不銹鋼管受介質的化學及電化學作用而破壞的現象稱為腐蝕。不(bu)銹鋼管腐蝕主要有均勻腐(fu)蝕、晶(jing)間腐蝕、點(dian)腐蝕、選擇性腐蝕和應(ying)力腐蝕斷(duan)裂等。在腐蝕介質作用下,沿著或緊挨著不銹鋼晶粒邊界發生的電化學腐蝕形態稱為晶間腐蝕。不銹鋼管用于可能引起晶間腐蝕的環境時,應按GB/T 4334.1~4334.5《不銹鋼腐蝕試驗方法》進行晶間腐蝕傾向性試驗。不銹鋼壓力容器晶間腐蝕試驗方法、受檢試件狀態、驗收要求應按GB/T 21433《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗》的相關規定執行。下述介質在足夠濃度和一定溫度下屬于具有對不銹鋼管產生晶間腐蝕能力的介質。
無機(ji)酸(suan):硝酸(suan)、硫酸(suan)、鹽酸(suan)、磷酸(suan)、鉻酸(suan)、亞硫酸(suan)、氫(qing)氟酸(suan)、氫(qing)溴酸(suan)、氫(qing)碘酸(suan)、氫(qing)氰酸(suan)、氯氰酸(suan)、氨基磺酸(suan)、次氯酸(suan)等。
有機酸(suan)(suan)(suan)(suan):工(gong)業乙酸(suan)(suan)(suan)(suan)、乙酸(suan)(suan)(suan)(suan)酐、甲酸(suan)(suan)(suan)(suan)、草酸(suan)(suan)(suan)(suan)、乳(ru)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、乙二(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、丙二(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、苯二(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、環(huan)烷酸(suan)(suan)(suan)(suan)、水楊酸(suan)(suan)(suan)(suan)、脂肪酸(suan)(suan)(suan)(suan)、蘋果酸(suan)(suan)(suan)(suan)、檸(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)(suan)、馬(ma)來酸(suan)(suan)(suan)(suan)、富馬(ma)酸(suan)(suan)(suan)(suan)等。
鹽(yan)類(lei):硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銀、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銅、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)氫鈉(na)(na)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)亞(ya)鐵(tie)、亞(ya)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)、亞(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)、氯化鈉(na)(na)、氯化鐵(tie)、氯化鉻、次氯酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)、氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)等溶液。
其他:氫氧(yang)化(hua)鈉(na)、硫(liu)化(hua)鐵(tie)、硫(liu)化(hua)鋁(lv)、硫(liu)化(hua)鈉(na)、濕二氧(yang)化(hua)硫(liu)、三氯化(hua)鐵(tie)、尿素(su)氨基甲(jia)酸銨(an)溶液、亞硫(liu)酸紙漿(jiang)、牛(niu)皮紙漿(jiang)、亞硫(liu)酸蒸(zheng)煮液、玉米淀粉漿(jiang)(由鹽(yan)酸或硫(liu)酸制)、甜(tian)菜汁(zhi)、石油原油、油田污水(shui)(shui)、海水(shui)(shui)、輕水(shui)(shui)堆高(gao)溫水(shui)(shui)等。
奧氏體不銹鋼的晶(jing)間腐蝕(shi)原(yuan)因(yin)很多(duo),主(zhu)要有以(yi)下幾方面(mian)。
1. 碳(tan)化鉻析出引起的(de)晶(jing)間腐蝕(shi)
不銹鋼管在300~950℃(奧氏體不銹鋼在450~800℃溫度范圍內加熱或進行敏化處理時)溫度范圍內可能在晶界析出碳化鉻,析出的碳化鉻為Cr23C6、(Cr,Fe)23C6或(Cr,Fe,Mo)23C6碳化鉻沉淀于晶界(其鉻含量常達90%以上,大大高于不銹鋼的平均鉻含量)。由于鉻的擴散速度慢,只有在晶界附近的鉻擴散到晶界處形成碳化物析出,導致晶粒邊界區域形成貧鉻現象,如圖3-1所示。當貧鉻區的鉻含量降低到小于12.5%時,在腐蝕性介質作用下就會發生晶間腐蝕。
為了防止晶(jing)間腐蝕的產生(sheng),可采(cai)取如下(xia)方法:采(cai)用超低(di)碳材料、盡量降(jiang)低(di)碳含(han)量(<0.03%);增加穩定(ding)化元(yuan)素(su)(su),如鈦(tai)、鈮等;固溶處理(1010~1120℃)、穩定(ding)化處理(適用于含(han)穩定(ding)化元(yuan)素(su)(su)的不銹鋼);加入能形成(cheng)雙(shuang)相組(zu)織的元(yuan)素(su)(su),形成(cheng)雙(shuang)相組(zu)織等。

2. δ相(xiang)析出引起的晶間腐蝕
超低碳不銹鋼,由于碳含量極低,可防止晶間析出Cr23C6、(Cr、Fe)23C6引起的晶間腐蝕。但有些含鉬奧氏體不銹鋼,如Cr17Ni13Mo2在敏化溫度區間晶間析出δ相,在特殊的腐蝕介質中(沸騰質量分數為65%的硝酸溶液),δ相發生腐蝕,從而引起晶間腐蝕。
3. 晶界吸附(fu)引起(qi)的晶間腐(fu)蝕(shi)
該腐蝕(shi)(shi)是(shi)一種(zhong)特殊(shu)條件下(xia)發生(sheng)的(de)(de)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)。普通的(de)(de)Cr18-Ni8 奧氏體不(bu)銹鋼(gang)管在(zai)強氧化性的(de)(de)硝酸溶液中會產生(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi),而(er)雜(za)質(zhi)極少的(de)(de)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)不(bu)發生(sheng)上(shang)述現象。研究(jiu)已表明、Cr14-Ni4不(bu)銹鋼(gang)中雜(za)質(zhi)磷在(zai)晶(jing)界吸附是(shi)導致其在(zai)硝酸溶液中產生(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)原因(yin)。
4. 穩定化元素高溫溶解引起的晶間腐(fu)蝕
該腐(fu)(fu)蝕(shi)多發(fa)生于含(han)Ti或Nb的(de)奧氏體不銹鋼管,焊(han)后若工件在敏化(hua)溫(wen)度(du)工作,焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)與強氧化(hua)性硝(xiao)酸溶(rong)液接(jie)觸(chu),沿熔合區(qu)或緊鄰熔合區(qu)的(de)高溫(wen)熱影響區(qu)發(fa)生選擇性腐(fu)(fu)蝕(shi)(狹長縫狀(zhuang)的(de)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi))。該腐(fu)(fu)蝕(shi)又稱為“刀(dao)蝕(shi)”、“刀(dao)口腐(fu)(fu)蝕(shi)”或“刀(dao)線腐(fu)(fu)蝕(shi)”。

