氯離子對(duì)不銹鋼腐蝕地機(jī)理

1、氯離子對(duì)不銹鋼腐蝕的機(jī)理在化工生產(chǎn)中，腐蝕在壓力容器使用過(guò)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(duì)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(duì)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

2、孔隙，到達(dá)金屬表面，并與金屬相互作用形成了可溶性化合物，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(zhēng)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(duì)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(gè)特定的電位值，在此電位下，不銹鋼開始活化。這個(gè)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

3、，可以通過(guò)擊穿電位值來(lái)衡量不銹鋼鈍化狀態(tài)的穩(wěn)定性以及在各 種介質(zhì)中的耐腐蝕能力。3. 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(shí)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；鐵素體一奧氏體雙相鋼 ；奧氏體不銹鋼。設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)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(duì)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FeCI3溶液中加入 3 %的NaN02 ，可長(zhǎng)期防止1Cr18Ni9Ti 鋼的孑L蝕。(4

4、 )采用外加陰極電流保護(hù)，抑制孔蝕。氯離子對(duì)不銹鋼制壓力容器的腐蝕，對(duì)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(zhǎng)期使用中，由于各種錯(cuò)綜復(fù)雜因素的聯(lián)合作用，容器也會(huì)受到一定的腐蝕。雖然目前對(duì)防止氯離子對(duì)不銹鋼腐蝕的方法還不十分完善，但掌握一些最基本的防護(hù)措施，對(duì)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)安全運(yùn)行。(1).氯離子對(duì)不銹鋼設(shè)備耐蝕性的影響工作介質(zhì)中氯離子的含量和工作溫度對(duì)不銹鋼應(yīng)力腐蝕的影響很大。例如天津某廠水加熱器腐蝕嚴(yán)重，采用了全不銹鋼

5、材質(zhì)后，使用幾個(gè)月就出現(xiàn)了漏液現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)熱水中含有氯離子和氧。不銹鋼在一定溫度下不能耐氯離子腐蝕，特別是介質(zhì)中有氧存在的條件下，氧的存在能加速腐蝕。在實(shí)際生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn) 氯離子在一定濃度和溫度時(shí)，不銹鋼的耐蝕性還不如碳鋼；但在氯離子合量很少或含量高、溫 度不高的條件下，還是遠(yuǎn)比碳鋼好。在這一點(diǎn)上，溫度對(duì)耐蝕性的影響比氯離子濃度的影響更 大。所以在選材時(shí)，除考慮氯離子的濃度外，特別要注意溫度的影響。提高奧氏體合金中鎳的 含量，是防止氯離子引起的應(yīng)力開裂的一種有效方法。含鎳42%以上的合金完全能耐氯離子 引起的腐蝕開裂，如825合金、G合金、625合金。而含鎳8%12%的合金是最容易發(fā)

6、生應(yīng) 力開裂的201 的含 Ni3.5-5.5 , 202 的含 Ni4.0-6.0 , 301 的含 Ni6.0-8.0 , 302 的含 Ni8.0-10.0 , 302HQ/XM7 的含 Ni8.5-10.5 , 303 的 含 Ni8.0-10.0 , 303Cu , 304 , 304H,304HC,304HCM, 的含 Ni8.0-10.0 ,304L 的含 Ni9.0-1.3 , 304M 的含 Ni8.9-10.0 , 304N1 的含 Ni7.0-10.5 , 305 的含 Ni10.5-13.0 , 305J1 的含 Ni11.0-13.5 , 309S 的含 Ni12.0

7、-15.0 , 310S 的含 Ni19.0-22.0 , 314 的含 Ni19.0-22.0 , 316 的含 Ni10.0-14.0 , 316Cu 的含 Ni10.0-14.0 , 316L 的含 Ni12.0-15.0 , 321 的含 Ni9.0-13.0,410 , 416 , 420 , 410L,430,430F,這些不含 Ni , 631 (J1)的含 Ni6.5-8.5日本美國(guó)比利時(shí)德國(guó)法國(guó)ISO中國(guó)俄羅斯JISASTMBS970Part1DIN17400-96NFA35-578-91683/13-86GB 1220-92GOST 5632-72G4303-9A276-9

8、BSEN10088-1-95DINEN10088-1-95NFEN10088-1-95TR4956/84161Cr17M n6Ni5N-SUS201201X12CrM nNiN 17-7-5X12CrM nNiN17-7-5X12CrM nNiN17-7-5A-21Cr18M n8Ni5N12KH17G9AH4SUS202202X12CrM nNiN 18-9-5X12CrM nNiN18-9-5X12CrM nNiN18-9-5A-31Cr17Ni7-SUS301301BS970Part1-96 301S21-NFA35-574-95Z12CN17.07141Cr18Ni912KH18H9S

9、US302302302S31DIN17440-96X12CrNi18-9Z10CN18.0912Y1Cr18Ni9-SUS303303303S31X12CrNiS18-9Z10CNF18.0917Y1Cr18Ni9Se12KH18H10ESUS303S e303Se303S42-17a0Cr18Ni908KH18H10SUS304304304S31X5CrNi18-10Z7CN18.091100Cr19Ni1103KH18H11SUS304L304L304S11X2CrNi19-11X2CrNi19-11100Cr19Ni9N-SUS304N1304N-0Cr19Ni10NbN-SUS304N

10、2XM21-00Cr18Ni10N-SUS304LN-X2CrNiN18-10X2CrNiN18-10X2CrNiN18-1010N1Cr18Ni1212KH18H12TSUS305305X4CrNi18-12X4CrNi18-12X4CrNI18-12130Cr23Ni13-SUS309S309S-NFA35-578-91Z15CN23-13150Cr25Ni20-SUS310S310S310S31-Z8CN25-201608KH17H13M200Cr17Ni12Mo22TSUS316316316S31X5CrNiMo17-12-2Z7CND17-12-220a316Ti0Cr18Ni12M

11、o2T08KH17H13MSUS316TiS3163320S31X6CrNiMoTi17-12-2X6CrNiMoTi17-12-21i2T5203KH17H14M1900Cr17Ni14Mo22SUS316L316L316S13X2CrNiMo18-14-3X2CrNiMo17-12-219a0Cr17Ni12Mo2SUS316N316NX5CrNiMo17-12-2X5CrNiMo17-12-2X5CrNiMo17-12-2N00Cr17Ni13Mo2SUS316L316LNX2CrNiMo17-11-2X2CrNiMoN17-11-2X2CrNiMo17-11-219NNN19aN0Cr

12、18Ni12Mo2CSUS316Ju2100Cr18Ni14Mo2SUS316JICu2L0Cr19Ni13Mo308KH17H15M3TSUS317317316S33X5CrNiMo17-13-3-00Cr19Ni13Mo303KH16H15M3SUS317L317LPart-4 317S12X2CrNiMo18-15-4X2CrNiMo18-15-4240Cr18Ni16Mo5-SUS317J1-1Cr18Ni9Ti12KH18H10T-321321S31X6CrNitl18-10X6CrNiTi18-10110Cr18Ni10Ti08KH18H10TSUS321321321S31X6Cr

13、NiTi18-10X6CrNiTi18-10150Cr18Ni11Nb08KH18H12BSUS347347347S31X6CrNiNb18-10X6CrNiNb18-10160Cr18Ni9Cu3SUSXM7XM7X3CrNiCu18-9-4X3CrNiCu18-9-4X3CrNiCu18-9-4-0Cr18Ni13Si4-SUSXM15J1XM15-0Cr26Ni5Mo2-SUS329J1-1Cr18Ni11Si4Al15KH18H12GTi4TYU0Cr13AI-SUS405405405S31X6CrAl13X6CrAl13500Cr12-SUS410L-Z3CT12-1Cr1712KH

14、17SUS430430430S17X6Cr17X6Cr178YCr17SUS430F-X6CrMoS17-8a1Cr17MoSUS434-X6CrMo17-1X6CrMo17-1X6CrMo17-19c00Cr30Mo2SUS447J1-00Cr27MoSUSXM27XM27-1Cr12SUS403403410S21X6Cr13X6Cr1331Cr1312KH13SUS410410410S21X12Cr13-30Cr13AeSUS405405403S17X6Cr13X6Cr131Y1Cr13SUS416-416S21-X12CrS1371Cr13MoSUS410J1-X12CrM1262Cr1

15、320KH13SUS420J1420420S37X20Cr13X20Cr1343Cr1330KH13SUS420J2420420S37X30Cr13X30Cr135Y3Cr13SUS420F-4Cr1340KH13-X46Cr13X46Cr13X46Cr13-1Cr17Ni214KH17H2SUS431431431S29X17CrNi16-2X17CrNi16-2967Cr17SUS440A-8Cr17SUS440B-9Cr1795KH18SUS440C-11Cr17SUS440C-Y11Cr17SUS440F-9Cr18MoSUS440C440C-9Cr18MoV-X90CrMoV18X90

16、CrMoV18X90CrMoV18-0Cr17Ni4Cu4NbSUS630ASTM A564M-95 S17400-ISO683/16-7610Cr17Ni7AI09KH17H7YUSUS63117700X7CrNiAL17-7X7CrNiAI17-7X7CrNiAI17-72SAF 2507 San dvik SAF 2507 is high-alloy super dupiex st in less steel for service un der extremely corrosive con diti ons.It is developed mainly for chloride co

17、ntaining environments like seawater and therefore, it contains high amounts of chromium (Cr) , molybdenum (Mo ) and nitrogen(N).SAF 2205San dvik SAF 2205 is a medium-alloy duplex stai nless steel with high corrosi on resista nee.This steel is the most widely used of the three. Con ti nual developme

18、nt work for many years has lead to in creased n itroge n(N) and molybdenum (Mo ) contents, thus further improving the weldability and corrosion resestanee.SAF 2304Sandvik SAF 2304 is a low-alloy duplex stainless steel. It contains no molybdunum and has lower nickel content than theother two. It is d

19、eveloped as a hihg-stre ngth and low-cost alter native to the sta ndard auste nitic grades 304L and 316L.CHEMICAL COMPOSITION (WEIGHT-%)GradeCrNiMoNC MaxSi MaxMn MaxP MaxS MaxSAF 250725740.30.0300.81.20.0350.015SAF 22052253.20.180.0301.02.00.0300.015SAF 2304234.5-0.10.0301.02.00.0350.015TYPE OF STEELSANDVIKUNSEN*W-NrDINAFNORSSSAF 2507S327501.4410-X2CrNiMoN25 7 4-2328SAF 2205S31803/S322051.44621.4462X2CrNiMON22 5 3Z2CND 22-05-032377SAF 2304S323041.43621.4362X2CrNiM23 4Z2CN 23-04AZ2327Valid for sheet / plate, strip, sem