(最新整理)氯離子的腐蝕機(jī)理與防護(hù)

1、(完整)氯離子的腐蝕機(jī)理與防護(hù)(完整)氯離子的腐蝕機(jī)理與防護(hù) 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)氯離子的腐蝕機(jī)理與防護(hù)）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步，以下為(完整)氯離子的腐蝕機(jī)理與防護(hù)的全部內(nèi)容。- 7 -氯離子對不銹鋼的腐蝕機(jī)理及防護(hù)氯離子對不銹鋼腐蝕的機(jī)理在化工生產(chǎn)中，腐蝕在壓力容器使

2、用過程中普遍發(fā)生,是導(dǎo)致壓力容器產(chǎn)生各種缺陷的主要因素之一。普通鋼材的耐腐蝕性能較差,不銹鋼則具有優(yōu)良的機(jī)械性能和良好的耐腐蝕性能.cr 和ni 是不銹鋼獲得耐腐蝕性能最主要的合金元素。cr 和ni 使不銹鋼在氧化性介質(zhì)中生成一層十分致密的氧化膜，使不銹鋼鈍化，降低了不銹鋼在氧化性介質(zhì)中的腐蝕速度，使不銹鋼的耐腐蝕性能提高 。氯離子的活化作用對不銹鋼氧化膜的建立和破壞均起著重要作用.雖然至今人們對氯離子如何使鈍化金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)的機(jī)理還沒有定論,但大致可分為2 種觀點(diǎn): 成相膜理論的觀點(diǎn)認(rèn)為,由于氯離子半徑小,穿透能力強(qiáng),故它最容易穿透氧化膜內(nèi)極小的孔隙,到達(dá)金屬表面,并與金屬相互作用形成了

3、可溶性化合物,使氧化膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,金屬產(chǎn)生腐蝕.吸附理論則認(rèn)為,氯離子破壞氧化膜的根本原因是由于氯離子有很強(qiáng)的可被金屬吸附的能力,它們優(yōu)先被金屬吸附,并從金屬表面把氧排掉。因?yàn)檠鯖Q定著金屬的鈍化狀態(tài)，氯離子和氧爭奪金屬表面上的吸附點(diǎn),甚至可以取代吸附中的鈍化離子與金屬形成氯化物，氯化物與金屬表面的吸附并不穩(wěn)定,形成了可溶性物質(zhì),這樣導(dǎo)致了腐蝕的加速。 電化學(xué)方法研究不銹鋼鈍化狀態(tài)的結(jié)果表明，氯離子對金屬表面的活化作用只出現(xiàn)在一定的范圍內(nèi),存在著1 個特定的電位值，在此電位下，不銹鋼開始活化。這個電位便是膜的擊穿電位,擊穿電位越大,金屬的鈍態(tài)越穩(wěn)定.因此，可以通過擊穿電位值來衡量不銹鋼鈍化狀

4、態(tài)的穩(wěn)定性以及在各種介質(zhì)中的耐腐蝕能力。一、 應(yīng)力腐蝕失效及防護(hù)措施1 應(yīng)力腐蝕失效機(jī)理在壓力容器的腐蝕失效中，應(yīng)力腐蝕失效所占的比例高達(dá)45 左右。因此,研究不銹鋼制壓力容器的應(yīng)力腐蝕失效顯得尤為重要。所謂應(yīng)力腐蝕,就是在拉伸應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下而引起的低應(yīng)力脆性斷裂.應(yīng)力腐蝕一般都是在特定條件下產(chǎn)生: 只有在拉應(yīng)力的作用下。 產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的環(huán)境總存在特定的腐蝕介質(zhì),不銹鋼在含有氧的氯離子的腐蝕介質(zhì)及h2so4 、h2s 溶液中才容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。 一般在合金、碳鋼中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。研究表明,應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生主要與氯離子的濃度和溫度有關(guān).壓力容器的應(yīng)力來源:外載荷引起的容器外表面的拉

5、應(yīng)力.壓力容器在制造過程中產(chǎn)生的各種殘余應(yīng)力. 2 生產(chǎn)中對應(yīng)力腐蝕失效的防護(hù)措施控制應(yīng)力腐蝕失效的方法，從內(nèi)因入手，合理選材，從外因入手，控制應(yīng)力、控制介質(zhì)或控制電位等。實(shí)際情況千變?nèi)f化，可按實(shí)際情況具體使用.（1）選用耐應(yīng)力腐蝕材料（2）控制應(yīng)力（3）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程工藝操作、工藝條件對壓力容器的腐蝕有巨大的影響。因此,必須嚴(yán)格控制原料成分、流速、介質(zhì)溫度、壓力、ph 值等工藝指標(biāo)。在工藝條件允許的范圍內(nèi)添加緩蝕劑。鉻鎳不銹鋼在溶解有氧的氯化物中使用時，應(yīng)把氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到1。 0 10 6以下。實(shí)踐證明，在含有氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為500。 0 10 - 6的水中,只需加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為150.

6、 0 10 6的硝酸鹽和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5 10 6亞硫酸鈉混合物，就可以得到良好的效果.（4) 維修與管理為保證壓力容器長期安全運(yùn)行，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)壓力容器方面的條例、法規(guī)，對在用壓力容器中允許存在的缺陷必須進(jìn)行復(fù)查,及時掌握其在運(yùn)行中缺陷的發(fā)展情況,采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減少設(shè)備的腐蝕。二、 孔蝕失效及預(yù)防措施1 孔蝕失效機(jī)理在壓力容器表面的局部地區(qū)，出現(xiàn)向深處腐蝕的小孔,其余地區(qū)不腐蝕或腐蝕輕微，這種腐蝕形態(tài)稱為小孔腐蝕(也稱點(diǎn)蝕） 。點(diǎn)蝕一般在靜止的介質(zhì)中容易發(fā)生.具有自鈍化特性的金屬在含有氯離子的介質(zhì)中，經(jīng)常發(fā)生孔蝕。蝕孔通常沿著重力方向或橫向方向發(fā)展，孔蝕一旦形成，具有深挖的動力，即向深

7、處自動加速。含有氯離子的水溶液中,不銹鋼表面的氧化膜便產(chǎn)生了溶解,其原因是由于氯離子能優(yōu)先有選擇地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的陽離子結(jié)合成可溶性氯化物,結(jié)果在基底金屬上生成孔徑為20m30m 小蝕坑，這些小蝕坑便是孔蝕核。在外加陽極極化條件下，只要介質(zhì)中含有一定量的氯離子，便可能使蝕核發(fā)展成蝕孔。在自然條件下的腐蝕，含氯離子的介質(zhì)中含有氧或陽離子氧或陽離子氧化劑時,能促使蝕核長大成蝕孔。氧化劑能促進(jìn)陽極極化過程,使金屬的腐蝕電位上升至孔蝕臨界電位以上。蝕孔內(nèi)的金屬表面處于活化狀態(tài),電位較負(fù)，蝕孔外的金屬表面處于鈍化狀態(tài)，電位較正，于是孔內(nèi)和孔外構(gòu)成一個活態(tài)-鈍態(tài)微電偶腐蝕電池

8、,電池具有大陰極小陽極面積比結(jié)構(gòu),陽極電流密度很大，蝕孔加深很快，孔外金屬表面同時受到陰極保護(hù)，可繼續(xù)維持鈍化狀態(tài)?？變?nèi)主要發(fā)生陽極溶解：fe fe2 + + 2e ，cr cr3 + + 3e ,ni ni2 + + 2e 。介質(zhì)呈中性或弱堿性時,孔外的主要反應(yīng)為：o2 + h2o + 2e 2oh 。由于陰、陽兩極彼此分離,二次腐蝕產(chǎn)物將在孔口形成,沒有多大的保護(hù)作用.孔內(nèi)介質(zhì)相對于孔外介質(zhì)呈滯流狀態(tài)，溶解的金屬陽離子不易往外擴(kuò)散，溶解氧也不易擴(kuò)散進(jìn)來。由于孔內(nèi)金屬陽離子濃度增加，氯離子遷入以維持電中性,這樣就使孔內(nèi)形成金屬氯化物的濃溶液，這種濃溶液可使孔內(nèi)金屬表面繼續(xù)維持活化狀態(tài)。又由于

9、氯化物水解的結(jié)果，孔內(nèi)介質(zhì)酸度增加，使陽極溶解加快，蝕孔進(jìn)一步發(fā)展,孔口介質(zhì)的ph值逐漸升高,水中的可溶性鹽將轉(zhuǎn)化為沉淀物，結(jié)果銹層、垢層一起在孔口沉積形成一個閉塞電池。閉塞電池形成后,孔內(nèi)、外物質(zhì)交換更加困難,使孔內(nèi)金屬氯化物更加濃縮,氯化物水解使介質(zhì)酸度進(jìn)一步增加,酸度的增加將使陽極溶解速度進(jìn)一步加快，蝕孔的高速度深化,可把金屬斷面蝕穿。這種由閉塞電路引起的孔內(nèi)酸化從而加速腐蝕的作用稱為自催化酸化作用.影響孔蝕的因素很多,金屬或合金的性質(zhì)、表面狀態(tài)，介質(zhì)的性質(zhì)、ph值、溫度等都是影響孔蝕的主要因素。大多數(shù)的孔蝕都是在含有氯離子或氯化物的介質(zhì)中發(fā)生的.具有自鈍化特性的金屬,孔蝕的敏感性較高，

10、鈍化能力越強(qiáng),則敏感性越高。實(shí)驗(yàn)表明,在陽極極化條件下,介質(zhì)中主要含有氯離子便可以使金屬發(fā)生孔蝕,而且隨著氯離子濃度的增加，孔蝕電位下降，使孔蝕容易發(fā)生，爾后又使孔蝕加速.處于靜止?fàn)顟B(tài)的介質(zhì)比處于流動狀態(tài)的介質(zhì)能使孔蝕加快。介質(zhì)的流速對孔蝕的減緩起雙重作用，加大流速（仍處于層流狀態(tài)） ,一方面有利于溶解氧向金屬表面輸送，使氧化膜容易形成；而另一方面又減少沉淀物在金屬表面沉積的機(jī)會,從而減少產(chǎn)生孔蝕的機(jī)會。2 防止孔蝕的措施（1)在不銹鋼中加入鉬、氮、硅等元素或加入這些元素的同時提高鉻含量,可獲得性能良好的鋼種.耐孔蝕不銹鋼基本上可分為3 類:鐵素體不銹鋼；鐵素體奧氏體雙相鋼;奧氏體不銹鋼.設(shè)計(jì)

11、時應(yīng)優(yōu)先選用耐孔蝕材料。（2）降低氯離子在介質(zhì)中的含量，操作時嚴(yán)防跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象的發(fā)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(wěn)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）采用外加陰極電流保護(hù)，抑制孔蝕。氯離子對不銹鋼制壓力容器的腐蝕,對壓力容器的安全性有很大的影響.即使是合理的設(shè)計(jì)、精確的制造避免或減少了容器本身的缺陷,但是，在長期使用中，由于各種錯綜復(fù)雜因素的聯(lián)合作用,容器也會受到一定的腐蝕。雖然目前對防止氯離子對不銹鋼腐蝕的方法還不十分完善，但掌握

12、一些最基本的防護(hù)措施，對保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，還是十分必要的。除此之外,還應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，加強(qiáng)設(shè)備管理,做好容器的定期檢驗(yàn),以保證容器在合理的壽命期限內(nèi)運(yùn)行?？偠灾瑠W氏不銹鋼體在氯離子面前不堪一擊，只有針對我們的設(shè)備材質(zhì)、工藝情況、設(shè)備工作狀況，決定氯離子的控制標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)椴讳P鋼發(fā)生腐蝕的條件與介質(zhì)的濃度、環(huán)境溫度以及接觸介質(zhì)的金屬表面的狀態(tài)都有關(guān)系。一般在壓力容器水中的氯離子濃度小于25ppm,但對于我公司的不銹鋼設(shè)備，特別是精餾塔冷凝器不但要控制脫鹽水的ph值、硬度，氯離子濃度也控制在10ppm以下，這才能保證設(shè)備不被腐蝕，安全運(yùn)行。l 選用不銹鋼種類與cl濃度直接相關(guān),具體如下：材料耐cl離子腐蝕能力不僅與cl離子濃度有關(guān)系，與介質(zhì)溫度也有關(guān)系。130c、10ppm用304，25ppm，溫度在120c以下（包括120c）用304，,130c，用316;5080ppm，溫度在50c以下（包括50c）用304，50130c，用316;110-150ppm，溫度在50c以下（包括50c）用304，50120c，用316，