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不锈钢腐蚀机理发生原因和维护处理方法不锈钢是一种抗腐蚀性能极好的金属材料，但在特定条件下仍然可能发生腐蚀。
不锈钢腐蚀的机理主要有三种：点蚀腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀。
以下将分别介绍每种腐蚀机理的发生原因和相应的维护处理方法。
1.点蚀腐蚀：点蚀腐蚀是不锈钢上出现的小孔洞或凹陷的形式，通常是由于材料表面的保护层被部分破坏或被去除所导致的。
（1）发生原因：点蚀腐蚀的发生原因主要有：a.氧化铁皮：不锈钢焊接时，焊缝周围容易形成氧化铁皮，这些铁皮上的离子会对不锈钢产生腐蚀。
b.离子污染：不锈钢表面被有机物、污垢或液滴等污染，这些污染物中的离子会引发腐蚀。
c.金属离子：铁、铜、镍等金属元素的离子会导致点蚀腐蚀。
（2）维护处理方法：a.避免过度热处理：过度热处理会破坏不锈钢的表面保护层，因此应避免过度热处理。
b.清洁不锈钢表面：定期清洗不锈钢表面的有机物、污垢和液滴等污染物，尽量保持表面清洁。
c.选用合适的不锈钢材料：根据具体环境条件选择合适的不锈钢材料，能够更好地抵抗点蚀腐蚀。
2.晶间腐蚀：晶间腐蚀是在不锈钢材料的晶界处发生的腐蚀，会导致不锈钢的结构性能下降。
（1）发生原因：晶间腐蚀的发生原因主要有：a.焊接热影响区域：焊接过程中，不锈钢的热影响区域容易出现晶间腐蚀。
b.高温环境：在高温环境中，不锈钢的晶界会因为积累了一定的铬碳化物而变得不稳定，容易发生晶间腐蚀。
（2）维护处理方法：a.控制焊接参数：合理控制焊接参数，避免焊接热影响区域出现晶间腐蚀。
b.降低温度：在高温环境下，尽量降低不锈钢的工作温度，以减少晶间腐蚀的可能性。
c.选择合适的不锈钢材料：对于在高温环境下工作的设备，应选择具有良好抗晶间腐蚀性的不锈钢材料。
3.应力腐蚀：应力腐蚀是由于不锈钢在受到应力力学作用时在特定环境中发生的腐蚀，会导致不锈钢的断裂。
（1）发生原因：应力腐蚀的发生原因主要有：a.应力作用：不锈钢在受到应力作用下会发生应力腐蚀。
b.腐蚀介质：特定的腐蚀介质会加剧不锈钢的应力腐蚀。
不锈钢耐腐蚀的原理不锈钢是一种具有优异性能的金属材料，其被广泛地应用于制造航空、航天、电子、化工、医药等领域的产品。
与普通钢材相比，不锈钢具有耐腐蚀性强、强度高、耐高温、耐磨损、易加工等优点，因此其应用范围较为广泛。
那么，不锈钢耐腐蚀的原理是什么呢？1.钝化膜的形成钝化膜是不锈钢的一种重要特性，它是一种具有致密结构的氧化物层或硫化物层。
这种氧化物或硫化物能够保护不锈钢表面不受到化学腐蚀的破坏。
钝化膜的形成是不锈钢耐腐蚀的关键。
不同类型的不锈钢钝化膜不同，但它们都可以通过中和酸性物质、形成基氧化物层、或通过电化学方式来形成。
2.合适的合金配方不锈钢材料由铁和其他合金元素组成，这些元素可以调整不锈钢的机械性能、高温强度、耐蚀性和其他特性。
比如，镍是一种让不锈钢具有耐腐蚀性的关键元素。
在钢中加入越多的镍，就越容易形成均匀和稳定的钝化膜。
而钼对不锈钢的耐腐蚀性和耐高温性能也有重要的影响。
3.表面处理在生产不锈钢的时候，需要进行表面处理来减少与环境中物质的接触，以延长不锈钢的使用寿命。
表面处理方法不仅可以对不锈钢材料进行粗糙化处理，如抛光、轧光和喷砂等，还可以对其进行镀膜、包覆和喷涂等处理。
4.环境条件尽管不锈钢具有强的耐腐蚀性能，但其性能也会受到环境条件的影响。
比如，在强酸、强碱、高温或强氧化环境下，不锈钢的耐腐蚀性能会出现下降。
此外，不锈钢表面存在较强的化学反应性，不宜与氯化物、碘化物和溴化物等强氧化性化学物质接触，否则会导致不锈钢的腐蚀。
总之，不锈钢耐腐蚀的原理是通过形成稳定且致密的氧化物层或硫化物层，来保护钢铁表面不受到化学腐蚀的破坏。
钢材的合金配方、表面处理及环境条件对钢材具有重要的影响。
氯离子腐蚀不锈钢原理
氯离子腐蚀不锈钢的原理是由于氯离子具有强氧化性和侵蚀性。
在碱性或酸性环境中，氯离子能与不锈钢表面形成氯化物。
当氯离子存在于不锈钢表面时，会与金属表面的铁原子结合形成氯化铁，并释放出电子。
这个过程叫做氧化还原反应。
氯化铁会沉积到不锈钢表面，形成一层氯化铁膜，称为氯化物膜。
这层氯化物膜是不稳定的，容易形成微小的孔洞和裂纹。
这些孔洞和裂纹会导致环境中的水分和氧气进入不锈钢材料中，造成钢材表面的局部腐蚀和丧失抗腐蚀性能的能力。
氯化物膜的形成和破坏是一个动态平衡过程。
而当氯离子的浓度较高时，氯化物膜的形成速度会比破坏速度快，导致腐蚀发生。
此外，氯离子还可作为催化剂加速不锈钢表面的电化学反应，进一步促使腐蚀的发生。
这些电化学反应包括阳极溶解和阴极氧化反应，它们都会加速不锈钢表面的金属离子释放和金属腐蚀。
综上所述，氯离子腐蚀不锈钢的主要原理是氯化物膜的形成和破坏，以及氯离子在不锈钢表面的电化学反应。
这会导致不锈钢表面的腐蚀和丧失抗腐蚀性能的能力。
氯离子腐蚀不锈钢原理不锈钢作为一种耐腐蚀性能较好的金属材料，被广泛应用于化工、海洋工程、食品加工等领域。
然而，有时候不锈钢也会受到腐蚀的影响，其中氯离子腐蚀是其中较为常见的一种。
那么，氯离子是如何腐蚀不锈钢的呢？接下来我们将深入探讨氯离子腐蚀不锈钢的原理。
首先，我们需要了解不锈钢的腐蚀机理。
不锈钢之所以具有较好的耐腐蚀性能，是因为其表面形成了一层致密的氧化膜，这一氧化膜可以有效地阻隔外界介质对不锈钢的侵蚀。
然而，当氯离子存在时，情况就有所不同了。
氯离子可以破坏不锈钢表面的氧化膜，使得金属表面暴露在介质中，从而引发腐蚀反应。
其次，氯离子腐蚀不锈钢的原理主要是由于氯离子对不锈钢表面的影响。
当氯离子浓度较高时，它们会与不锈钢表面的铬元素发生化学反应，形成一种不溶于水的氯化铬沉淀物。
这些沉淀物会破坏不锈钢表面的致密氧化膜，导致表面的微小裂缝和孔洞，从而加速了腐蚀的进行。
此外，氯离子还可以与不锈钢中的铬元素形成氯化铬络合物，使得不锈钢表面的铬元素减少，从而降低了不锈钢的抗腐蚀性能。
特别是在高温、高压、高氯离子浓度的环境下，氯离子腐蚀对不锈钢的影响更加显著。
为了防止氯离子腐蚀对不锈钢材料的影响，我们可以采取一些措施。
首先是控制介质中氯离子的浓度，尽量减少氯离子对不锈钢的侵蚀。
其次是采用合金化的不锈钢材料，增加材料中抗腐蚀元素的含量，提高不锈钢的抗腐蚀性能。
另外，对于特定环境下的使用，可以考虑采用涂层保护或者电化学保护等方法，有效减少氯离子腐蚀对不锈钢的影响。
总之，氯离子腐蚀不锈钢的原理主要是通过破坏不锈钢表面的氧化膜，加速了金属表面的腐蚀反应。
了解氯离子腐蚀的原理，可以帮助我们更好地选择和使用不锈钢材料，延长其使用寿命，保证工程设备的安全运行。
希望本文对大家有所帮助，谢谢阅读！。
不锈钢的点腐蚀机理在金属表面局部地方出现向深处发展的腐蚀小孔，其余表面不腐蚀或腐蚀很轻微，这种形态成为小孔腐蚀，简称点蚀。
金属腐蚀按机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
点腐蚀属于电化学腐蚀中的局部腐蚀。
一种点蚀是由局部充气电池产生，类似于金属的缝隙腐蚀。
另一种更常见的点蚀发生在有钝化表现或被高耐蚀性氧化物覆盖的金属上。
4.1 电化学腐蚀的基本原理通过原电池原理可以更好地说明电化学腐蚀机理。
当2种活泼性不同的金属（如铜和锌）浸入电解质溶液，2种金属间将产生电位差，用导线连接将会有电流通过，在此过程中活泼金属（锌）将被消耗掉，也就是被电化学腐蚀。
不同于化学腐蚀（如金属在空气中的氧化，锌在酸溶液中的析氢），电化学腐蚀一定有电流产生，并且电流量的大小直接与腐蚀物的生成量相关，即电流密度越大腐蚀速度越快。
各种金属在电解质溶液中的活泼程度可用其标准电极电位表示，即金属与含有单位活度（活度与浓度正相关，在浓度小于10-3mol/L时认为两者值相同）的金属离子，在温度298K （25℃），气体分压1.01MPa下的平衡电极电位。
标准电极电位越低，金属或合金越活泼，在与高电位金属组成电偶对时更易被腐蚀。
由此可见，决定金属标准电极电位的因素除了金属的本质外还有：溶液金属离子活度（浓度）、温度、气体分压。
另外一个重要影响因素是金属表面覆盖着的薄膜。
除了金、铂等极少数贵金属外，绝大多数金属在空气中或水中可以形成具有一定保护作用的氧化膜，否则大部分金属在自然界就无法存在。
金属表面膜的性质对其腐蚀发生及腐蚀速度都有着重要影响。
4.2 不锈钢的耐腐蚀原理不锈钢的重要因素在于其保护性氧化膜是自愈性的（例如它不象选择性氧化而形成的那些保护性薄膜），致使这些材料能够进行加工而不失去抗氧化性。
合金必须含有足够量的铬以形成基本上由Cr2O3组成的表皮，以便当薄膜弄破时有足够数目的铬(Cr3+)阳离子重新形成薄膜。
如果铬的比例低于完全保护所需要的比例，铬就溶解在铁表面形成的氧化物中而无法形成有效保护膜。
不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。
化学腐蚀的环境介质是非电解质（汽油、苯、润滑油等），电化学腐蚀的环境介质是电解质（各种水溶液）。
电化学腐蚀是涉及电子转移的化学过程，该过程能否进行取决于金属能否离子化，而离子化的趋势可用金属的标准电极电位（ε0）来表示。
由于碳化物、夹杂物，以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用，将促使各部分在电解液中产生相互间的电极电位差。
电极电位差愈大，微阳极和微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大，微阳极部分产生严重的腐蚀。
在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应速度的现象称为极化，极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。
电解液中离子的缓慢移动、原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解，都可能是极化的表现形式。
反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素，都将影响极化的速度。
用极化技术与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。
当不锈钢与异种金属接触时，需考虑电化学腐蚀。
但若不锈钢是正极，则不会产生电流腐蚀。
钝化状态金属的耐腐蚀性取决于铬含量、环境中的氯化物和氧含量以及温度。
某些元素（如氯）可以击穿钝化膜，造成钝化膜不连续处的金属被腐蚀，故使用钝化状态金属的用户应特别注意点腐蚀、应力腐蚀开裂、敏化以及贫氧腐蚀等。
为了提高不锈钢的耐腐蚀性能，其应处于钝化状态（必要条件），钝化后腐蚀电流密度要低（腐蚀速度），钝化状态的电位范围要宽（相对稳定性）。
对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。
在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。
此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。
在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。
另一方面，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。
这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。
304组成为18Cr-9Ni，是得到最广泛应用的不锈钢、耐热钢。
用于食品生产设备、昔通化工设备、核能等。
304就是1Cr18Ni9 。
不锈钢防锈的机理是合金元素形成致密氧化膜，隔绝氧接触，阻止继续氧化。
所以不锈钢并不是“不锈”。
304材料出现生锈现象，可能有以下几个原因：1.使用环境中存在氯离子。
氯离子广泛存在，比如食盐、汗迹、海水、海风、土壤等等。
不锈钢在氯离子存在下的环境中，腐蚀很快，甚至超过普通的低碳钢。
所以对不锈钢的使用环境有要求，而且需要经常擦拭，除去灰尘，保持清洁干燥。
（这样就可以给他定个“使用不当”。
）美国有一个例子：某企业用一橡木容器盛装某含氯离子的溶液，该容器已使用近百余年，上个世纪九十年代计划更换，因橡木材料不够现代，采用不锈钢更换后16天容器因腐蚀泄漏。
2.没有经过固溶处理。
合金元素没有溶入基体，致使基体组织合金含量低，抗蚀性能差。
3.这种不含钛和铌的材料有天生的晶间腐蚀的倾向。
加入钛和铌，再配以稳定处理，可以减少晶间腐蚀。
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。
代表性能的有13铬钢，18-8铬镍钢等高合金钢。
从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。
为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。
304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。
304不锈钢是按照美国ASTM标准生产出来的不锈钢的一个牌号。
304相当于我国的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不锈钢。
304含铬19%，含镍9%。
304是得到最广泛应用的不锈钢、耐热钢。
用于食品生产设备、昔通化工设备、核能等.304不锈钢化学成份规格 C Si Mn P S Cr Ni（镍） MoSUS431 ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.05 ≤0.03 18.00-20.00 8.25~10.50 - 304就是1Cr18Ni9 。
1 不锈钢的点腐蚀机理在金属表面局部地方出现向深处发展的腐蚀小孔，其余表面不腐蚀或腐蚀很轻微，这种形态成为小孔腐蚀，简称点蚀。
金属腐蚀按机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
点腐蚀属于电化学腐蚀中的局部腐蚀。
一种点蚀是由局部充气电池产生，类似于金属的缝隙腐蚀。
另一种更常见的点蚀发生在有钝化表现或被高耐蚀性氧化物覆盖的金属上。
1.1 电化学腐蚀的基本原理通过原电池原理可以更好地说明电化学腐蚀机理。
当2种活泼性不同的金属（如铜和锌）浸入电解质溶液，2种金属间将产生电位差，用导线连接将会有电流通过，在此过程中活泼金属（锌）将被消耗掉，也就是被电化学腐蚀。
不同于化学腐蚀（如金属在空气中的氧化，锌在酸溶液中的析氢），电化学腐蚀一定有电流产生，并且电流量的大小直接与腐蚀物的生成量相关，即电流密度越大腐蚀速度越快。
各种金属在电解质溶液中的活泼程度可用其标准电极电位表示，即金属与含有单位活度（活度与浓度正相关，在浓度小于10-3mol/L时认为两者值相同）的金属离子，在温度298K（25℃），气体分压1.01MPa下的平衡电极电位。
标准电极电位越低，金属或合金越活泼，在与高电位金属组成电偶对时更易被腐蚀。
由此可见，决定金属标准电极电位的因素除了金属的本质外还有：溶液金属离子活度（浓度）、温度、气体分压。
另外一个重要影响因素是金属表面覆盖着的薄膜。
除了金、铂等极少数贵金属外，绝大多数金属在空气中或水中可以形成具有一定保护作用的氧化膜，否则大部分金属在自然界就无法存在。
金属表面膜的性质对其腐蚀发生及腐蚀速度都有着重要影响。
1.2 不锈钢的耐腐蚀原理不锈钢的重要因素在于其保护性氧化膜是自愈性的（例如它不象选择性氧化而形成的那些保护性薄膜），致使这些材料能够进行加工而不失去抗氧化性。
合金必须含有足够量的铬以形成基本上由Cr2O3组成的表皮，以便当薄膜弄破时有足够数目的铬(Cr3+)阳离子重新形成薄膜。
如果铬的比例低于完全保护所需要的比例，铬就溶解在铁表面形成的氧化物中而无法形成有效保护膜。
不锈钢的耐腐蚀原理
不锈钢的耐腐蚀原理主要归结为以下几点：
1. 超薄氧化膜层：不锈钢表面会形成一层非常薄的氧化膜层，该氧化膜层能有效阻隔外界物质对金属的侵蚀和腐蚀。
这是由于不锈钢中的铬元素与空气中的氧反应生成的致密氧化铬膜具有良好的抗腐蚀性能。
2. 良好的合金化作用：不锈钢中添加了一定比例的合金元素，如铬、镍、钼等。
这些合金元素能够与钢中的铁元素形成相同结晶格排列，并在晶界处形成一层稳定的金属化合物。
这种合金化作用可以增强不锈钢的耐腐蚀性能。
3. 自修复性：不锈钢表面的氧化铬膜层具有自修复功能。
一旦被划伤或受到轻微腐蚀，铁、铬离子等会迅速移动到膜层缺陷处，形成新的氧化铬膜，并阻止腐蚀继续发展。
4. 稀土元素的作用：稀土元素（如钕、铈等）在不锈钢中起到优良的抗腐蚀作用。
稀土元素能够改善晶界的稳定性，抑制晶界腐蚀和应力腐蚀开裂。
总的来说，不锈钢的耐腐蚀原理是由于表面形成的氧化膜层，合金化作用，自修复性以及稀土元素的协同作用。
这些因素共同作用，使得不锈钢具有出色的耐腐蚀性能。
不锈钢腐蚀的机理1 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[1 ] 。
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,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[2 ]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。
2. 2. 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。
2. 2. 2 控制应力在压力容器装配时,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。
2. 2. 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。
2. 2. 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,减少设备的腐蚀。
3 孔蚀失效及预防措施3. 1 孔蚀失效机理在压力容器表面的局部地区,出现向深处腐蚀的小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀轻微,这种腐蚀形态称为小孔腐蚀(也称点蚀) 。
点蚀一般在静止的介质中容易发生。
具有自钝化特性的金属在含有氯离子的介质中,经常发生孔蚀。
蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,具有深挖的动力,即向深处自动加速。
在含有氯离子的水溶液中,不锈钢表面的氧化膜便产生了溶解,其原因是由于氯离子能优先有选择地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物,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。
在外加阳极极化条件下,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。
在自然条件下的腐蚀,含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时,能促使蚀核长大成蚀孔。
氧化剂能促进阳极极化过程,使金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位以上。
蚀孔内的金属表面处于活化状态,电位较负,蚀孔外的金属表面处于钝化状态,电位较正,于是孔内和孔外构成一个活态———钝态微电偶腐蚀电池,电池具有大阴极小阳极面积比结构,阳极电流密度很大,蚀孔加深很快,孔外金属表面同时受到阴极保护,可继续维持钝化状态。
孔内主要发生阳极溶解:Fe →Fe2 + + 2e ,Cr →Cr3 + + 3e ,Ni →Ni2 + + 2e 。
介质呈中性或弱碱性时,孔外的主要反应为:12O2 + H2O + 2e →2OH- 。
由于阴、阳两极彼此分离,二次腐蚀产物将在孔口形成,没有多大的保护作用。
孔内介质相对于孔外介质呈滞流状态,溶解的金属阳离子不易往外扩散,溶解氧也不易扩散进来。
由于孔内金属阳离子浓度增加,氯离子迁入以维持电中性,这样就使孔内形成金属氯化物的浓溶液,这种浓溶液可使孔内金属表面继续维持活化状态。
又由于氯化物水解的结果,孔内介质酸度增加,使阳极溶解加快,蚀孔进一步发展,孔口介质的pH值逐渐升高,水中的可溶性盐将转化为沉淀物,结果锈层、垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池。
闭塞电池形成后,孔内、外物质交换更加困难,使孔内金属氯化物更加浓缩,氯化物水解使介质酸度进一步增加,酸度的增加将使阳极溶解速度进一步加快,蚀孔的高速度深化,可把金属断面蚀穿。
这种由闭塞电路引起的孔内酸化从而加速腐蚀的作用称为自催化酸化作用。
影响孔蚀的因素很多,金属或合金的性质、表面状态,介质的性质、pH值、温度等都是影响孔蚀的主要因素。
大多数的孔蚀都是在含有氯离子或氯化物的介质中发生的。
具有自钝化特性的金属,孔蚀的敏感性较高,钝化能力越强,则敏感性越高。
实验表明,在阳极极化条件下,介质中主要含有氯离子便可以使金属发生孔蚀,而且随着氯离子浓度的增加,孔蚀电位下降,使孔蚀容易发生,尔后又使孔蚀加速。
处于静止状态的介质比处于流动状态的介质能使孔蚀加快。
介质的流速对孔蚀的减缓起双重作用,加大流速(仍处于层流状态) ,一方面有利于溶解氧向金属表面输送,使氧化膜容易形成;而另一方面又减少沉淀物在金属表面沉积的机会,从而减少产生孔蚀的机会。
3. 2 防止孔蚀的措施3. 2. 1 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,可获得性能良好的钢种。
耐孔蚀不锈钢基本上可分为3 类:铁素体不锈钢;铁素体—奥氏体双相钢;奥氏体不锈钢。
设计时应优先选用耐孔蚀材料。
3. 2. 2 降低氯离子在介质中的含量,操作时严防跑、冒、滴、漏等现象的发生。
3. 2. 3 在工艺条件许可的情况下,可加入缓蚀剂。
对缓蚀剂的要求是,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。
例如,在10 %的FeCl3 溶液中加入3 %的NaNO2 ,可长期防止1Cr18Ni9Ti 钢的孔蚀。
3. 2. 4 采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。
氯离子对不锈钢制压力容器的腐蚀,对压力容器的安全性有很大的影响。
即使是合理的设计、精确的制造避免或减少了容器本身的缺陷,但是,在长期使用中,由于各种错综复杂因素的联合作用,容器也会受到一定的腐蚀。
虽然目前对防止氯离子对不锈钢腐蚀的方法还不十分完善,但掌握一些最基本的防护措施,对保证生产的正常进行,还是十分必要的。
除此之外,还应严格按照操作规程操作,加强设备管理,做好容器的定期检验,以保证容器在合理的寿命期限内安全运行。
不锈钢表面有一层纯化膜，一旦这层膜遭到破坏，破坏处即成为阳极，铁离子便在水滴中析出开始出现点腐蚀。
氯气很容易溶解在水滴中，其浓度逐渐增加，直至不锈钢纯化膜遭到严重破坏。
由于点腐蚀生成的铁鳞为多孔物质，氯气更容易浸入并逐渐增大浓度，点蚀速度加快。
在对自来水管腐蚀状况进行的调查中发现，自来水管的腐蚀与管子对地电位有关：在电位高的环境，尤其在"十"的埋设条件下，85％一90％的接头发生腐蚀；在电位低的环境，尤其在一400毫伏以下电位的埋设条件，只有15％的接头发生腐蚀。
对于土壤与腐蚀的关系，调查发现，腐蚀发生率高的地区与腐蚀发生率低的地区，土壤中含水量、氯离子浓度、钙及氮含量有差异。
经X射线测量分析，发现腐蚀生成物中有过量的氯存在，而在完好金属中没有氯，由此断定，氯离子是主要的影响因素。
在水工业中，除了点蚀十分普遍外，常见的腐蚀种类还有缝隙腐蚀和微生物腐蚀。
生活用水的贮存容器和输送水管道基本上是采用不锈钢焊接而成，在焊缝本身及其周围的回火氧化区、在管道的连接处都不可避免地存在缝隙，在此由于水(湿气)的存在，及自来水中氯离子在缝隙处的浓缩，常常使有缝隙的部位产生缝隙腐蚀。
自来水容器及管道自然要与水、潮湿空气或土壤接触，在这些设施的缺氧环境下，厌氧细菌极易繁殖，从而改变金属周围环境的氧、盐浓度及pH值，从而导致金属的腐蚀，这种腐蚀属微生物腐蚀。
