不锈钢的应力腐蚀及防止
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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。
不锈钢焊缝腐蚀原因及处理方案
不锈钢焊缝腐蚀是指在不锈钢焊接过程中,焊缝处出现的腐蚀现象。
这种腐蚀会导致不锈钢焊接件的使用寿命缩短,甚至出现安全隐患。
不锈钢焊缝腐蚀的原因主要有以下几点:
1. 焊接时产生的气孔、夹杂物和氧化皮等缺陷会破坏不锈钢的保护膜,从而形成腐蚀点。
2. 不锈钢焊接时,由于热影响区的晶粒尺寸增大,导致晶间腐蚀的发生。
3. 在高温高压环境下,不锈钢焊缝处容易发生应力腐蚀开裂。
针对不锈钢焊缝腐蚀问题,可以采取以下的处理方案:
1. 选择优质的不锈钢焊接材料,并严格控制焊接工艺,避免在焊接过程中产生缺陷。
2. 在不锈钢焊接过程中,采用合适的保护气体,减少氧化皮的产生,从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。
3. 针对晶间腐蚀问题,可以采用焊缝后热处理的方法,使晶粒尺寸重新变小,降低晶间腐蚀的发生。
4. 针对应力腐蚀开裂问题,可以通过降低焊接件的应力水平来减少应力腐蚀开裂的风险。
总之,要想有效解决不锈钢焊缝腐蚀问题,必须从材料、工艺和环境等多个方面进行综合考虑,采取相应的措施来降低腐蚀的风险,提高不锈钢焊接件的使用寿命。
- 1 -。
不锈钢腐蚀原因及预防措施详解一、不锈钢引起点蚀的因素及防止措施不锈钢极好的耐腐蚀性能是由于在钢的表面形成看不见的氧化膜,使其成为是钝态的。
该钝化膜的形成是由于钢暴露在大气中时与氧反应,或者是由于与其他含氧的环境接触的结果。
如果钝化膜被破坏,不锈钢就将继续腐蚀下去。
在很多情况下,钝化膜仅仅在金属表面和局部地方被破坏,腐蚀的作用在于形成细小的孔或凹坑,在材料表面产生无规律分布的小坑状腐蚀。
出现点蚀很可能是存在与去极剂化合的氯化物离子,不锈钢等钝态金属的点蚀常起因于某些侵蚀性阴离子对钝化膜的局部破坏,保护有高耐腐蚀性能的钝态通常需要氧化环境,但正好这也是出现点蚀的条件。
产生点蚀的介质是在C1-、Br-、I-、ClO4-溶液中存在Fe3+、Cu2+、Hg2+等重金属离子或者含有H2O2、O2等的Na+、Ca2+碱和碱土金属离子的氯化物溶液。
点蚀速率随温度升高而增加。
例如在浓度为4%-10%氯化钠的溶液中,在90℃时达到点蚀造成的重量损失最大;对于更稀的溶液,最大值出现在较高的温度。
防止点蚀的方法:(1)避免卤素离子集中。
(2)保证氧或氧化性溶液的均匀性,搅拌溶液和避免有液体不流动的小块区域。
(3)或者提高氧的浓度,或者去除氧。
(4)增加pH值。
与中性或酸性氯化物相比,明显碱性的氯化物溶液造成的点蚀较少,或者完全没有(氢氧离子起防腐蚀剂的作用)。
(5)在尽可能低的温度下工作。
(6)在腐蚀性介质中加入钝化剂。
低浓度的硝酸盐或铬酸盐在很多介质中是有效的(抑制离子优先吸咐在金属表面上,因此防止了氯化物离子吸咐而造成腐蚀)。
(7)采用阴极防腐。
有证据表明,用与低碳钢、铝或锌电隅合阴极保护的不锈钢在海水中不会造成点蚀。
含钼2%-4%的奥氏体型不锈钢具有良好的耐点蚀性能。
使用含钼奥氏体型不锈钢可显著减少点蚀或一般腐蚀,腐蚀介质例如氢化钠溶液、海水、亚硫酸、硫酸、磷酸和甲酸。
二、不锈钢的晶间腐蚀及预防措施含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢(不含钛或铌的牌号),如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。
不锈钢的点蚀原理和防止点蚀的办法点蚀又叫做小孔腐蚀、点蚀或坑蚀。
它是金属的大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微,但在局部地方出现腐蚀小孔并向深处发展的一种腐蚀破坏形式。
有些蚀孔孤立存在,有些蚀孔却紧凑地连在一起,看上去像一片粗糙的表面。
蚀孔可大可小,但一般都比较小,如下图不同点蚀坑的截面图,就尺寸大小而言,蚀孔的深度一般等于或大于蚀孔的直径。
点蚀是双相不锈钢最有害的腐蚀形态之一。
蚀孔往往又是应力腐蚀裂纹和腐蚀疲劳裂纹的起始部位。
点蚀原理:不锈钢表面的钝化膜由于不锈钢中存在的缺陷、夹杂和溶质等的不均一性,使钝化膜在这些地方较为脆弱,在特定的腐蚀性溶液中容易被破坏,破坏的部分便成为活化的阳极,周围区成为阴极区,两者的面积比非常小时,阳极的电流密度很大,活性溶解加速,遂成为许多针状的小孔。
不锈钢以及其他依赖钝化而耐蚀的金属,在含有特定阴离子(氯离子、溴离子、次氯酸盐离子或硫代硫酸盐离子)的溶液中。
只要腐蚀电位(或阳极极化时外加的电位)超过点蚀电位Eb,就能产生点蚀。
双相不锈钢点蚀的机制与其他不锈钢相同。
点蚀的过程包括蚀孔的形成和长大两个过程。
1. 蚀孔的形成阶段。
钝化膜本来具有新陈代谢和自我修补的机能。
使钝化膜在溶液中处于不断溶解和随时形成的动平衡状态。
如果溶液中含有Cl-,就会破坏这种平衡,在金属表面的局部地点形成一些小蚀坑(其尺寸多为直径20~30微米)。
这些小蚀坑随后也可能得到修复,即发生再钝化,使其不再扩大。
这种不再扩大的小蚀坑一般是开放式的。
小蚀坑的形成地点虽然可以在光滑表面的任何位置随机分布,但是,如果不锈钢表面上存在硫化物夹杂、晶界碳化物或其他薄弱点。
则小蚀坑将优先在这些地方形成。
2. 长蚀源的扩大和点蚀的发展阶段。
试验证明,在点蚀源扩大的最初阶段,溶解下来的金属离子Men+发生水解生成H+:Men+ + nH2O = Me(OH)n + nH+使同小蚀坑接触的溶液层的pH值下降,形成一个强硬性的溶液区,这反过来加速了金属的溶解,使蚀孔扩大、加深。
不锈钢的主要腐蚀形式不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的金属材料,广泛应用于各个行业中。
虽然不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,但仍然存在各种主要的腐蚀形式。
本文将以不锈钢的主要腐蚀形式为标题,详细介绍这些腐蚀形式及其防护措施。
一、晶间腐蚀晶间腐蚀是不锈钢常见的腐蚀形式之一。
当不锈钢在高温条件下进行焊接或加热处理时,会发生晶间腐蚀。
这是由于在焊接或加热过程中,不锈钢中的铬元素与碳结合形成了铬碳化物,导致铬元素在晶界附近耗尽,使晶界处变得脆弱,易于腐蚀。
防护措施:避免在高温条件下对不锈钢进行焊接或加热处理,选择合适的焊接工艺和焊接材料,以减少晶间腐蚀的风险。
二、点蚀腐蚀点蚀腐蚀是不锈钢的另一种常见腐蚀形式。
它主要发生在不锈钢表面的局部区域,形成小孔或凹坑。
点蚀腐蚀通常由于某些有害物质的存在,如氯离子、硫化物离子等,以及环境中的潮湿和氧气。
防护措施:选择适当的不锈钢材料,避免在含有有害物质的环境中使用不锈钢;定期清洁不锈钢表面,以去除有害物质的积累。
三、应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂是不锈钢在一定应力条件下发生的一种腐蚀形式。
当不锈钢处于某种腐蚀介质中,并承受一定的拉伸应力时,会发生应力腐蚀开裂。
这种腐蚀形式通常发生在高温和高应力环境中。
防护措施:合理设计和使用不锈钢结构,避免过大的应力集中;选择合适的不锈钢材料,抗应力腐蚀开裂能力更强。
四、氯化物腐蚀氯化物腐蚀是指不锈钢在氯化物存在的环境中受到的腐蚀。
氯化物是不锈钢最常见的腐蚀介质之一,它能够破坏不锈钢表面的保护膜,导致腐蚀的发生。
防护措施:避免不锈钢与氯化物接触的环境,如海水、盐雾等;在氯化物环境中使用合适的不锈钢材料,如增加钼含量的不锈钢。
五、酸蚀腐蚀酸蚀腐蚀是指不锈钢在酸性环境中的腐蚀。
酸性介质能够破坏不锈钢表面的保护膜,并进一步侵蚀金属表面。
防护措施:选择抗酸性能较好的不锈钢材料,如含有高铬和高镍的不锈钢;避免不锈钢长时间暴露在酸性介质中。
不锈钢虽然具有良好的耐腐蚀性能,但仍然存在晶间腐蚀、点蚀腐蚀、应力腐蚀开裂、氯化物腐蚀和酸蚀腐蚀等主要腐蚀形式。
不锈钢应力腐蚀的影响因素不锈钢是一种耐腐蚀的金属材料,但在特定条件下,它仍然可能发生应力腐蚀。
应力腐蚀是指在存在应力的情况下,金属材料在特定环境中发生腐蚀的现象。
以下是关于不锈钢应力腐蚀影响因素的详细解释。
1. 环境因素:- 氯离子:氯离子是导致不锈钢应力腐蚀的主要因素之一。
在含有氯离子的环境中,不锈钢容易发生晶间腐蚀。
氯离子的浓度越高,应力腐蚀的风险就越大。
- 酸性环境:酸性环境也容易引起不锈钢应力腐蚀。
酸性溶液可以破坏不锈钢表面的保护膜,使其更容易受到腐蚀。
- 温度:高温环境下的不锈钢更容易发生应力腐蚀。
高温会加速腐蚀反应的速率,增加不锈钢的腐蚀风险。
2. 材料因素:- 合金成分:不同成分的不锈钢具有不同的耐腐蚀性能。
一般来说,镍含量越高的不锈钢具有更好的耐腐蚀性能。
- 冷处理:冷处理可以增加不锈钢的强度,但也会增加应力腐蚀的风险。
冷处理后的不锈钢容易在应力作用下发生晶间腐蚀。
3. 应力因素:- 拉应力:拉应力是引起不锈钢应力腐蚀的主要应力形式。
拉应力会导致不锈钢晶粒的晶间腐蚀,从而降低材料的强度和耐腐蚀性能。
- 残余应力:残余应力是由于制造过程中的热处理、焊接或冷加工等引起的。
残余应力会削弱不锈钢的耐腐蚀性能,增加应力腐蚀的风险。
为了减少不锈钢的应力腐蚀风险,可以采取以下措施:- 控制环境条件,尽量避免不锈钢暴露在含有氯离子或酸性溶液的环境中。
- 选择合适的不锈钢材料,特别是具有高镍含量的不锈钢。
- 避免过度冷处理,以减少应力腐蚀的风险。
- 控制应力,尽量避免不锈钢受到拉应力或残余应力的影响。
总之,不锈钢应力腐蚀受到环境、材料和应力等多个因素的影响。
了解这些影响因素并采取相应的措施可以有效降低不锈钢应力腐蚀的风险。
不锈钢的腐蚀反应通常包括以下几种:
1. 应力腐蚀开裂(SCC):这是一种由金属材料内部拉应力和腐蚀介质共同作
用导致的腐蚀形式。
在某些情况下,如使用含有氯化物的介质,不锈钢的耐蚀性可能会受到影响,导致SCC的发生。
2. 孔蚀:孔蚀是一种局部腐蚀形式,通常发生在金属表面的缺陷处。
在氯化物或其他腐蚀介质的存在下,不锈钢的表面可能会形成蚀孔。
3. 缝隙腐蚀:这种腐蚀形式通常发生在金属材料存在缝隙或夹杂物的地方。
在某些腐蚀介质中,不锈钢的缝隙腐蚀可能会加速。
4. 均匀腐蚀:这种腐蚀形式发生在整个金属表面,通常是由于不锈钢表面存在
划痕、凹坑或其他缺陷造成的。
在某些情况下,均匀腐蚀可能会加速金属材料的破坏。
不锈钢的腐蚀反应可能会受到多种因素的影响,包括材料成分、表面状态、环境条件(如温度、湿度、压力、介质类型和浓度等),以及应力作用等。
为了减缓不锈钢的腐蚀反应,可以采取一些防护措施,如选择合适的材料和表面处理方法、改善环境条件、降低应力作用等。
不锈钢的应力腐蚀破裂及其防护
不锈钢在某些特定环境下可能会发生应力腐蚀破裂(Stress Corrosion Cracking, SCC)。
应力腐蚀破裂是在应力作用下,不锈钢在特定的腐蚀介质中出现断裂的现象。
这种现象在化工、航空、核工业等领域中很常见,其破坏性很大,可能导致设备的损坏、人员伤亡等问题。
应力腐蚀破裂的发生与多种因素有关,包括应力、腐蚀介质、材料组织、温度等。
因此,要有效地防止应力腐蚀破裂,需要采取多种措施,包括:
1.选用合适的不锈钢材料。
根据工作环境和介质的特点,选用抗应力腐蚀性能较好的不锈钢材料,如316L、904L等。
2.控制应力。
应力是引发应力腐蚀破裂的主要因素之一。
因此,在不锈钢的制造、加工和安装过程中,要控制好应力,尽量避免出现过大的应力。
3.选择适当的腐蚀抑制剂。
在特定的腐蚀介质中,添加适当的腐蚀抑制剂可以有效地抑制应力腐蚀破裂的发生。
4.提高材料表面质量。
不锈钢的表面质量对应力腐蚀破裂的发生也有一定的影响。
要采取适当的工艺和方法,提高材料表面质量,减少表面缺陷和裂纹的产生。
5.加强设备检修和维护。
定期检查设备的状态,及时发现和修复缺陷和损伤,可以有效地延长设备的使用寿命,减少应力腐蚀破裂的风险。
综上所述,要防止不锈钢应力腐蚀破裂的发生,需要从多个方面入手,综合考虑控制应力、选择合适的材料、添加腐蚀抑制剂、提高表面质量和
加强设备维护等措施。
不锈钢应力腐蚀开裂金相
不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性能的金属材料,广泛应用于化工、石油、医疗、食品等领域。
然而,在使用过程中,不锈钢也会出现应力腐蚀开裂的问题,给生产和使用带来了一定的风险和隐患。
应力腐蚀开裂是指在特定的环境条件下,金属材料在受到一定应力作用下,发生腐蚀和裂纹扩展的现象。
不锈钢的应力腐蚀开裂主要与以下因素有关:
1. 环境因素:不锈钢在含氯离子、硫化物、氨等有害物质的环境中容易发生应力腐蚀开裂。
此外,高温、高压、酸碱度等因素也会影响不锈钢的耐腐蚀性能。
2. 材料因素:不锈钢的化学成分、晶粒度、冷加工程度等因素也会影响其应力腐蚀开裂的敏感性。
一般来说,含有较高镍、钼等元素的不锈钢具有较好的耐腐蚀性能。
3. 应力因素:不锈钢在受到一定应力作用下容易发生应力腐蚀开裂。
应力来源包括机械加工、焊接、热处理等过程中的残余应力,以及使用过程中的载荷应力等。
为了避免不锈钢的应力腐蚀开裂问题,需要采取以下措施:
1. 选择合适的不锈钢材料,根据使用环境和要求选择具有较好耐腐蚀性能的不锈钢材料。
2. 控制应力,避免不锈钢材料受到过大的应力作用。
在机械加工、焊接、热处理等过程中,需要控制残余应力的大小和分布。
3. 加强维护,定期检查不锈钢材料的腐蚀情况,及时进行维护和修复。
不锈钢的应力腐蚀开裂是一种常见的问题,需要在材料选择、应力控制和维护等方面加以注意和处理,以确保不锈钢材料的安全和可靠性。
应力腐蚀失效及防护措施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。
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.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体—奥氏体双相钢。
不锈钢防腐一、不锈钢的腐蚀失效分析1、应力腐蚀不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生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髙纯奥氏体珞银钢,高硅奥氏体珞礫钢,高洛铁素体钢和铁素体一奥氏体双相钢。
苴中,以铁素体一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用内添加缓蚀剂。
骼银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1.0x10-6以下。
实践证明,在含有氯离子质量分数为500.0x10-6的水中,只需加入质量分数为150.0x10-6的硝酸盐和质量分数为0.5x10-6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。
不锈钢表而的氧化膜在含有氯禽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20pm〜30pm小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。
只要介质中含有一左疑的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。
常见预防措施:在不锈钢中加入铝、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提髙珞含量。
降低氯离子在介质中的含量。
加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳立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CI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CI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。
不锈钢腐蚀机理发生原因和维护处理方法不锈钢是一种具有优良耐腐蚀性能的金属材料,但在一些特定环境下,仍然会发生腐蚀现象。
下面将分别介绍不锈钢腐蚀的机理、发生原因以及维护处理方法。
一、不锈钢腐蚀机理不锈钢的耐腐蚀性能主要是由其表面形成的一层致密、均匀的氧化膜起到保护作用的。
这一氧化膜主要由Cr2O3组成,其在氧气存在的情况下具有良好的稳定性,并能修复自身。
当不锈钢表面发生划伤、磨损或被腐蚀介质中的一些化学物质侵蚀时,会导致氧化膜受损,无法充分发挥保护作用,从而引发不锈钢腐蚀。
二、不锈钢腐蚀发生原因1.化学腐蚀:不锈钢在强酸、强碱等强氧化性介质中容易发生腐蚀。
酸性介质中的氢离子能够破坏不锈钢表面的氧化膜;碱性介质中的羟离子与不锈钢中的铁发生络合反应,破坏氧化膜。
2.电化学腐蚀:当不锈钢处于具有电解性质的介质中时,可能发生电化学腐蚀。
例如,金属结构中的阳极和阴极发生氧化还原反应,形成腐蚀电池,导致不锈钢腐蚀破坏。
3.晶间腐蚀:不锈钢在高温条件下,在含有一定含氧量的环境中,容易发生晶间腐蚀。
这是因为高温下不锈钢的晶界区域受热影响,晶界区域的Cr含量降低,使其形成致密氧化膜的能力下降。
4.应力腐蚀:当不锈钢在受到应力的同时,接触到特殊环境中的一些介质,如氯离子、硫化物等,容易发生应力腐蚀。
应力作用下,不锈钢表面的氧化膜破坏,进而导致腐蚀。
1.注意环境选择:尽量避免不锈钢长时间暴露在酸性、碱性和含氯环境中。
2.防止划伤和磨损:避免不锈钢表面被尖锐物体划伤,以免造成氧化膜破损,可以选择表面硬度较高的不锈钢材料。
3.定期清洁:定期清洗不锈钢材料表面的杂质和污垢,采用温和的清洁剂清洗,避免使用含酸或含氯的清洁剂。
4.合理使用和维护:在不锈钢材料的使用过程中,要注意控制电位和温度等条件,以减少腐蚀的发生。
定期对不锈钢材料进行检查和保养,发现问题及时维修。
总结起来,不锈钢腐蚀主要是由于不锈钢表面氧化膜被损坏而引起的。
发生腐蚀的原因主要有化学腐蚀、电化学腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等。
腐蚀实例分析及防护方法(应力腐蚀实例)【1】北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造,由于冷凝液的腐蚀发生破坏,便用304型不锈钢(0Cr18Ni9)管更换。
使用不到两年出现泄漏,检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。
分析:北方冬季在公路上撒盐作为防冻剂,盐渗入土壤使公路两侧的土壤中的氯化钠的含量大大增加,奥氏体不锈钢在这种含有很多氯化物的潮湿土壤中,为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境,从而发生应力腐蚀。
防护措施:1、把奥氏体不锈钢管换成碳钢管【2】某化工厂生产氯化钾的车间,一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂,转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。
经鉴定为应力腐蚀破裂。
分析:氯化钾溶液经过离心转鼓过滤后,氯化钾浓度升高。
然而离心转鼓的材质为(1Cr18Ni9Ti)奥氏体不锈钢。
而氯离子的含量远远超过发生应力腐蚀的临界氯离子浓度,为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。
所以转鼓会发生应力腐蚀从而发生断裂。
防护措施:1、更换转鼓的材质2、定期清洗表面的氯化物【3】CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L(00Cr19Ni10)型不锈钢制造。
投产一年多相继发生泄漏。
经检查,裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。
所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。
分析:管与管板连接形成的缝隙区。
由于闭塞条件使物质迁移困难,容易形成盐垢,造成氯离子浓度增高。
高温端冷却水强烈汽化,在缝隙区形成水垢使氯化物浓缩。
防护措施:1、改进管与管板的联接结构,消除缝隙。
2、立式换热器的结构改进,提高壳程水位,使管束完全被水浸没。
3、管板采用不锈钢—碳钢复合板,以碳钢为牺牲阳极【4】一高压釜用18-8不锈钢制造,釜外用碳钢夹套通水冷却。
冷却水为优质自来水,含氯化物量很低。
高压釜进行间歇操作,每次使用后,将夹套中的水排放掉。
仅操作了几次,高压釜体外表面上形成大量裂纹。
分析:操作时高压釜外表面被冷却水浸没,停运时夹套中的水被放掉。
不锈钢应力腐蚀的相关机理
不锈钢是一种广泛应用于工业和民用领域的材料,它具有抗腐蚀、耐高温、强度高等优点。
然而,不锈钢在特定环境下也会发生应力腐蚀现象,这给其应用带来了一定的挑战。
了解不锈钢应力腐蚀的相关机理对于预防和解决这一问题至关重要。
不锈钢应力腐蚀是指在受到应力的情况下,在特定腐蚀介质中发生的腐蚀现象。
其机理主要包括以下几个方面:
1. 应力作用,应力是引起不锈钢应力腐蚀的主要原因之一。
当不锈钢受到外部载荷作用时,会产生应力集中,导致局部金属表面的 passivation 膜破裂,从而暴露出金属表面,使其更容易受到腐蚀介质的侵蚀。
2. 腐蚀介质,不锈钢应力腐蚀的发生与腐蚀介质的性质密切相关。
一些特定的腐蚀介质,如氯化物、硫化物等,在一定条件下会加速不锈钢的腐蚀速度,尤其是在应力存在的情况下,更容易引发应力腐蚀。
3. 金属组织和化学成分,不同的不锈钢材料由于其金属组织和
化学成分的不同,对应力腐蚀的抵抗能力也有所差异。
例如,铬元素的含量越高,不锈钢的抗腐蚀性能越好。
为了预防不锈钢应力腐蚀,可以采取以下措施:
1. 选择合适的不锈钢材料,根据具体使用环境的腐蚀介质和应力情况,选择具有良好抗腐蚀性能的不锈钢材料。
2. 降低应力水平,可以通过合理设计结构、改善制造工艺等方式减少应力集中,从而降低应力腐蚀的发生概率。
3. 控制腐蚀介质,采取合适的防护措施,避免不锈钢材料受到有害腐蚀介质的侵蚀。
总之,了解不锈钢应力腐蚀的相关机理对于预防和解决这一问题具有重要意义,只有深入了解其机理,才能有效地采取相应的措施,提高不锈钢材料的抗腐蚀性能,延长其使用寿命。
不锈钢的应力腐蚀及防止
盛装腐蚀介质的容器,在拉伸应力的作用下所产生的腐蚀现象称为应力腐蚀。
引起应力腐蚀的拉伸应力有焊接残余应力和工作应力两种,其中以焊接残余应力为主。
产生应力腐蚀的介质因素是溶液中CI-离子浓度和氧含量的共同含量。
容易引起奥氏体不锈钢产生应力腐蚀的介质,见表18。
奥氏体不锈钢制设备经常由冷却水、蒸汽、空气中的积水引起应力腐蚀断裂。
防止应力腐蚀的方法主要是消除焊接残余应力,常采用低温(低于300~350℃)或高温(高于850℃)退火处理。
表18 易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀的介质
注:I——晶间裂纹;T——穿晶裂纹;1T——晶间裂纹及穿晶裂纹。