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氯离子腐蚀钢筋原理

氯离子腐蚀钢筋原理

在水泥水化过程中生成大量的Ca(OH)2,使混凝土孔隙中充满饱和的Ca(OH)2溶液,其pH值大于12,钢筋在碱性介质中,表面能生成一层稳定致密的氧化物钝化膜,使钢筋难以锈蚀。但是当混凝土存在 Cl OH的摩尔大于比0.6时,即使pH>12,钢筋表面的氧化物钝化膜也可能被破坏而遭受锈蚀,这是由于氯离子在这些条件下可以穿透或活化钢筋表面的氧化物保护膜,从而创造电化学腐蚀的条件,氯离子穿透或活化氧化物保护膜,会使钢筋各部位的电极电位不同而形成局部电池,发生电化学反应:Fe2Cl→FeCl2,FeCl2很容易进入溶液并发生电离:FeCl2→Fe2Cl,于是溶液中的 Fe 和OH结合成Fe(OH)2;Fe(OH)2又和溶解在水中的氧作用生成Fe(OH)3即:4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3而被腐蚀。而 Cl却可以重新在钢筋表面起作用,周而复始地促使铁的阳极氧化过程而自身并不消耗。所以氯离子对钢筋的腐蚀作用一旦发生,就会持续地进行下去,由此可见其危害性是相当巨大的。另外氯离子的存在还能造成钢筋表面的局部酸化,降低pH值,从而进一步促进铁的阳极氧化速度;在钢筋内部存在应力或有外界电流作用时,氯离子将加剧应力或电化学腐蚀

氯离子腐蚀介绍

氯离子腐蚀研究 一:氯离子可破坏金属氧化膜保护层,形成点蚀或坑蚀。对奥氏体不锈钢会出现晶间腐蚀。 曾碰到过这种问题,最后结论是没有解决办法,用别的材料成本太高效果也不见得很好没考虑,所以就正常用16MnR然后考虑点腐蚀余量。 除了衬胶,衬塑也可以呀,如果是管线,当然最好的办法还是选用钛材,只是花钱多啊! 对氯离子腐蚀,可以采用双相不锈钢。 二:这个与氯离子的浓度有关系和操作温度有关。 通常可以用碳钢,不如纯碱的盐水工段有不少设备就采用碳钢材料。当然为了增加寿命可以采用内部涂漆、衬胶等。 有条件可以采用双相钢,钛材等。 而且钢材的抗拉强度不要太高,最便宜的还是内壁衬胶,也是一个不错的方法。我们的盐酸罐就是这种方法。 当然其温度压力也有要求。 脱硫行业中会用一些254SMO,Al6XN,SAF2507,1.4529等,不重要的地方也可以衬胶

我同意六楼的观点,我们买的泵基本上是2605 三:氯离子一般都是海水里,所以要选耐海水腐蚀的钢种,通常的18-8型奥氏体不锈钢经验证,耐海水腐蚀并不好。在海水环境下不锈钢的 使用,孔蚀、间隙腐蚀的局部腐蚀有时发生。对这些局部腐蚀的抑制,已知增加Cr和Mo,奥氏体系不锈钢和双相钢,特别是添加N是 有效果的,美国研制的超级奥氏体不锈钢(牌号我记不清了),日本研制的高N奥氏体系不锈钢,因为316L,317L这类钢不抗海水腐蚀!以下钢种供参考: 高强度耐海水腐蚀马氏体时效不锈钢00Cr16Ni6Mo3Cu1N 高强度耐海水腐蚀不锈钢00Cr26Ni6Mo4CuTiAl 耐海水不锈钢Yus270(20Cr-18Ni-6Mo-0.2N) 管道中氯离子含量高是不是会对管道产生腐蚀,这个过程是怎样的是什么和什么发生反应?介绍的详细一点谢谢了 最佳答案 不一定是酸性才腐蚀,这种问题我以前碰到过——氯离子的应力腐蚀开裂,一般不锈钢对Cl离子比较敏感。建议用“不锈钢”、“ Cl离子”、“应力腐蚀”等关键词搜索获取更多资料,也可以寻找这方面的专著,讲述更清楚明白。譬如:

氯离子对不锈钢的腐蚀

氯离子对不锈钢的腐蚀 问题描述:对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀,各种权威的书籍均有严格的要求,氯离子含量要小于25ppm,否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢,因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀,采取预防措施,延长使用寿命,或合理选材。 不锈钢的腐蚀失效分析: 1、应力腐蚀失:不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施:合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力:装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力,防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程:严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6 以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。 2、孔蚀失效及预防措施 小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解,结果在基底金属上生成孔径为20μm~30μm小蚀坑这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施:在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。 3、点腐蚀:由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物,这些非金属化合物,在Cl 离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀,在闭塞电池的作用,坑外的Cl离子将向坑内迁移,而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中,加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好,Mo含量添加的越多,耐坑点腐蚀的性能越好。 4.缝隙腐蚀 缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样,是由于缝隙中存在闭塞电池的作用,导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙,以及换热管与管板孔的缝隙部位,缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系,一旦有了缝隙腐蚀环境,其诱导应力腐蚀的几率是很高的。 总结 1:几种不锈钢在含氯(Cl—)水溶液中的适用条件 一、板片材料的选用 (1)注:不含气体、PH值为7(即中性)、流动的含氯水溶液。 (2)奥氏体不锈钢对硫化物(SO2 、SO3)腐蚀有一定的抗力。但是,Ni含量越高,耐蚀性将降低(因生成低熔点NiS),可能引起硫化物应力腐蚀开裂。硫化物应力腐蚀开 裂同材料的硬度有关,奥氏体不锈钢的硬度应≤HB228;Ni-Mo或Ni–Mo–Cr合金的 硬度不限;碳素钢的硬度应≤HB225; 3)必须注意板片材料与垫片或胶粘剂的相容性。例如,应避免将含氯的垫片或胶粘剂(如氯丁橡胶或以其为溶质的胶粘剂)与不锈钢板片组配,或者将氟橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)垫片与钛板板片组配;

氯离子腐蚀及不锈钢知识

氯离子对热力机组的腐蚀危害极大,其腐蚀表现形式主要是破坏金属表面的钝化膜,进而向金属晶格里面渗透,引起金属表面性质的变化.本文分析了氯离子对金属腐蚀的机理,并针对热力系统内部氯离子的来源,提出了相应的解决措施. 岭澳核电站循环水过滤系统316L不锈钢管道点腐蚀的理论分析 Analysis of Pitting Corrosions on 316L Stainless Steel Pipes of Circulation Water Filtering System in Ling抋o Nuclear Power Station 简隆新1 ,时建华2 (1.中广核工程有限公司,广东深圳518124; 2.大亚湾核电运营管理有限公司,广东深圳518124) 简单介绍了循环水旋转滤网反冲洗系统及316L不锈钢管道的使用情况,分析了316L不锈钢的抗腐蚀性。详细介绍了点腐蚀形成的机理和影响因素,分析了316L不锈钢点腐蚀的情况,提出了对反冲洗管道可采取的防护措施。 316L不锈钢;管道;点腐蚀 Abstract: This paper gives a general introduction to the rotating drum filter back flushing system and the usage of 316L stainless steel pipes. It also analyses the characteristic of anti-corrosion of 316L stainless steel. At the same time, it gives a detailed introduction to the mechanism of forming pitting corrosion and the factors affecting its formation. The analysis of the pitting phenomena and suggestion for the pipe material selection are also discussed in this paper. Key words: 316L Stainless steel; Pipe; Pitting corrosion 1 循环水旋转滤网反冲洗系统简介 循环水过滤系统(CFI)的主要设备是旋转海水滤网,在其运行中要不断清除滤出的污物,通过反冲洗系统来实现。反冲洗的水源与主循环水一样引自旋转滤网后的海水水室,后经两级泵加压和中间过滤输至旋转滤网的特定部位冲洗污物,设计流速2.3m/s。反冲洗海水管道设计采用公称直径150mm(壁厚7.11mm)的316L不锈钢管。输送的海水含氯量为17g/L,摩尔浓度为0.48mol/L,为防止回路中海生物滋生,注入次氯酸钠溶液,使循环水入口次氯酸钠的质量分数控制在1×10-6。 2 316L不锈钢管道的使用情况 CFI系统于2000-05-17完成安装交付调试,进行单体调试及系统试运。2001年4月,1号机组管道首次出现泄漏,泄漏部位位于管道竖直段与水平段弯头焊口处,泄漏点表现为穿透性孔,孔的直径很小,但肉眼可见,管道内壁腐蚀处呈扩展状褐色锈迹,判断为典型的不锈钢点腐蚀。当时的处理措施是切除泄漏的管段,更换同材质的新管段,并在新管段底部增加了一个疏水阀,目的是在管道停运期间排空管内积水以防止腐蚀的再次发生。但在2001年9月,1号机管道又发现漏点。2001年10月电厂决定将所有反冲洗管道更换为碳钢衬胶管道。改造后运行至今未发生泄漏。 3 316L不锈钢的抗腐蚀性分析 316L不锈钢属300系列Fe-Cr-Ni合金奥氏体不锈钢,由于铬、镍含量高,是最耐腐蚀的不锈钢之一,并具有很好的机械性能。字母“L”表示低碳(碳含量被控制在0.03%以下),以避免在临界温度范围(430~900℃)内碳化铬的晶界沉淀,在焊后提供特别好的耐蚀性。但316L不锈钢抗氯离子点腐蚀的能力较差。 4 不锈钢的点腐蚀机理

混凝土中氯离子的危害及预防措施

混凝土中氯离子的危害及预防措施 我国新水泥标准中增加氯离子检验人手,分析了混凝土中氯离子的来源和带来途径。指出了氯离子对混凝土的影响和危害,提出了怎样才能避免混凝土中氯离子超标的几个措施,最后说明了有关各行业应研究怎样才能使混凝土中氯离子的含量最少。这应是有关的技术T 作者的一种责任。 引言 《通用硅酸盐水泥》报批稿,在2006年9月就已完成,随后经过若干次的建材生产与建一E使用的协商讨论,终于2007年底发布,国家标准 175—2007《通用硅酸盐水泥》于2008年6月1日实施,这个标准的正式实施,是我国水泥行业的大事,也是建筑施工行业的大事,它涉及到水泥产品的生产、流通、应用、科研与设计的各个方面。尤其是水泥生产企业,无论是产品品种的确定、配料方案的设计、化学分析及物理检验仪器设备的购置、校验、使用,还是生产工艺过程中的技术参数调整与控制,都必须进行必要的变更与适应,只有这样才可能满足新标准的要求,保证新标准的正常平稳过渡。 早在2002年4月1日,国家建没部和同家质检总局就联合发布实施了 500102002((混凝土结构设计规范》,其3.4耐久性规定的章节中,就对混凝土中最大氯离子的含量作了具体的规定;2004年l2月1日,两部局又联合发布实施了/T 503442004《建筑结构检测技术标准》,这个标准的附录C,对混凝土中氯离子的含量测定方法作了规范;2006年6月1日国家建设部发布实施了 522006((普通混凝土用砂、石质量

及检验方法标准》,这个标准在3.1.10条中对混凝土用砂的氯离子含量也作了规定。这些标准和规范的配套实施,必将对水泥的生产、使用和建设工程的质量提高起到积极的推动和保证作用。 1 混凝土中氯离子的来源 1.1 水泥中的氯离子 氯盐是廉价而易得的丁业原料,它在水泥生产中具有明显的经济值。它可以作为熟料煅烧的矿化剂,能够降低烧成温度,有利于节能高产;它也是有效的水泥早强剂,不仅使水泥3 d强度提高50%以上,而且可以降低混凝土中水的冰点温度,防止混凝土早期受冻。氯离子的来源主要是原料、燃料、混合材料和外加剂,但由于熟料煅烧过程中,氯离子大部分在高温下挥发而排出窑外,残留在熟料中的氯离子含培极少。如果水泥中的氯离子含量过高,其主要原冈是掺加了混合材料和外加剂(如:工业废渣、助磨剂等)。因此,在我国水泥新标准中增加了“水泥生产中允许加入≤0.5%的助磨剂和水泥中的氯离子含量必须≤O.06%”的要求,这主要是为了保证水泥不对混凝土质量产生过多负面影响。 1.2砂子中的氯离子 在天然砂中,特别是天然海砂中,因为海水中氯离子较高,使得海砂的表面吸附的氯离子也比较多,导致海砂中氯离子的含量较大,如果不加处理用在混凝土中,将会使混凝土中的氯离子含垣增多。 1.3水中的氯离子 在混凝土拌制中,水是不可缺少的原材料之一。如果用饮用的自

氯离子对钢筋腐蚀

摘要 氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀最主要的原因之一,氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用,然而只有混凝土中氯离子的浓度达到一定的临界值后,钢筋才会发生腐蚀。由于影响钢筋腐蚀的因素复杂众多,至今仍然难以确定统一的氯离子浓度临界值。这里本文将着重阐述钢筋腐蚀行为和氯离子的去钝化机理、混凝土中氯离子的来源和保护钢筋的措施及其研究进展。 关键词:钢筋,混凝土,钢筋腐蚀,氯离子 前言 钢筋在混凝土高碱性环境中的钝态条件被破坏,便会腐蚀。钢筋钝化膜破坏机理主要是混凝土的碳化物和氯化物侵入,这两种因素既影响混凝土孔隙液的pH值,又影响钢筋的电位值,因而直接影响钢筋的稳定性。 由于氯化物的侵蚀使钢筋混凝土构筑物发生破坏而造成重大损失的现象十分普遍。比如,北京西直门立交桥于1979年建成投入使用,不到20年其钢筋混凝土结构便被腐蚀得十分严重,不得不进行加固维护。引起西直门立交桥过早腐蚀破坏的原因是多方面的,但冬季经常向立交桥撒含氯化物除冰盐(如工业用盐)是最为重要的一个因素。台湾四面环海,许多钢筋混凝土构筑物受破坏以及不断发生的“海砂屋”事件,也是氯化物侵蚀所引起的。目前,中国大陆也存在“海砂屋”现象。 氯离子的侵蚀引起钢筋局部腐蚀是最有害的,对此,各国都予以高度重视。由于钢筋混凝土结构的复杂性和研究条件的差异,研究结果和结论并不完全一致,许多问题还有待深入研究。这里主要对国内外氯离子与钢筋腐蚀关系的研究进展和防止氯化物侵蚀的措施进行阐述。 1 钢筋腐蚀与氯离子去钝化机理 钢筋混凝土是多相、不均质的复杂体系,钢筋表面具有电化学不均匀性,存在着电位较负的阳极区和电位较正的阴极区;一般钢筋表面总处于混凝土孔隙液膜中,即钢筋表面阳极区和阴极区之间存在电解质溶液;由于混凝土的多孔性,其构筑物总是透气和透水的,即通常氧可以通过毛细孔道达到钢筋表面作为氧化剂接受钢筋发生腐蚀产生的自由电子。因此,钢筋表面存在活化状态,则可构成腐蚀电池,钢筋就会发生电化学腐蚀。但在正常情况下,钢筋在混凝土中不会发生腐蚀。这是因为钢筋表面在碱性混凝土孔隙液中生成钝化膜,发生阳极钝化阻止了钢筋的腐蚀。因此,长期保持混凝土固有的高碱性是保护钢筋不受腐蚀、保证钢筋混凝土构筑物耐久性的一条有效途径。但是,在氯离子侵蚀严重的情况下钢筋的腐蚀还是时有发生。 混凝土中钢筋的腐蚀是电化学腐蚀,但有其特殊性。钢筋腐蚀的先决条件是表面去钝化。通常认为其基本反应是在阳极区铁失去电子变为铁离子,导致铁的溶解。铁离子可进一步反应生成氢氧化物和氧化物,在阴极区进行氧的还原反应。由于腐蚀产生的多种形式的氢氧化物和氧化物的体积比铁原来本身的体积大好几倍,因此,可造成钢筋混凝土结构的局部应力集中而膨胀开裂,进一步促进了钢筋的腐蚀。 氯离子是极强的去钝化剂,关于氯离子的去钝化机理认识还不一致,有人认为是氯离子易渗入钝化膜,也有人认为是Cl-优先于氧和OH-被钢吸附。一般认为,在不均质的混凝土中氯离子能够破坏钢筋表面钝化膜,使钢筋发生局部腐蚀。在阳极区铁发生腐蚀生成铁离子,当钢筋/混凝土界面环境存在氯离子时,在腐蚀电池产生的电场作用下,氯离子不断向阳极区迁移

水泥中氯离子对钢筋的腐蚀

氯离子对钢筋腐蚀机理的影响 [摘要] 氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之一,氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用。但只有混凝土中氯离子的浓度达到一定的临界值后,钢筋才会发生腐蚀。由于影响因素多,至今难以确定统一的氯离子浓度临界值。着重阐述了钢筋腐蚀行为和氯离子的去钝化机理、混凝土中氯离子的来源和保护钢筋的措施及其研究进 展。 [关键词] 钢筋混凝土;钢筋;腐蚀;氯离子 0 前言 钢筋在混凝土高碱性环境中的钝态条件被破坏,便被腐蚀。钢筋钝化膜破坏机理主要是混凝土的碳化和氯化物侵入,这两种因素既影响混凝土孔隙液的pH值,又影响钢筋的电位值,因而直接影响钢筋的稳定性。因氯化物的侵蚀引起钢筋混凝土构筑物破坏而造成重大损失的现象非常严重。北京西直门立交桥于1979年建成投入使用,不到20a钢筋混凝土的腐蚀已十分严重,不得不进行改建。引起西直门立交桥过早破坏的原因是多方面的,但长期在冬季向立交桥撒含氯化物除冰盐引起钢筋腐蚀使立交桥结构受到破坏是突出的因素。台湾四面环海,许多钢筋混凝土构筑物受破坏以及不断发生的“海砂屋”事件,也是氯化物侵蚀所引起的。目前,中国大陆也存在“海砂屋”现象。氯离子的侵蚀引起钢筋局部腐蚀是最有害的,对此,各国都给予了高度的重视。由于钢筋混凝土结构的复杂性和研究条件的差异,研究结果和结论并不完全一致,许多问题还有待深入研究。本工作主要对国内外氯离子与钢筋腐蚀系的研究进展和防止氯化物侵蚀的措施进行评述。 1 钢筋腐蚀与氯离子去钝化机理 钢筋混凝土是多相、不均质的特殊复杂体系,钢筋表面具有电化学不均匀性,存在着电位较负的阳极区和电位较正的阴极区;一般钢筋表面总处于混凝土孔隙液膜中,即钢筋表面阳极区和阴极区之间存在电解质溶液;由于混凝土的多孔性,

氯离子腐蚀介绍

氯离子腐蚀研究一:氯离子可破坏金属氧化膜保护层,形成点蚀或坑蚀。对奥氏体不锈钢会出现晶间腐蚀。 曾碰到过这种问题,最后结论是没有解决办法,用别的材料成本太高效果也不见得很好没考虑,所以就正常用16MnR然后考虑点腐蚀余量。 除了衬胶,衬塑也可以呀,如果是管线,当然最好的办法还是选用钛材,只是花钱多啊! 对氯离子腐蚀,可以采用双相不锈钢。 二:这个与氯离子的浓度有关系和操作温度有关。 通常可以用碳钢,不如纯碱的盐水工段有不少设备就采用碳钢材料。当然为了增加寿命可以采用内部涂漆、衬胶等。 有条件可以采用双相钢,钛材等。 而且钢材的抗拉强度不要太高,最便宜的还是内壁衬胶,也是一个不错的方法。我们的盐酸罐就是这种方法。 当然其温度压力也有要求。 脱硫行业中会用一些254SMO,Al6XN,SAF2507,等,不重要的地方也可以衬胶 我同意六楼的观点,我们买的泵基本上是2605

三:氯离子一般都是海水里,所以要选耐海水腐蚀的钢种,通常的18-8型奥氏体不锈钢经验证,耐海水腐蚀并不好。在海水环境下不锈钢的 使用,孔蚀、间隙腐蚀的局部腐蚀有时发生。对这些局部腐蚀的抑制,已知增加Cr和Mo,奥氏体系不锈钢和双相钢,特别是添加N是 有效果的,美国研制的超级奥氏体不锈钢(牌号我记不清了),日本研制的高N奥氏体系不锈钢,因为316L,317L这类钢不抗海水腐蚀!以下钢种供参考: 高强度耐海水腐蚀马氏体时效不锈钢 00Cr16Ni6Mo3Cu1N 高强度耐海水腐蚀不锈钢 00Cr26Ni6Mo4CuTiAl 耐海水不锈钢Yus270(20Cr-18Ni-6Mo-0.2N) 管道中氯离子含量高是不是会对管道产生腐蚀,这个过程是怎样的 是什么和什么发生反应?介绍的详细一点谢谢了 最佳答案 不一定是酸性才腐蚀,这种问题我以前碰到过——氯离子的应力腐蚀开裂,一般不锈钢对Cl离子比较敏感。建议用“不锈钢”、“ Cl 离子”、 “应力腐蚀”等关键词搜索获取更多资料,也可以寻找这方面的专着,讲述更清楚明白。譬如:

氯离子对不锈钢腐蚀的机理

氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但 大致可分为2 种观点。 成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。 吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样 导致了腐蚀的加速。 电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越 稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理 其中在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断 裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。 ②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶 液中才容易发生应力腐蚀。 ③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应力腐蚀裂纹的产生主要与氯离子的浓度和温度有关。 压力容器的应力来源: ①外载荷引起的容器外表面的拉应力。 ②压力容器在制造过程中产生的各种残余应力,如装配过程中产生的装配残余应力,制造过程中产生的焊接残余应力。在化工生产中,压力容器所接触的介质是多种多样的,很多介质中含有氯离子,在这些条件下,压力容器就发生应力腐蚀失效。铬镍不锈钢在含有氧的氯离子的水溶液中,首先在金属表面形成了一层氧化膜,它阻止了腐蚀的进行,使不锈钢钝化。由于压力容器本身的拉应力和保护膜增厚带来的附加应力,使局部地区的保护膜破裂,破裂处的基体金属直接暴露在腐蚀介质中,该处的电极电位比保护膜完整的部分低,形成了微电池的阳极,产生阳极溶解。因为阳极小、阴极大,所以阳极溶解速度很大,腐蚀到一定程度后,又形成新的保护膜,但在拉应力的作用下又可重新破坏,发生新的阳极溶解。在这种保护膜反复形成和反复破裂过程中,就会使某些局部地区的腐蚀加深,最后形成孔洞,而孔洞的存在又造成应力集中,更加速了孔洞表面的塑性变形和保护膜的破裂。这种拉应力与腐蚀介质的共同作用便形成了应力腐蚀裂纹。 2. 2 应力腐蚀失效的防护措施 控制应力腐蚀失效的方法,从内因入手,合理选材,从外因入手,控制应力、控制介质或控制电位等。实际情况 千变万化,可按实际情况具体使用。 (1)选用耐应力腐蚀材料 近年来发展了多种耐应力腐蚀的不锈钢,主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素

氯离子腐蚀防护

腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为2 种观点 成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。 吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。 电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力 应力腐蚀失效机理 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。 ②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。 ③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应力腐蚀裂纹的产生主要与氯离子的浓度和温度有关。 压力容器的应力来源: ①外载荷引起的容器外表面的拉应力。 ②压力容器在制造过程中产生的各种残余应力。 生产中对应力腐蚀失效的防护措施控制应力腐蚀失效的方法,从内因入手,合理选材,从外因入手,控制应力、控制介质或控制电位等。实际情况千变万化,可按实际情况具体使用。(1)选用耐应力腐蚀材料 (2)控制应力 (3)严格遵守操作规程 工艺操作、工艺条件对压力容器的腐蚀有巨大的影响。因此,必须严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。 (4)维修与管理 为保证压力容器长期安全运行,应严格执行有关压力容器方面的条例、法规,对在用压力容器中允许存在的缺陷必须进行复查,及时掌握其在运行中缺陷的发展情况,采取适当的措施,减

氯离子对混凝土性能的影响

氯离子对混凝土性能的影响 钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性和安全性的重要因素。其中,对近海、沿海地区导致钢筋混凝土结构性能劣化的最普遍、最严重的原因是氯离子侵蚀作用引起的钢筋锈蚀,决定了结构的使用寿命。 随着氯离子对钢筋混凝土结构破坏的影响越来越受到重视,为此我国即将实施的水泥新标准对水泥中氯离子的含量进行了规定:水泥中氯离子含量不大于0.06%。 一、水泥中氯离子含量规定 各国对氯离子含量的规定如下 1、欧洲所有品种小于0.1%。但对于用于预应力场合时,应严格控制。 2、日本普通硅酸盐(相当于我国的P.Ⅰ、P.Ⅱ型水泥)小于0.035%。早强、超早强、中热、低热、抗硫酸盐小于0.02%,其他品种未作规定。 3、中国新标准,要求所有品种水泥中氯离子含量不大于0.06%。 二、混凝土中氯离子的来源 引起钢筋锈蚀的氯离子存在具有广泛性。其主要来源有: 1、混凝土的原材料。如含氯化物的减水剂、滥用海砂、直接用海水搅拌混凝土或掺入的粉煤灰使用海水排湿工艺等。 2、从建筑物所处环境中渗透进入。如海洋环境中的氯离子以海水、海风、海雾等形式渗入,影响沿海地区混凝土结构的使用性能和寿命;冬季向道路、桥梁及城市立交桥等撒盐或盐水化雪防冰,以便交通畅行;还有盐湖和盐碱地、工业环境等。当混凝土中氯离子含量达 1.19kg/m3时,侵蚀已经很严重了。据此,一些国家规定不准在钢筋砼桥面板上喷洒盐水化冰。 三、氯离子对混凝土的侵蚀作用 1、氯离子侵入混凝土的方式 氯离子侵入混凝土的方式主要有 1)扩散作用:氯离子从浓度高的地方向浓度低的地方移动; 2)毛细管作用:含有氯离子的溶液向混凝土内部移动; 3)渗透作用:在水压力作用下,盐水向压力较低的方向移动; 4)电化学迁移:电解质溶液在阴阳极吸附作用下的离子的定向移动。 CI-在混凝土中的侵入过程通常是几种作用共同存在的。但和速度最快的毛细管吸相比,渗透和电化学迁移产生的迁移可以忽略。对特定的条件,其中的一种侵蚀方式是主要的。另外混凝土中氯离子浓度还受到温度、保护层厚度以及CI-和混凝土材料之间产生化学结合和物理吸附的影响。虽然CI-在混凝土材料中的侵入迁移过程非常复杂,但是在许多情况下,尤其是在海洋环境,扩散被认为是最主要的侵入方式。 2、氯离子作用下混凝土结构的破坏分析 1)氯离子引起钢筋侵蚀的机理 在自然环境中,金属铁并不稳定,容易与周围环境发生化合反应,即具有侵蚀的趋势。而混凝土结构是一种多孔体,通常其孔隙中含有大量水泥水解时产生的Ca(OH)2溶液和少量可溶的钙、钾、钠等碱性金属,使得混凝土具有很强的碱性,PH一般为12~13。钢筋在这种环境下,表面生成一层致密的、分子和离子难以穿透的、厚为2~10×10-9m的“钝化膜”(主要成分为Fe2O3和Fe3O4)阻止钢筋发生锈蚀。然而,混凝土结构在使用的过程中,当受材料、环境等因素的影响导致碱性降低。相关研究与实践表明,当PH<11.5时,钝化膜开始不稳定(临界值);当PH<9时,钝化膜逐渐破坏,使钢筋处于活化状态、失去保护作用。氯离子侵蚀作用引起钢筋锈蚀,是一个极为复杂的电化学过程。CI-是极强的阳极活化剂,且

氯离子腐蚀混凝土中钢筋的腐蚀

氯离子腐蚀混凝土中钢筋的腐蚀-第1部分:加速和自然环境下的实验研究 土木与环境工程学院,威特沃特斯兰德大学,Johannesburg,南非 土木工程系,开普顿大学,Rondebosch,南非 摘要: 平行腐蚀试验已经进行了两年,露出210梁(120×130×长375毫米)的一半在实验室加速腐蚀(干湿循环)另一半在海洋潮湿区接受自然腐蚀。实验变量是裂缝宽度(0,初始裂缝,0.4、0.7毫米),覆盖面C(20,40毫米),粘结剂类型(PC、PC/矿渣,PC / FA)和水胶比(0.40,0.55)。结果表明,腐蚀速率(icorr)受以下方式实验变量的影响:腐蚀随裂缝宽度的增加而增加,并随着混凝土的质量和覆盖深度的增加而降低。研究结果还显示,混凝土在野外环境下的自然腐蚀的腐蚀性能不能推断出其在实验室加速腐蚀的性能。其他因素,如腐蚀进程也应考虑在内。 关键词: 腐蚀速率预测,氯离子侵蚀,加速腐蚀,自然腐蚀,腐蚀,混凝土裂痕 1 引言 钢筋锈蚀是温度、海洋和工业环境中钢筋混凝土结构的主要破坏机制之一。对于投资者和工程师来说,它已成为一个主要的耐久性问题。如果不减弱这种侵蚀性,它会加速钢筋混凝土结构的恶化,可能会导致一系列相关的严重后果,包括但不限于开裂和混凝土保护层剥落,钢筋截面面积损失,降解的钢-混凝土界面粘结,最终减少钢筋混凝土结构的使用寿命。另外在维护、修理或更换时,需要花费很高的费用,而且会对害公共安全有威胁。即使在钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要因素是二氧化碳入口(碳化引起的)或氯(氯离子引起的),后者是在钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要原因。值得注意的是,氯离子引起的腐蚀对所研究的结构造成的损害是比较大的,并在一个相对较短的时间内(在结构满足其目标服务寿命),有可能成为最终导致失败的因素(根据预先定义的极限状态)。 2、实验细节 2.1、实验变量和混合比例 平行腐蚀试验露出210束标本(120×130×375毫米)的一半进行加速实验室腐蚀(循环3天用5%的NaCl溶液润湿跟随开普敦4天空气干燥),另一半则被留在的海洋潮汐区自然腐蚀(表湾港)。使用五种不同的混凝土使我们的横梁的W / B比(0.40和0.55),和三种粘结剂(100% CEM I 42.5 N普通波特兰水泥(PC),50 / 50 / 70 / 30的矿渣微粉和PC的PC / FA)。0.55w/b比是不能用于电脑制作 标本。高产量强度直径为10毫米的钢筋嵌入在每个光束。在表1中给出了混凝土配合比的总结和选定的具体性能。其他实验变量包括盖深度(20和40毫米)和裂缝宽度(0,早期裂缝,0.4和0.7毫米)。早期裂缝是指由梁试样三点荷载引起的裂缝,然后卸载。虽然以前的研究已经表明,裂缝宽度≤0.3毫米容易自

氯离子对钢筋的锈蚀

1氯离子对钢筋的锈蚀 Cl-进入砼中通常有两种途径:一是“混入”,如施工时掺用含氯离子成分的外加剂、施工用水含氯离子、在含盐环境中拌制和浇筑砼等;其二是“渗入”,环境中的氯离子通过砼的宏观、微观缺陷渗入到砼中,并通过长期渗透到达钢筋表面。“混入”现象大都是施工管理的问题;而“渗入”现象则是砼表面裂缝等技术问题,与砼材料的多孔性、密实性、工程质量以及钢筋表面砼保护层厚度,使用现场环境等多种因素相关。 1.1破坏钢筋表面钝化膜,水泥水化的高碱性使砼内钢筋表面产生一层致密的钝化膜。钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的,当pH11.5时,膜层就开始不稳定;当pH9.88时该钝化膜生成困难,或将已经生存的钝化膜逐渐破坏。Cl-是极强的去钝化剂,Cl-进入砼到达钢筋表面吸附于局部钝化膜处时,可使钢筋表面pH值降低到4以下,从而破坏钢筋表面的钝化膜,使钢筋表面逐渐产生腐蚀。 1.2钢筋表面逐渐形成腐蚀电池,如果在大面积的钢筋表面上形成高浓度氯化物,则氯化物所引起的腐蚀可能是均匀性腐蚀,但是在不均质的砼中,常见的是局部坑状腐蚀。腐蚀电池作用的结果是,在钢筋表面产生蚀坑,由于大阴极对应于小阴极,蚀坑发展迅速很快。 1.3加速了去极化作用,Cl-不仅促成了钢筋表面的腐蚀电池,而且加速了电池的作用。砼中Cl-的存在强化了离子通道,降低了阴阳极之间的欧姆电阻,提高了腐蚀电池的效率,从而加速了电化学腐蚀过程,使钢筋承载力大幅度下降。 2提高砼耐久性的技术措施 2.1结构采用高性能混凝土。现今高性能砼以耐久性作为首要指标,就盐渍土及海水工程而言,侧重于高性能、抗渗性、体积稳定性、强度等。目前,国内外在盐渍土工程采用高性能砼的研究与应用极其重视。如荷兰,对已使用3~63年的64座海工结构(其中90%的结构采用磨细矿渣砼)调查发现,结构基本完好,氯离子扩散系数仅为普通砼的1/10~1/15。典型事例为东谢尔德挡潮闸工程,其设计使用寿命是250年,80年不维修,其基本防腐措施就是采用水胶比为0.4的大掺量(65% )磨细矿渣混凝土。在英、美、加、日和中东等国家和地区,也都有类似的成功工程应用实例。国内外有关实验研究和工程实践证明,养护对高性能砼的质量和耐久性十分重要。常温下养护不够,对高性能砼的质量与耐久性的影响程度有时甚至高于普通砼。因此,及时、充分的湿养护是使其获得高强度、低孔隙率和高抗氯离子扩散能力所必不可少的。

水泥中氯离子对钢筋的腐蚀

0氯离子对钢筋腐蚀机理的影响 [摘要]氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之 一,氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用。但只有混凝土中氯离子的浓度达到一定的临界值后,钢筋才会发生腐蚀。由 于影响因素多,至今难以确定统一的氯离子浓度临界值。着重阐述了钢筋腐蚀行为和氯离子的去钝化机理、混凝土中氯离子的来源和保护钢筋的措施及其研究进展。 [关键词]钢筋混凝土;钢筋;腐蚀;氯离子 0 前言 钢筋在混凝土高碱性环境中的钝态条件被破坏,便被腐蚀。钢筋钝化膜破坏机理主要是混凝土的碳化和氯化物侵入,这两种因素既影响混凝土孔隙液的pH值,又影响钢筋的电位值,因而直接影响钢筋的稳定性。因氯化物的侵蚀引起钢筋混凝土构筑物破坏而造成重大损失的现象非常严重。北京西直门立交桥于1979年建成投入使用,不到20a钢筋混凝土的腐蚀已十分严重,不得不进行改建。引起西直门立交桥过早破坏的原因是多方面的,但长期在冬季向立交桥撒含氯化物除冰盐引起钢筋腐蚀使立交桥结构受到破坏是突出的因素。台湾四面环海,许多钢筋混凝土构筑物受破坏以及不断发生的“海砂屋”事件,也是氯化物 侵蚀所引起的。目前,中国大陆也存在“海砂屋”现象。氯离子的侵蚀引起钢筋局部腐蚀是最有害的,对此,各国都给予了高度的重视。由于钢筋混凝土结构的复杂性和研究条件的差异,研究结果和结论并不完全一致,许多问题还有待深入研究。本工作主要对国内外氯离子与钢筋腐蚀系的研究进展和防止氯化物侵蚀的措施进行评述。 1 钢筋腐蚀与氯离子去钝化机理 钢筋混凝土是多相、不均质的特殊复杂体系,钢筋表面具有电化学不均匀性,存在着电位较负的阳极区和电位较正的阴极区;一般钢筋表面总处于混凝土孔隙液膜中,即钢筋表面阳极区和阴极区之间存在电解质溶液;由于混凝土的多孔性,其构筑物总是透气和透水的,即通常氧可以通过毛细孔道达到钢筋表面作为氧化剂接受

氯脆——氯化物应力腐蚀破裂

关于氯脆问题 金属的氯化物应力腐蚀破裂又称氯脆,是指金属在腐蚀介质Cl-和应力(残余应力、热应力、工作应力等)共同作用下,产生的脆断现象。铝合金、高强度低合金钢、不锈钢、马氏体时效钢以及钛合金,在一定条件下都会发生氯脆。其中,不锈钢的氯脆现象是比较常见的。 下面以不锈钢的氯脆为例来解释说明氯脆原理。 多数情况下,氯脆是以点蚀或缝隙腐蚀为起点的。不锈钢具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能,Cr和Ni是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素,其在不锈钢表面生成一层十分致密、光亮的氧化物保护膜,大大提高了不锈钢的耐腐蚀性能。氯离子(Cl-)半径小、穿透能力强,能够穿透这层氧化物保护膜,并且由于Cl-有很强的可被金属吸附的能力,它们会从金属表面把氧化物中的氧排挤掉,自身取代氧与金属形成氯化物。但氯化物与金属表面的吸附不稳定,于是形成了可溶性物质,破坏了氧化保护膜,形成坑点或缝隙,成为氯脆发生的起点。 在应力作用下,金属内部稳定的组织受到破坏,导致晶粒在应力方向的作用下位错而形成滑移台阶,这些滑移台阶的构成给Cl- 带来了吸附和渗透的机会。 Cl-在坑点或缝隙处聚集,在应力造成的晶格破坏协助下,渗入到金属基体,通过电化学的阳极过程形成穿晶腐蚀或晶间腐蚀,阴极则由氢离子(酸性溶液)或溶解氧(中性水溶液)担任。 阳极:M →M+ + e 阴极:H+ + e →H (酸性) H2O + 1/2O2 + 2e →2OH-(中性) 通过上述腐蚀萌生点的形成、应力作用、阳极腐蚀过程的进行,金属晶格被破坏,形成腐蚀破裂现象,即氯化物应力腐蚀破裂。氯脆的腐蚀裂纹萌生处为坑点或缝隙,通常较宽,而延伸多呈穿晶、沿晶或二者的混合形式,故整体且呈树枝状。 青岛清达环保总工韩泰清高工(国家化学清洗标准HG/T2387-92《工业设备化学清洗质量标准》的起草人和起草组负责人,具有40多年的防腐清洗和工业水处理实践经验)1975年发表的文章《奥氏体不锈钢换热器的氯化物应力腐蚀破裂》中提出,发生氯化物应力腐蚀破裂的极限氯离子浓度是相当低的。即使在氯离子含量很低的水中,由于有局部沸腾(如热

氯离子腐蚀机理及防护

氯离子腐蚀机理及防护

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氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为 2 种观点。 成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。 吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。 电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。 ②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。

氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理

氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理 氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀主要使点蚀。 机理:氯离子容易吸附在钝化膜上,把氧原子挤掉,然后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性路氯化物,结果在露出来的机体金属上腐蚀了一个小坑。这些小坑被成为点蚀核。这些氯化物容易水解,使小坑能溶液PH值下降,使溶液成酸性,溶解了一部分氧化膜,造成多余的金属离子,为了平很腐蚀坑内的电中性,外部的Cl-离子不断向空内迁移,使空内金属又进一步水解。如此循环,奥氏体不锈钢不断的腐蚀,越来越快,并且向孔的深度方向发展,直至形成穿孔。 由于Cl离子是水中经常含有的物质,又是引起若干合金局部腐蚀的所谓“特性离子”(破钝剂),它进入缝隙或蚀孔内还会与H+生成盐酸,使腐蚀加速进行。 氯离子被认为是304不锈钢发生局部腐蚀的主要原因之一,由于氯离子半径小,穿透钝化膜的能力强,其电负性又很大,氯离子的存在加速了304不锈钢的腐蚀。另外,应力的存在也加速了氯离子对304不锈钢的腐蚀,降低了304不锈钢抗氯离子应力腐蚀的临界浓度。 在氯离子存在的情况下,多发生的是孔蚀也叫点蚀,属于电化学腐蚀。点腐蚀多发生在上表面生成钝化膜的金属材料上或表面有阴极性镀层的金属上,当这些膜上某点发生破坏,破坏区下的金属基体与膜未破坏区形成活化—钝化腐蚀电池,钝化表面为阴极,而且面积比活化区大很多,腐蚀就向深处发展而形成小孔。 点腐蚀发生于有特殊离子的介质中,例如不锈钢对含有卤素离子的溶液特别敏感,其作用顺序为Cl—>Br>1—。这些阴离子在合金表面不均匀吸附导致膜的不均匀破坏。氯离子具有很强的穿透本领,容易穿透金属氧化层进入金属内部,破坏金属的钝态。同时,氯离子具有很小的水合能,容易被吸附在金属表面,取代保护金属的氧化层中的氧,使金属受到破坏。点腐蚀发生在某一临界电位以上,该电位称为点蚀电位(或击破电位),用Eb表示。如把极化曲线回扫,又达到钝态电流所对应的电位Erb,称为再钝化电位(或叫保护电位)。大于此值,点蚀迅速发生、发展;在Eb~Erb之间,已发生的蚀孔继续发展。此种形态的腐蚀决定于阳极和阴极的面积比。若阳极的位置不随时间而变化,且阳极的面积远小于阴极,则阳极的电流密度(currentdensity注二)甚大,因此腐蚀速率较快而产生孔蚀,点蚀虽然失重不大,但由于阳极面积很小,所以腐蚀速率很快,严重时可造成设备穿孔,使大量的油、水、气泄漏,有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故,危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧,在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源。 氯化物应力腐蚀开裂简介 氯化物应力腐蚀开裂是一种十分常见的奥氏体钢炉管破裂形式。不同材质的奥氏体钢炉管发生开裂时介质中的氯化物浓度差别很大,一般在30ppm以上,但少数比较敏感的钢,如304钢可能几个ppm甚至更低的浓度就会腐蚀开裂。在某些情况下,虽然介质中氯化物浓度较低,但由于在某些不规则表面的局部浓缩,也会造成应力腐蚀开裂。在有溶解氧的情况下会加速腐蚀。大多数奥氏体钢应力腐蚀开裂均发生在75℃以上,低于50℃时,材料不发生应力腐蚀开裂。一般情况下,氯化物应力腐蚀开裂为穿晶开裂,但由于热处理不当使材料敏化或材料长期处于敏化温度工作时,也会发生沿晶开裂。

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