一、孔蝕


 孔蝕指在金屬表面上局部形成的具有一定深度的小孔或銹斑腐蝕,在許多資料上,也叫點蝕。孔蝕常常被銹層、腐蝕產物等覆蓋,因而難以發現。孔蝕一般系在特定的腐蝕介質中產生,特別是在含有Cl-(包括Br-,I-)離子的介質中產生。孔蝕不僅可導致設備、管線等穿孔而破壞,而且常常誘發晶間腐蝕、應力腐蝕破裂和腐蝕疲勞。


  一般認為,不銹鋼的孔蝕是在金屬表面非金屬夾雜物、析出相、晶界、位錯露頭等缺陷處,由于此處鈍化膜較脆弱,在特定腐蝕介質作用下,鈍化膜修復能力差而造成的破壞。孔蝕的出現包括成核和擴展兩個階段,現以鋼的表面上存在硫化錳夾雜為例簡述如下。孔蝕的成核。在溶液中有Cl-存在時,金屬表面有硫化錳夾雜的部位,由于難以鈍化和再鈍化而產生優先溶解并形成小孔坑,硫化物溶解產生H+(或硫化氫),對金屬的新鮮表面產生活化作用,阻止小蝕坑的再鈍化,使其繼續溶解,蝕坑溶解到超過臨界尺寸(數十微米),便成為孔蝕源。


  孔蝕的擴展。孔蝕源形成后,溶解下來的金屬離子會產生水解而生成H+并使局部溶液的pH值下降,進而又加速金屬的溶解,使孔坑進一步擴大、加深。隨著腐蝕孔的加深并由于腐蝕產物覆蓋了蝕坑口,從而使腐蝕孔物質遷移困難,導致腐蝕孔內pH值的進一步降低,同時,Cl-在腐蝕孔內富集,使腐蝕孔進一步加速擴大并加深,最后形成孔蝕。溶液中Cl-濃度升高、溫度升高及pH值下降都使孔蝕容易產生且加速腐蝕。鉻、鉬、氮等元素對提高不銹鋼耐孔蝕性能非常有效,目前人們多用孔蝕抗力當量PRE值來表示不銹鋼的耐孔蝕能力,PRE值可根據鋼的化學成分計算,PRE值越高,鋼的耐孔蝕性能越好。


   PRE=%Cr+3.3×%Mo+(13~30)×%N


  提高不銹鋼(gang)的(de)(de)純度,降低鋼(gang)中氣體和非金屬夾雜物的(de)(de)含(han)量,可(ke)提高耐(nai)孔(kong)蝕性(xing)能(neng),降低鋼(gang)中的(de)(de)組織不均(jun)勻性(xing),減少M23C6等碳化物和o、X相等金屬間相析出,減少各種缺陷(xian)都可(ke)以提高耐(nai)孔(kong)蝕性(xing)能(neng)。


二(er)、縫(feng)隙腐蝕


  金屬(shu)表(biao)面(mian)上由(you)于(yu)存(cun)在異物或結構上的(de)(de)(de)原因而形成縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi),使(shi)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內溶液(ye)中與腐(fu)蝕有(you)關的(de)(de)(de)物質遷移(yi)(yi)困(kun)(kun)難,所引起的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內金屬(shu)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕,總稱為縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕。幾乎所有(you)金屬(shu)和所有(you)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕介質都(dou)有(you)可能(neng)產生(sheng)(sheng)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕,縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)尺寸(cun)有(you)一定的(de)(de)(de)要求,即要使(shi)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內外(wai)溶液(ye)之間的(de)(de)(de)物質遷移(yi)(yi)發生(sheng)(sheng)困(kun)(kun)難,同(tong)時溶液(ye)又能(neng)進入縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內。縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)一般在0.025~0.1mm之間,就可能(neng)發生(sheng)(sheng)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕。腐(fu)蝕形態從縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)內金屬(shu)的(de)(de)(de)孔蝕到均勻腐(fu)蝕都(dou)有(you)。


  縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)可分為孔蝕(shi)(shi)型(xing)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和活(huo)化型(xing)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)兩(liang)種(zhong)。孔蝕(shi)(shi)型(xing)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是由(you)孔蝕(shi)(shi)起源的(de)(de)(de)(de),這種(zhong)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)過程(cheng)中,縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內溶(rong)液中金屬(shu)鹽的(de)(de)(de)(de)濃縮(suo),使(shi)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內金屬(shu)表(biao)面鈍(dun)化膜(mo)發生氧化性(xing)破壞(被擊穿(chuan)),產生由(you)孔蝕(shi)(shi)起源的(de)(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。活(huo)化型(xing)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是由(you)于(yu)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在,縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內溶(rong)液組成物質遷移產生困(kun)難(nan)。例如(ru),溶(rong)液中的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)氧只(zhi)能(neng)通(tong)(tong)過擴散才(cai)能(neng)進入,而(er)且擴散緩慢,為維(wei)(wei)持不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鈍(dun)態,縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內溶(rong)解(jie)氧迅速消(xiao)耗掉,而(er)又得(de)不(bu)(bu)(bu)到及時(shi)(shi)補充,當(dang)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內溶(rong)解(jie)氧降到一定程(cheng)度時(shi)(shi),致使(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表(biao)面鈍(dun)化膜(mo)開始還原(yuan)性(xing)溶(rong)解(jie),這種(zhong)溶(rong)解(jie)的(de)(de)(de)(de)結果使(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物金屬(shu)鹽逐漸(jian)濃縮(suo),通(tong)(tong)過水解(jie),縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內溶(rong)液的(de)(de)(de)(de)pH值急劇下降,當(dang)pH值降低到溶(rong)液不(bu)(bu)(bu)能(neng)使(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)維(wei)(wei)持鈍(dun)態的(de)(de)(de)(de)臨(lin)界pH值時(shi)(shi),縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化膜(mo)產生還原(yuan)性(xing)破壞而(er)形成縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。


  為防止縫隙腐蝕,主要是在結構設計中盡量避免形成縫隙,避免造成容易產生表面沉積的幾何條件,選擇合適材料。對于不銹鋼來說,提高鉻、鉬含量,有利于耐腐蝕性能,有的資料提出,不銹鋼耐縫隙腐蝕的當量為%Cr+3.3×%Mo+30×%N。盡管有高鉻、鉬含量各類不銹鋼,但它們的耐縫隙腐蝕仍不十分理想,一般認為,高鉻、鉬鎳基合金或鐵鎳基合金有很好的耐腐蝕性能,如 Iconel 625Hastelloy C-276Hastelloy C-4 等合金。