氯离子腐蚀机理及其预防措施
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氯离子腐蚀机理及其预防措施
目录
前言 ........................................................................... 2
2 .对影响氯离子腐蚀金属设备的原因分析 .......................................... 3
3 .预防和控制氯离子腐蚀金属设备的对策及建议 .................................... 3
3. 1.合理选材，控制应力 ........................................................ 3
3.2.降低氯离子在水溶液中的含量 ................................................ 4
3. 3.无机防腐涂料的使用 ........................................................ 4
4.常规设备的防腐措施 ............................................................ 5
4.1. 设备的防腐结构设计 ...................................................... 5
4. 1. 1.概述 ................................................................. 5
4. 1.2.避免死角的出现 ........................................................ 5
4. 1. 3.避免间隙的产生 ....................................................... 5
4.2. 材料的选择原则 .......................................................... 6
4.3. 电化学保护防护法 ........................................................ 6
4.3. 1.概述 .................................................................. 6
4. 3. 2.外加电流的阴极防护法 ................................................. 7
4. 3. 3.牺牲阳极的阴极保护法 ................................................. 7
1. 4.缓蚀剂 .................................................................. 7
4. 5.缓蚀剂成为未来缓蚀剂的发展方向 ........................................... 8
5.几种不锈钢在含氯水溶液中的适用条件 ............................................ 8
5. 1. 304型不锈钢 ............................................................. 8
5.2. 304L型不锈钢 ........................................................... 8
5. 3. 316型不锈钢 ............................................................. 8
5.4. 316L型不锈钢 ........................................................... 9
5. 5. 317型不锈钢 ............................................................. 9
5. 6. AISI 904L 或 SUS 890L 型不锈钢............................................. 9
5. 7. Avesta 254 SMO 高级不锈钢 ................................................. 9
5. 8. Avesta 654 SMO 高级不锈钢 ................................................. 9
5. 9. RS-2(OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb)不锈钢这 ...................................... 9 5. 10. Incoloy 825(S) ..........................................................................................................................9
5. 11. 31 合金 ............................................................... 10
5. 12. 33 合金 ............................................................... 10
5. 13. C-2000 合金 ........................................................... 10
5. 14. 59 合金 ............................................................... 10
5. 15. TAl 钛材 .............................................................. 11
6.不锈钢在含氯离子介质中的适用范围 ............................................. 11
前言
氯离子基于其半径小、穿透能力强的特点，因此能够优先地选择吸附在钝 化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结 果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑，进而造成对设备的腐蚀。氯离 子对金属腐蚀的影响主要表现在以下两个方面：
1）一方面是降低材质表面钝化膜的形成或加速钝化膜的破坏，从而促进局 部腐蚀；
2）另一方面使得二氧化硫和二氧化碳在水溶液中的溶解度降低，从而缓解 材质的腐蚀。
氯离子长期在水溶液中可以加速促进腐蚀反应，容易穿透金属表面的保护膜， 造成缝隙腐蚀和孔蚀。特别是对奥氏体不锈钢等金属会造成开裂危害，加速设 备在短期内报废的可能。因此，预防氯离子对金属设备的腐蚀势在必行。
1 .水溶液中氯离子腐蚀金属设备的机理
氯离子、水溶液硬度以及溶解氧都是造成金属设备腐蚀的重要因素，其中 氯离子的影响效果相对较低，但也不容忽视。氯离子腐蚀金属的机理大致可分 两种，分别是成相膜理论和吸附理论。
二者观点虽然不同，但是反应过程基本是一致的。氯离子浓度越高，水溶 液的导电性就越强，电解质的电阻就越低，氯离子就越容易到达金属表面，加 快局部腐蚀的进程。尤其在酸性环境中氯离子会在金属表面形成氯化物盐层， 并替代具有保护性能的碳酸铁膜，从而导致点蚀、应力腐蚀、孔蚀失和缝隙腐 蚀的发生。腐蚀过程中，氯离子不仅在蚀坑区域富积，而且还会在周围区域附 近富积，这就是腐蚀形成的前期过程。 2 .对影响氯离子腐蚀金属设备的原因分析
1）首先，金属设备在加工制作过程中虽然经过了热处理消除应力，但仍有 残留。而且设备在安装过程中，由于温度机械等因素不可避免地会对设备产生 内应力，进而造成这些部位氯离子很容易积聚进而造成腐蚀。
2）其次，氯离子具有催化作用而使金属设备产生应力腐蚀开裂，最开始的 表现为腐蚀缝隙或腐蚀沟槽，使被破坏的钝化膜无法修复。随着腐蚀的持续进 行，金属设备随之会呈枝状裂纹。
3）再次，温度会对氯离子腐蚀产生的诱导作用。在应力和氯离子都存在的 条件下，温度较低时腐蚀并不明显，随着温度的升高，腐蚀开裂日益加剧。
4）最后，溶液的水流速度也是造成腐蚀现象的重要因素。水流速度低的时 候氯离子不易扩散，这就为氯离子富集创设了有利条件，进而加剧了氯离子的 腐蚀危害。
3 .预防和控制氯离子腐蚀金属设备的对策及建议
众所周知，氯离子的化学性质十分稳定，想要通过药剂化学反应来降低氯 离子很难实现。
因此通过设备改进及投入缓蚀剂等方法来降低氯离子对金属设备的腐蚀具 有极强的可行性和操控性。
3. 1.合理选材，控制应力
1）一方面，要选用耐应力腐蚀材料，主要为高纯奥氏体铭银钢，高硅奥氏 体铭银钢，高铭铁素体钢和铁素体一一奥氏体双相钢。
2）其中，以铁素体一一奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。
3）此外还要优化金属设备材质，完善和改进金属设备的防腐功能，可以在 金属中加入铝、氮、硅等元素，同时提高铭含量。
4）另一方面，在装配时，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。
5）严格遵守操作规程，并控制原料成分、流速、介质温度、压力、PH值等 工艺指标。
6）在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。
7）铭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规 定的标准值。
3. 2.降低氯离子在水溶液中的含量
通过加入缓蚀剂，可以增加钝化膜的稳定性，进而达到控制腐蚀的目的， 同时有利于受损钝化膜得以再钝化。
此外还可以采用外加阴极电流保护，抑制孔蚀。
另外，药剂原理是通过与水中的钙离子或腐蚀产物亚铁离子相结合，生成 以聚合磷酸钙铁为主要成份的化合物，依靠腐蚀电流电沉积于阴极表面形成沉 淀膜保护金属不被腐蚀。
最后加大成本投入，通过离子交换和反渗透等方式进一步降低氯离子的含 量。
3. 3.无机防腐涂料的使用
无机防腐涂料可以有效预防氯离子对不锈钢的腐蚀，它具有高强度，高韧 性，耐温高、耐冲磨，耐老化，耐酸碱盐腐蚀，附着力强等特点，应用范围十 分广泛。
防腐涂料的技术十分先进，且防腐效果也很好。
通过特制的无机防腐和金属钝化锌粉所组成的溶液，对硅原子上连接整合 的羟基、烷基产生很好的三元协同效应。
该溶液稳定性强，减轻了对高聚物内部的影响，成膜物更致密，防腐抗腐 蚀性能好，保护金属不腐蚀，且附着力强。
总之，氯离子对金属设备的腐蚀具有很大的影响，为了确保生产的稳定健 康发展，企业要加大对氯离子腐蚀危害的重视，并根据设备材质、工艺情况以 及设备工作情况做好氯离子的控制工作。
