氯離子不但能引起不銹(xiu)鋼(gang)孔蝕,更能引起不銹鋼的應力(li)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)們對氯離子如何使鈍化金屬(shu)轉變為(wei)活化狀態的機理還沒有(you)定(ding)論,但大致可分(fen)為(wei)2種觀點:


    ①. 成相(xiang)膜理論的(de)觀點認為,由于氯離子(zi)半徑小,穿(chuan)透能力強,故它(ta)最(zui)容易穿(chuan)透氧化膜內極小的(de)孔隙,到達金(jin)(jin)(jin)屬表(biao)面,并與金(jin)(jin)(jin)屬相(xiang)互作用(yong)形成可溶(rong)性(xing)化合(he)物,使氧化膜的(de)結構發(fa)生變(bian)化,金(jin)(jin)(jin)屬產生腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)附(fu)(fu)理論則認(ren)為,氯離子破壞氧(yang)化膜(mo)的(de)(de)根(gen)本原因(yin)是由于氯離子有很強的(de)(de)可(ke)(ke)被(bei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)吸(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)能力(li),它們優先被(bei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)吸(xi)附(fu)(fu),并從金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面把氧(yang)排掉。因(yin)為氧(yang)決定(ding)著金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)鈍化狀態,氯離子和(he)氧(yang)爭(zheng)奪(duo)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面上的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)點,甚至可(ke)(ke)以取代(dai)吸(xi)附(fu)(fu)中的(de)(de)鈍化離子與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)形(xing)成氯化物,氯化物與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)并不穩定(ding),形(xing)成了可(ke)(ke)溶(rong)性物質,這樣導(dao)致了腐蝕的(de)(de)加速。


  具(ju)(ju)有(you)(you)自(zi)鈍化特性(xing)的(de)(de)金屬在(zai)含(han)(han)有(you)(you)氯(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)介(jie)質中(zhong)(zhong),經常(chang)發(fa)生(sheng)(sheng)孔(kong)(kong)蝕(shi)。蝕(shi)孔(kong)(kong)通常(chang)沿著重力(li)方向(xiang)或橫向(xiang)方向(xiang)發(fa)展,孔(kong)(kong)蝕(shi)一旦形(xing)成,具(ju)(ju)有(you)(you)深(shen)挖的(de)(de)動力(li),即(ji)向(xiang)深(shen)處自(zi)動加(jia)速。含(han)(han)有(you)(you)氯(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)水溶液中(zhong)(zhong),不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)的(de)(de)氧化膜(mo)便產(chan)生(sheng)(sheng)了溶解(jie),其原因是(shi)氯(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)能優先(xian)有(you)(you)選擇地吸附在(zai)氧化膜(mo)上(shang)(shang),把氧原子(zi)(zi)排掉(diao),然(ran)后和氧化膜(mo)中(zhong)(zhong)的(de)(de)陽離(li)(li)子(zi)(zi)結(jie)合成可(ke)溶性(xing)氯(lv)化物,結(jie)果在(zai)基(ji)(ji)底金屬上(shang)(shang)生(sheng)(sheng)成孔(kong)(kong)徑為20~30μm小(xiao)蝕(shi)坑,這些小(xiao)蝕(shi)坑便是(shi)孔(kong)(kong)蝕(shi)核(he)。在(zai)外加(jia)陽極(ji)極(ji)化條件下(xia)(xia),只要介(jie)質中(zhong)(zhong)含(han)(han)有(you)(you)一定量的(de)(de)氯(lv)離(li)(li)子(zi)(zi),便可(ke)能使蝕(shi)核(he)發(fa)展成蝕(shi)孔(kong)(kong)。在(zai)自(zi)然(ran)條件下(xia)(xia)的(de)(de)腐蝕(shi),含(han)(han)氯(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)介(jie)質中(zhong)(zhong)含(han)(han)有(you)(you)氧或陽離(li)(li)子(zi)(zi)氧或陽離(li)(li)子(zi)(zi)氧化劑時,能促使蝕(shi)核(he)長大成蝕(shi)孔(kong)(kong)。耐孔(kong)(kong)蝕(shi)不銹鋼(gang)基(ji)(ji)本上(shang)(shang)可(ke)分(fen)為3類:鐵素體不銹鋼(gang);鐵素體-奧氏體雙相(xiang)鋼(gang);奧氏體不銹鋼(gang)。


  降低氯離子腐蝕的措施有:


   ①. 設(she)計時(shi)應優先選用耐孔蝕(shi)材(cai)料(liao)。


   ②. 降低氯離子在介質中的(de)含量,操作時嚴防跑、冒、滴、漏等現象的(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(dian)流保護,抑(yi)制孔蝕。加(jia)強管理,做(zuo)好管道(dao)(dao)的定期檢驗,以(yi)保證(zheng)管道(dao)(dao)在合理的壽命期限內安全運行。材(cai)料耐氯(lv)離子(zi)腐蝕能力不僅與氯(lv)離子(zi)濃度(du)有關系(xi),與介質(zhi)溫度(du)也有關系(xi)。


  作為(wei)管(guan)外(wai)側的(de)腐蝕因(yin)素(su),被認(ren)為(wei)是保溫(wen)材料的(de)問題,對保溫(wen)材料進行分析,被檢驗出含(han)有約0.5%的(de)氯(lv)離子。這個數位可認(ren)為(wei)是保溫(wen)材料中(zhong)含(han)有的(de)雜質,或由(you)于保溫(wen)層(ceng)破(po)損、浸入的(de)雨水中(zhong)帶入并經過濃縮(suo)的(de)結果。





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