不見的氧化膜，使其成為是鈍態(tài)的。該鈍化膜的形成是由于鋼暴露在大氣中時與氧反應，或者是由于與其他含氧的環(huán)境接觸的結果。如果鈍化膜被破壞，不銹鋼就將繼續(xù)腐蝕下去。在很多情況下，鈍化膜僅僅在金屬表面和局部地方被破壞，腐蝕的作用在于形成細小的孔或凹坑，在材料表面產(chǎn)生無規(guī)律分布的小坑狀腐蝕。
2.引起點蝕的因素
出現(xiàn)點蝕很可能是存在與去極劑化合的氯化物離子，不銹鋼等鈍態(tài)金屬的點蝕常起因于某些侵蝕性陰離子對鈍化膜的局部破壞，保護有高耐腐蝕性能的鈍態(tài)通常需要氧化環(huán)境，但正好這也是出現(xiàn)點蝕的條件。產(chǎn)生點蝕的介質是在 C1-、Br-、I-、Cl04-溶液中存在FE3+、Cu2+、Hg2+等重金屬離子或者含有H2O2、O2等的Na+、Ca2+堿和堿土金屬離子的氯化物溶液。
點蝕速率隨溫度升高而增加。例如在濃度為 4%-10%氯化鈉的溶液中，在90℃時達到點蝕造成的重量損失最大；對于更稀的溶液，最大值出現(xiàn)在較高的溫度。
3.防止點蝕的方法
①避免鹵素離子集中。
②保證氧或氧化性溶液的均勻性，攪拌溶液和避免有液體不流動的小塊區(qū)域。
③或者提高氧的濃度，或者去除氧。
④增加pH值。與中性或酸性氯化物相比，明顯堿性的氯化物溶液造成的點蝕較少，或者完全沒有（氫氧離子起防腐蝕劑的作用）。
⑤在盡可能低的溫度下工作。
⑥在腐蝕性介質中加入鈍化劑。低濃度的硝酸鹽或鉻酸鹽在很多介質中是有效的（抑制離子優(yōu)先吸咐在金屬表面上，因此防止了氯化物離子吸咐而造成腐蝕）。
⑦采用陰極防腐。有證據(jù)表明，用與低碳鋼、鋁或鋅電隅合陰極保護的不銹鋼在海水中不會造成點蝕。
含鉬 2%-4%的奧氏體型不銹鋼具有良好的耐點蝕性能。使用含鉬奧氏體型不銹鋼可顯著減少點蝕或一般腐蝕，腐蝕介質例如氫化鈉溶液、海水、亞硫酸、硫酸、磷酸和甲酸。
4.晶間腐蝕
含碳量超過 0.03%的不穩(wěn)定的奧氏體型不銹鋼（不含鈦或鈮的牌號），如果熱處理不當則在某些環(huán)境中易產(chǎn)生晶間腐蝕。這些鋼在425-815℃之間加熱時，或者緩慢冷卻通過這個溫度區(qū)間時，都會產(chǎn)生晶間腐蝕。這樣的熱處理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最鄰近的區(qū)域鉻貧化使得這些區(qū)域對腐蝕敏感。敏化作用也可出現(xiàn)在焊接時，在焊接熱影響區(qū)造成其后的局部腐蝕。
最通用的檢查不銹鋼敏感性的方法是 65%硝酸腐蝕試驗方法。試驗時將鋼試樣放入沸騰的65%硝酸溶液中連續(xù)48h為一個周期，共5個周期，每個周期測定重量損失。一般規(guī)定，5個試驗周期的平均腐蝕率應不大于0.05mm/月。
奧氏體型不銹鋼焊接結構的晶間腐蝕可用如下方法預防：
①使用低碳牌號00Cr19Ni10或00Cr17Ni14Mo2，或穩(wěn)定的牌號0Cr18Ni11Ti或0Cr18Ni11Nb.使用這些牌號不銹鋼可防止焊接時碳化物沉淀出造成有害影響的數(shù)量。
②如果面品結構件小，能夠在爐中進行熱處理，則可在1040-1150℃進行熱處理以溶解碳化鉻，并且在425-815℃區(qū)間快速冷卻以防止瑞沉淀。
焊接鐵素體不銹鋼在某些介質中也可能出現(xiàn)晶間腐蝕。這是當鋼從 925℃以上快速冷卻時，碳化物或氧化物沉淀，金屬晶格應變造成的，焊接后進行消除應力熱處理可消除應力并恢復耐腐蝕性能。在1Cr17不銹鋼中加入超過8倍碳含量的鈦，通常可減少焊接鋼結構在一些介質中的晶間腐蝕。然而加入鈦在濃硝酸中不是有效的。
應力腐蝕裂紋是靜應力和導致裂紋與金屬脆化的腐蝕共同的作用。只有拉伸應力造成這種形式的破壞。事實上，所有的金屬與合金（只有極少數(shù)的金屬除外）在某些環(huán)境中都易出現(xiàn)應力腐蝕裂紋，關于某些金屬的破壞是屬于 “應力腐蝕”或是屬于“氫脆”（例如高強度鋼在硫化氫中的裂紋），還存在一些不同的觀點。為了進行討論，所有這樣的外界環(huán)境導致的破壞都包括在應力腐蝕裂紋一類中。
硬化的（淬火和回火）馬氏體型不銹鋼在含有氯化物、熱氫氧化物或硝酸鹽、或硫化氫溶液中對應力腐蝕裂紋是敏感的。對于奧氏體型不銹鋼，濃氯化物的氫氧化物溶液是造成應力腐蝕裂紋的主要介質。己證明，另外幾種環(huán)境也會使奧氏體和馬氏體型不銹鋼產(chǎn)生應力腐蝕裂紋。然而，應注意在很多這樣的環(huán)境中，存在雜質可能己經(jīng)造成了裂紋。
敏化的奧氏體型不銹鋼對晶間形式的應力腐蝕裂紋是敏感的。如果敏感性嚴重和（或）應力高， 這種形式的裂紋可能在認為是弱的環(huán)境中產(chǎn)生。除非進行了足夠的試驗可以證明所遇到的環(huán)境不會造成晶間應力腐蝕裂紋，否則絕不能將敏化和奧氏體型不銹鋼用于應力狀態(tài)的用途。
產(chǎn)生應力腐蝕裂紋破壞的環(huán)境通常是相當復雜的。例如。所涉及的應力通常不僅僅是工作應力，而是這種應力的由于制作、焊接、或熱處理在金屬中產(chǎn)生的殘余應力組合。這種情況常?？梢杂脤⒅谱骱蟮脑O備消除應力的方法來減輕。同檔，如上所述，造成裂紋的腐蝕介質經(jīng)常僅僅是正在處理的產(chǎn)物中的雜質。在整體溶液中，所存在的腐蝕介質的數(shù)量可能沒有多到足以造成裂紋的程度，但是在裂縫處或液體上面的飛濺區(qū)，介質的局部濃度可能造成破壞。
盡管己有了幾種通用的防止應力腐蝕裂紋的方法，但最好的方法還是選用能在該環(huán)境中耐應力腐蝕裂紋的材料。因此，在熱的氯化物環(huán)境中應選用 0Cr18Ni13Si4（美國AISLX M15）或鐵素體型不銹鋼。在硫化氫環(huán)境中選用鐵素體和奧氏體型不銹鋼一般是適合的，而不能選用硬化的馬氏體型不銹鋼。
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