氯離子不但能引起不銹鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應力(li)腐蝕破(po)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)今人(ren)們對氯離子如何(he)使鈍化金(jin)屬轉變為(wei)活(huo)化狀(zhuang)態的機理還沒有(you)定論,但大致可分為(wei)2種(zhong)觀(guan)點:
①. 成相(xiang)(xiang)膜(mo)理論的(de)觀點認為,由于氯離子半徑小(xiao)(xiao),穿透能力(li)強,故它(ta)最容(rong)易穿透氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)內極小(xiao)(xiao)的(de)孔隙,到達金屬(shu)表面,并與金屬(shu)相(xiang)(xiang)互作(zuo)用形成可(ke)溶性化(hua)(hua)(hua)合物,使氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)的(de)結構發生(sheng)變化(hua)(hua)(hua),金屬(shu)產生(sheng)腐蝕。
②. 吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)理論則認為(wei),氯(lv)離(li)子(zi)破(po)壞氧化(hua)膜的(de)根(gen)本原因(yin)是由于氯(lv)離(li)子(zi)有很強的(de)可被金(jin)(jin)屬(shu)(shu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)能(neng)力,它們優先被金(jin)(jin)屬(shu)(shu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu),并(bing)從金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表面把氧排(pai)掉。因(yin)為(wei)氧決定(ding)著金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)鈍化(hua)狀態,氯(lv)離(li)子(zi)和氧爭奪金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表面上的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)點,甚至(zhi)可以(yi)取代吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)中的(de)鈍化(hua)離(li)子(zi)與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)形成氯(lv)化(hua)物,氯(lv)化(hua)物與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表面的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)并(bing)不穩定(ding),形成了(le)可溶性物質,這樣導致了(le)腐(fu)蝕的(de)加速。
具有(you)(you)自鈍化(hua)(hua)(hua)特性(xing)的(de)(de)(de)金屬在含有(you)(you)氯離(li)子的(de)(de)(de)介(jie)(jie)質中(zhong),經常發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)孔(kong)蝕(shi)。蝕(shi)孔(kong)通常沿著重力(li)(li)方向(xiang)或橫(heng)向(xiang)方向(xiang)發(fa)(fa)展(zhan),孔(kong)蝕(shi)一旦形成(cheng),具有(you)(you)深(shen)挖的(de)(de)(de)動力(li)(li),即向(xiang)深(shen)處自動加(jia)速。含有(you)(you)氯離(li)子的(de)(de)(de)水溶(rong)液中(zhong),不銹鋼(gang)(gang)表面的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜便(bian)產生(sheng)(sheng)了溶(rong)解(jie),其原(yuan)因是(shi)氯離(li)子能(neng)優先(xian)有(you)(you)選擇地吸附(fu)在氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜上(shang),把氧(yang)(yang)(yang)原(yuan)子排掉,然(ran)后(hou)和氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜中(zhong)的(de)(de)(de)陽離(li)子結(jie)合成(cheng)可(ke)溶(rong)性(xing)氯化(hua)(hua)(hua)物,結(jie)果在基底(di)金屬上(shang)生(sheng)(sheng)成(cheng)孔(kong)徑為20~30μm小(xiao)蝕(shi)坑,這些(xie)小(xiao)蝕(shi)坑便(bian)是(shi)孔(kong)蝕(shi)核。在外加(jia)陽極極化(hua)(hua)(hua)條(tiao)(tiao)件(jian)下,只要(yao)介(jie)(jie)質中(zhong)含有(you)(you)一定量的(de)(de)(de)氯離(li)子,便(bian)可(ke)能(neng)使(shi)蝕(shi)核發(fa)(fa)展(zhan)成(cheng)蝕(shi)孔(kong)。在自然(ran)條(tiao)(tiao)件(jian)下的(de)(de)(de)腐蝕(shi),含氯離(li)子的(de)(de)(de)介(jie)(jie)質中(zhong)含有(you)(you)氧(yang)(yang)(yang)或陽離(li)子氧(yang)(yang)(yang)或陽離(li)子氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)時,能(neng)促使(shi)蝕(shi)核長大成(cheng)蝕(shi)孔(kong)。耐孔(kong)蝕(shi)不銹鋼(gang)(gang)基本上(shang)可(ke)分(fen)為3類:鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)(gang);鐵(tie)素體(ti)-奧氏(shi)(shi)體(ti)雙相鋼(gang)(gang);奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)。
降低氯離子腐蝕的措施有:
①. 設計時應優先(xian)選(xuan)用耐孔蝕(shi)材料。
②. 降低氯離子(zi)在(zai)介質中的含量,操(cao)作時嚴防跑(pao)、冒、滴、漏(lou)等現(xian)象的發生(sheng)。
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(cai)用(yong)外加陰極(ji)電流保(bao)護,抑制孔蝕。加強管理(li)(li),做好管道的定期(qi)檢(jian)驗(yan),以保(bao)證管道在合理(li)(li)的壽(shou)命期(qi)限內(nei)安(an)全運行。材料耐(nai)氯(lv)離子腐蝕能力不僅與氯(lv)離子濃度有(you)關系(xi),與介質溫度也(ye)有(you)關系(xi)。
作(zuo)為管外側的腐(fu)蝕因素(su),被認為是(shi)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材(cai)料(liao)的問(wen)題,對保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材(cai)料(liao)進行分析,被檢驗(yan)出(chu)含有約0.5%的氯離子。這個數位可認為是(shi)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材(cai)料(liao)中(zhong)含有的雜質,或由于保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)層破損、浸(jin)入的雨水(shui)中(zhong)帶入并經過濃縮的結果(guo)。

