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(zhi)今(jin)人(ren)們對(dui)氯離子(zi)如何(he)使鈍(dun)化金屬轉變為活化狀態的機理還沒有定論,但大(da)致(zhi)可分為2種觀(guan)點:


    ①. 成(cheng)相(xiang)膜理論的觀點認為(wei),由(you)于(yu)氯離(li)子半徑小,穿透能力強,故它最容易穿透氧化(hua)膜內極(ji)小的孔隙,到達(da)金屬表面,并與金屬相(xiang)互作用形成(cheng)可(ke)溶性化(hua)合物,使氧化(hua)膜的結構(gou)發(fa)生(sheng)變化(hua),金屬產生(sheng)腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)(xi)附理論則(ze)認為(wei),氯(lv)離子(zi)(zi)破壞(huai)氧(yang)化膜的根本原(yuan)因是由(you)于氯(lv)離子(zi)(zi)有很強的可被(bei)金(jin)屬(shu)(shu)吸(xi)(xi)附的能力,它(ta)們優先被(bei)金(jin)屬(shu)(shu)吸(xi)(xi)附,并從金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面(mian)把氧(yang)排掉。因為(wei)氧(yang)決定(ding)著金(jin)屬(shu)(shu)的鈍化狀態,氯(lv)離子(zi)(zi)和(he)氧(yang)爭奪(duo)金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面(mian)上(shang)的吸(xi)(xi)附點,甚至可以取(qu)代吸(xi)(xi)附中的鈍化離子(zi)(zi)與(yu)金(jin)屬(shu)(shu)形成氯(lv)化物(wu),氯(lv)化物(wu)與(yu)金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面(mian)的吸(xi)(xi)附并不穩定(ding),形成了可溶(rong)性物(wu)質,這樣導致了腐蝕(shi)的加速(su)。


  具有(you)自鈍化(hua)(hua)特性(xing)的(de)金屬在(zai)(zai)(zai)(zai)含(han)有(you)氯離(li)(li)子(zi)的(de)介質(zhi)中(zhong),經常發(fa)生孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)通常沿著(zhu)重力(li)方向(xiang)或橫向(xiang)方向(xiang)發(fa)展,孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)一旦形成(cheng)(cheng)(cheng),具有(you)深挖(wa)的(de)動(dong)力(li),即向(xiang)深處(chu)自動(dong)加速。含(han)有(you)氯離(li)(li)子(zi)的(de)水(shui)溶(rong)液中(zhong),不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表面(mian)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)便產生了溶(rong)解(jie),其原因是氯離(li)(li)子(zi)能優先有(you)選(xuan)擇地吸附在(zai)(zai)(zai)(zai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)上(shang)(shang),把氧(yang)(yang)原子(zi)排掉,然后和氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong)的(de)陽(yang)離(li)(li)子(zi)結合成(cheng)(cheng)(cheng)可溶(rong)性(xing)氯化(hua)(hua)物,結果在(zai)(zai)(zai)(zai)基底金屬上(shang)(shang)生成(cheng)(cheng)(cheng)孔(kong)(kong)(kong)徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑,這些(xie)小蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑便是孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)。在(zai)(zai)(zai)(zai)外(wai)加陽(yang)極極化(hua)(hua)條(tiao)件下(xia),只要介質(zhi)中(zhong)含(han)有(you)一定量的(de)氯離(li)(li)子(zi),便可能使蝕(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)發(fa)展成(cheng)(cheng)(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)。在(zai)(zai)(zai)(zai)自然條(tiao)件下(xia)的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi),含(han)氯離(li)(li)子(zi)的(de)介質(zhi)中(zhong)含(han)有(you)氧(yang)(yang)或陽(yang)離(li)(li)子(zi)氧(yang)(yang)或陽(yang)離(li)(li)子(zi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑時(shi),能促使蝕(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)長大成(cheng)(cheng)(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)。耐孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)基本(ben)上(shang)(shang)可分(fen)為3類(lei):鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang);鐵素體-奧氏體雙(shuang)相鋼(gang);奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。


  降低(di)氯離子腐蝕的(de)措(cuo)施有:


   ①. 設計時應優先選用耐(nai)孔(kong)蝕材(cai)料。


   ②. 降低氯離子在介質(zhi)中的含量,操作時嚴(yan)防跑、冒(mao)、滴、漏等(deng)現象的發(fa)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(jia)陰極(ji)電流保護,抑(yi)制孔蝕(shi)。加(jia)強管理(li),做好管道的定期檢(jian)驗,以保證管道在合理(li)的壽命期限內安(an)全(quan)運行。材料耐氯(lv)離子腐蝕(shi)能力不僅與氯(lv)離子濃度有關(guan)系,與介質溫(wen)度也(ye)有關(guan)系。


  作為管外側的腐蝕因素,被認為是保溫(wen)材料(liao)的問題,對保溫(wen)材料(liao)進行分(fen)析,被檢(jian)驗出含有約0.5%的氯(lv)離子(zi)。這(zhe)個數位可認為是保溫(wen)材料(liao)中含有的雜質,或由于(yu)保溫(wen)層破損、浸入的雨水中帶入并經過濃縮的結(jie)果。





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