按水中含鹽量的不同,水可分為高純水、淡水、半咸水和海水。高純水中幾乎不含鹽,Cl-一般≤0.1×10-6;淡水中含鹽量低于0.05%;半咸水中含鹽量在0.05%以上,但低于海水中的含鹽量;海水中含鹽量達3%~3.5%。
不銹鋼在水介質中,一般腐蝕并不是引起不銹鋼(gang)管腐蝕破壞的主要形式。而最為常見的腐蝕破壞是來自局部腐蝕,特別是應力腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕。
高純水大量應用于核工業中,特別是以水作為冷卻和工作介質的沸水和壓水核反應堆中,由于高純水中Cl-和氧都很低([Cl-]≤0.10×10-6,[O]≤0.10×10-6) 不銹鋼在這種條件下的腐蝕率很小,小于0.01mm/a;因此,水冷核反應堆中除核燃料包殼等少量材料外,大量選用不銹鋼管,說水冷核反應堆是不銹鋼“堆”成的一點也不夸大。所選用的主要牌號為06Cr19Ni10、022Cr19Ni10、06Cr17Ni12Mo2、022Cr17Ni12Mo2、06Cr18Ni11Ti等。近些年來,控氮的Cr-Ni奧氏體不銹鋼管,例如,控氮的06Cr19Ni9、022Cr19Ni11、022Cr17Ni12Mo2等大量用作堆內結構材料(法蘭、堆內各種支撐件等)和主管道材料。壓水堆蒸汽發生器管材雖然已選用高鎳耐蝕合金,但蒸發器隔板則選用06Cr13Al(AISI 405)鐵素體不銹鋼管。在水冷反應堆乏燃料儲存裝置中,除耐高純水腐蝕外還要求具有熱中子吸收能力,為此含硼的Cr-Ni不銹鋼(06Cr18Ni10B)獲得了應用。
淡水中即使含有少量Cl-和飽和氧,甚至還有其他雜質,但對不銹鋼管的一般腐蝕也是微不足道的。因此,所有類型的不銹鋼均可用于與淡水相接觸的環境中。
淡水在工業(ye)中(zhong)(工業(ye)水),既可(ke)做介質又可(ke)做原料,因此用量極大,在與(yu)工業(ye)水相(xiang)接觸(chu)的(de)設備和(he)部件(jian)中(zhong),最常(chang)選(xuan)(xuan)用的(de)不(bu)銹鋼管是Cr13型(xing)(xing)、Cr17型(xing)(xing)和(he)18-8型(xing)(xing)三(san)類。各種換熱(re)設備,例(li)如,換熱(re)器(qi)、蒸(zheng)發(fa)器(qi)、冷卻器(qi)、冷凝器(qi),熱(re)交換器(qi)等的(de)工作環境在工業(ye)水條(tiao)(tiao)件(jian)下是最苛刻的(de)。最常(chang)選(xuan)(xuan)用的(de)是18-8型(xing)(xing)鋼,例(li)如,07Cr18Ni11Ti的(de)使用過程(cheng)保持光亮、不(bu)銹,在可(ke)能條(tiao)(tiao)件(jian)下盡量使它(ta)們處于(yu)干燥狀(zhuang)態。
例如、使用(yong)、清洗后(hou)立即擦(ca)干后(hou)再放(fang)置,并避(bi)免與酸、堿物(wu)質(zhi)長期接觸是非常重要的。
在水電站的(de)建設中,含(han)泥沙的(de)河水沖刷(shua)是(shi)不可(ke)避免的(de),超低碳(tan)馬氏體不銹(xiu)鋼管,例如,022Cr13Ni4Mo、022Cr13Ni5Mo等獲得了較好的(de)應用。
在(zai)海水(shui)(shui)中,就(jiu)一般(ban)腐蝕(shi)(shi)而言(yan),不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)率并(bing)不(bu)(bu)高(gao),但(dan)常用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)海水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要破(po)壞形式是點蝕(shi)(shi)、縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)和應力腐蝕(shi)(shi),而且常常受(shou)到海水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)含(han)氧量,氯離子濃度,海水(shui)(shui)與(yu)材料的(de)(de)(de)(de)相對(dui)流(liu)速,海水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)污(wu)染情況,溫(wen)度以(yi)及海生物等因素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)直接影響。一般(ban)說來,在(zai)室溫(wen)(30℃)以(yi)下(xia),可(ke)選用(yong)含(han)2%~4%Mo的(de)(de)(de)(de)06Cr17M12Mo2和06Cr19Ni13Mo3等不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang);對(dui)40~50℃以(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)海水(shui)(shui),一般(ban)含(han)2%~3%Mo的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)已處于臨界(jie)狀態,稍有不(bu)(bu)慎(shen),就(jiu)可(ke)能(neng)出現點腐蝕(shi)(shi)、縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)等破(po)壞。因此,必須選用(yong)高(gao)Cr、Ni的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)效(xiao)果會好(hao)些(xie),這(zhe)些(xie)高(gao)Cr、Ni的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei) 022Cr18N116Mo5(N)、022Cr20Ni25Mo45Cu(N)、022Cr25Ni25Mo5N、022Cr20Ni18Mo6CuN、022Cr24Ni22Mo7Mn3CuN;奧(ao)氏體十鐵(tie)素(su)(su)體雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei)022Cr25NiMo3N、022Cr25Ni7Mo3WCuN;鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei)022Cr26Mo1、022Cr25Ni4Mo4Ti、022Cr29Mo4Ni2、022Cr30Mo2等。當(dang)選用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)時(shi),海水(shui)(shui)流(liu)速一般(ban)要求不(bu)(bu)小于1.5m/s。