氯離子不但能引起不銹鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應力腐蝕破裂。發生應力腐蝕破裂的臨界氯離子濃度隨溫度的上升而減小,高溫下,氯離子濃度只要達到10-6kg/kg(pppm),即能引起破裂。發生氯離子應力腐蝕破裂的臨界溫度為70℃。具有氯離子濃縮的條件(反復蒸干、潤濕)是最易發生破裂的。工業中發生不銹鋼氯離子應力腐蝕破裂的情況相當普遍。不銹鋼氯離子應力腐蝕破裂不僅發生在管道的內壁,發生在管道外壁的事例也屢見不鮮。


  至今(jin)人(ren)們對氯離子如何使(shi)鈍化金屬轉(zhuan)變為活(huo)化狀態(tai)的(de)機理還沒有定(ding)論,但(dan)大(da)致可分為2種(zhong)觀點(dian):


    ①. 成(cheng)相(xiang)膜理論的(de)(de)觀點(dian)認為,由于氯離子半(ban)徑小,穿(chuan)透能(neng)力(li)強,故它最容(rong)易穿(chuan)透氧化(hua)(hua)膜內極小的(de)(de)孔隙,到達(da)金屬表面,并與(yu)金屬相(xiang)互作用形成(cheng)可溶性化(hua)(hua)合物(wu),使氧化(hua)(hua)膜的(de)(de)結構(gou)發生(sheng)變(bian)化(hua)(hua),金屬產生(sheng)腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)(xi)附(fu)(fu)理論則認(ren)為,氯離子破壞氧化(hua)膜的根本(ben)原因是由于(yu)氯離子有很強的可被(bei)金(jin)屬吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的能力,它(ta)們(men)優先被(bei)金(jin)屬吸(xi)(xi)附(fu)(fu),并從金(jin)屬表(biao)面(mian)把氧排掉。因為氧決(jue)定著金(jin)屬的鈍化(hua)狀(zhuang)態,氯離子和氧爭奪金(jin)屬表(biao)面(mian)上的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)點(dian),甚至可以取代吸(xi)(xi)附(fu)(fu)中的鈍化(hua)離子與金(jin)屬形成氯化(hua)物,氯化(hua)物與金(jin)屬表(biao)面(mian)的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)并不穩定,形成了(le)可溶性物質(zhi),這(zhe)樣導致了(le)腐蝕的加(jia)速。


  具有(you)自鈍化(hua)特性的(de)金屬(shu)在含(han)(han)有(you)氯(lv)離(li)子的(de)介質(zhi)(zhi)中(zhong),經(jing)常(chang)發生孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)通常(chang)沿著(zhu)重(zhong)力方(fang)向(xiang)(xiang)或(huo)橫向(xiang)(xiang)方(fang)向(xiang)(xiang)發展(zhan),孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)旦形成(cheng)(cheng),具有(you)深(shen)挖的(de)動力,即向(xiang)(xiang)深(shen)處自動加速。含(han)(han)有(you)氯(lv)離(li)子的(de)水溶(rong)液中(zhong),不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)的(de)氧化(hua)膜(mo)便產生了溶(rong)解,其原(yuan)因(yin)是氯(lv)離(li)子能(neng)優先有(you)選擇地吸附在氧化(hua)膜(mo)上,把氧原(yuan)子排掉,然后和氧化(hua)膜(mo)中(zhong)的(de)陽離(li)子結合成(cheng)(cheng)可溶(rong)性氯(lv)化(hua)物(wu),結果在基(ji)(ji)底金屬(shu)上生成(cheng)(cheng)孔(kong)(kong)徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)坑(keng),這些小蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)坑(keng)便是孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)。在外加陽極極化(hua)條(tiao)件下,只(zhi)要介質(zhi)(zhi)中(zhong)含(han)(han)有(you)一(yi)定量(liang)的(de)氯(lv)離(li)子,便可能(neng)使蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)發展(zhan)成(cheng)(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)。在自然條(tiao)件下的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),含(han)(han)氯(lv)離(li)子的(de)介質(zhi)(zhi)中(zhong)含(han)(han)有(you)氧或(huo)陽離(li)子氧或(huo)陽離(li)子氧化(hua)劑時,能(neng)促使蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)長大成(cheng)(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)。耐孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)不銹鋼(gang)基(ji)(ji)本(ben)上可分為3類:鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼(gang);鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)-奧氏體(ti)(ti)雙相鋼(gang);奧氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)。


  降(jiang)低氯離子腐蝕的措施有:


   ①. 設計(ji)時應優先選(xuan)用耐孔蝕材料。


   ②. 降低氯離子在介質中的含量,操作(zuo)時嚴防跑、冒、滴、漏等現象的發生。


   ③. 在工藝條件許可的情況下,可加入緩蝕劑。對緩蝕劑的要求是,增加鈍化膜的穩定性或有利于受損鈍化膜得以再鈍化。例如,在10%的FeCl3溶液中加入3%的NaNO2,可長期防止1Cr18Ni9Ti鋼的孔蝕。


   ④. 采用外加陰極電流保(bao)護(hu),抑制孔蝕。加強管理,做(zuo)好管道的定(ding)期檢(jian)驗,以保(bao)證(zheng)管道在合理的壽命(ming)期限內安全運行。材料耐氯離子(zi)腐蝕能力不僅(jin)與氯離子(zi)濃度(du)有(you)關(guan)系,與介質溫(wen)度(du)也有(you)關(guan)系。


  作為(wei)管外側的(de)(de)(de)腐(fu)蝕因素(su),被(bei)認(ren)為(wei)是保溫(wen)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)問題(ti),對保溫(wen)材(cai)料(liao)(liao)進行分析,被(bei)檢驗出含(han)(han)有(you)(you)約(yue)0.5%的(de)(de)(de)氯離(li)子。這(zhe)個數位可認(ren)為(wei)是保溫(wen)材(cai)料(liao)(liao)中(zhong)含(han)(han)有(you)(you)的(de)(de)(de)雜質(zhi),或由于保溫(wen)層破損、浸入的(de)(de)(de)雨水中(zhong)帶入并(bing)經(jing)過濃縮(suo)的(de)(de)(de)結果。





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