氯離子不但能引起不(bu)銹鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應力腐蝕(shi)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)人們對氯離子如(ru)何(he)使鈍化金屬(shu)轉變為(wei)活化狀態的機理還沒有定論,但(dan)大致可分為(wei)2種觀(guan)點(dian):


    ①. 成(cheng)相(xiang)膜理論的(de)觀點認為,由于氯(lv)離子半(ban)徑小(xiao)(xiao),穿(chuan)透能力強,故它最(zui)容易穿(chuan)透氧化(hua)膜內極小(xiao)(xiao)的(de)孔隙,到達(da)金屬(shu)(shu)表面(mian),并與金屬(shu)(shu)相(xiang)互作用形(xing)成(cheng)可溶(rong)性化(hua)合物,使(shi)氧化(hua)膜的(de)結構發生變化(hua),金屬(shu)(shu)產生腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)附(fu)(fu)(fu)理論則認為,氯(lv)(lv)(lv)離子破(po)壞氧化(hua)膜的根本原(yuan)因是由于氯(lv)(lv)(lv)離子有(you)很強的可被金(jin)(jin)屬吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的能力,它們(men)優先(xian)被金(jin)(jin)屬吸(xi)附(fu)(fu)(fu),并從金(jin)(jin)屬表(biao)面把氧排掉。因為氧決定(ding)著(zhu)金(jin)(jin)屬的鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態,氯(lv)(lv)(lv)離子和(he)氧爭奪金(jin)(jin)屬表(biao)面上的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)點,甚至可以取代吸(xi)附(fu)(fu)(fu)中的鈍(dun)化(hua)離子與(yu)金(jin)(jin)屬形成(cheng)氯(lv)(lv)(lv)化(hua)物(wu)(wu),氯(lv)(lv)(lv)化(hua)物(wu)(wu)與(yu)金(jin)(jin)屬表(biao)面的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)并不(bu)穩定(ding),形成(cheng)了可溶性物(wu)(wu)質,這樣導致了腐(fu)蝕的加速。


  具有(you)(you)(you)自鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)特(te)性的(de)(de)金(jin)屬在(zai)(zai)(zai)含(han)有(you)(you)(you)氯(lv)離(li)子(zi)的(de)(de)介質中,經常發生(sheng)(sheng)孔(kong)蝕(shi)。蝕(shi)孔(kong)通常沿著(zhu)重力方向或橫(heng)向方向發展,孔(kong)蝕(shi)一(yi)旦形成,具有(you)(you)(you)深(shen)挖的(de)(de)動力,即向深(shen)處自動加(jia)速。含(han)有(you)(you)(you)氯(lv)離(li)子(zi)的(de)(de)水溶液中,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜便產生(sheng)(sheng)了溶解,其原(yuan)(yuan)因是(shi)氯(lv)離(li)子(zi)能(neng)(neng)優先有(you)(you)(you)選擇地吸附在(zai)(zai)(zai)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜上(shang),把(ba)氧原(yuan)(yuan)子(zi)排掉(diao),然后和(he)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜中的(de)(de)陽離(li)子(zi)結(jie)合(he)成可(ke)(ke)溶性氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)物,結(jie)果在(zai)(zai)(zai)基底金(jin)屬上(shang)生(sheng)(sheng)成孔(kong)徑為20~30μm小蝕(shi)坑,這些小蝕(shi)坑便是(shi)孔(kong)蝕(shi)核。在(zai)(zai)(zai)外加(jia)陽極極化(hua)(hua)(hua)(hua)條件(jian)下(xia),只要介質中含(han)有(you)(you)(you)一(yi)定量(liang)的(de)(de)氯(lv)離(li)子(zi),便可(ke)(ke)能(neng)(neng)使蝕(shi)核發展成蝕(shi)孔(kong)。在(zai)(zai)(zai)自然條件(jian)下(xia)的(de)(de)腐蝕(shi),含(han)氯(lv)離(li)子(zi)的(de)(de)介質中含(han)有(you)(you)(you)氧或陽離(li)子(zi)氧或陽離(li)子(zi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑時,能(neng)(neng)促使蝕(shi)核長大成蝕(shi)孔(kong)。耐(nai)孔(kong)蝕(shi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)基本上(shang)可(ke)(ke)分為3類:鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang);鐵素(su)體(ti)-奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)雙(shuang)相(xiang)鋼(gang);奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。


  降低(di)氯(lv)離(li)子腐蝕的措施有:


   ①. 設計時應優先選用耐孔蝕材料。


   ②. 降(jiang)低氯(lv)離(li)子在介質中的(de)(de)含量,操作時嚴防(fang)跑、冒、滴(di)、漏等現象的(de)(de)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(jia)陰極電流(liu)保(bao)護,抑制孔蝕(shi)。加(jia)強管理(li),做好管道的定期(qi)檢驗,以保(bao)證管道在合理(li)的壽(shou)命(ming)期(qi)限內安全運行。材料耐氯離子(zi)腐蝕(shi)能力不僅(jin)與(yu)氯離子(zi)濃(nong)度有關系,與(yu)介質溫度也有關系。


  作(zuo)為(wei)管外(wai)側的(de)(de)腐蝕因(yin)素,被(bei)認為(wei)是保溫材(cai)料(liao)的(de)(de)問題,對保溫材(cai)料(liao)進行分析,被(bei)檢驗出含有約(yue)0.5%的(de)(de)氯離子。這個(ge)數位可認為(wei)是保溫材(cai)料(liao)中(zhong)含有的(de)(de)雜質,或(huo)由于保溫層破損、浸入的(de)(de)雨水中(zhong)帶入并經過濃(nong)縮的(de)(de)結果。





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