一、孔(kong)蝕


 孔蝕指在金屬表面上局部形成的具有一定深度的小孔或銹斑腐蝕,在許多資料上,也叫點蝕。孔蝕常常被銹層、腐蝕產物等覆蓋,因而難以發現。孔蝕一般系在特定的腐蝕介質中產生,特別是在含有Cl-(包括Br-,I-)離子的介質中產生。孔蝕不僅可導致設備、管線等穿孔而破壞,而且常常誘發晶間腐蝕、應力腐蝕破裂和腐蝕疲勞。


  一般認為,不銹鋼的孔蝕是在金屬表面非金屬夾雜物、析出相、晶界、位錯露頭等缺陷處,由于此處鈍化膜較脆弱,在特定腐蝕介質作用下,鈍化膜修復能力差而造成的破壞。孔蝕的出現包括成核和擴展兩個階段,現以鋼的表面上存在硫化錳夾雜為例簡述如下。孔蝕的成核。在溶液中有Cl-存在時,金屬表面有硫化錳夾雜的部位,由于難以鈍化和再鈍化而產生優先溶解并形成小孔坑,硫化物溶解產生H+(或硫化氫),對金屬的新鮮表面產生活化作用,阻止小蝕坑的再鈍化,使其繼續溶解,蝕坑溶解到超過臨界尺寸(數十微米),便成為孔蝕源。


  孔蝕的擴展。孔蝕源形成后,溶解下來的金屬離子會產生水解而生成H+并使局部溶液的pH值下降,進而又加速金屬的溶解,使孔坑進一步擴大、加深。隨著腐蝕孔的加深并由于腐蝕產物覆蓋了蝕坑口,從而使腐蝕孔物質遷移困難,導致腐蝕孔內pH值的進一步降低,同時,Cl-在腐蝕孔內富集,使腐蝕孔進一步加速擴大并加深,最后形成孔蝕。溶液中Cl-濃度升高、溫度升高及pH值下降都使孔蝕容易產生且加速腐蝕。鉻、鉬、氮等元素對提高不銹鋼耐孔蝕性能非常有效,目前人們多用孔蝕抗力當量PRE值來表示不銹鋼的耐孔蝕能力,PRE值可根據鋼的化學成分計算,PRE值越高,鋼的耐孔蝕性能越好。


   PRE=%Cr+3.3×%Mo+(13~30)×%N


  提(ti)高不銹鋼(gang)的(de)純度,降低(di)鋼(gang)中氣體(ti)和非金屬夾雜物的(de)含(han)量,可提(ti)高耐孔蝕(shi)性能(neng)(neng),降低(di)鋼(gang)中的(de)組織不均勻性,減少(shao)M23C6等碳化物和o、X相(xiang)等金屬間相(xiang)析出(chu),減少(shao)各種缺陷(xian)都(dou)可以提(ti)高耐孔蝕(shi)性能(neng)(neng)。


二、縫(feng)隙腐蝕(shi)


  金(jin)屬表面(mian)上由(you)于(yu)存在異物(wu)(wu)或結(jie)構上的原因(yin)而形成縫(feng)(feng)隙(xi)(xi),使(shi)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)溶液(ye)中與腐(fu)蝕(shi)(shi)有(you)(you)關(guan)的物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)遷(qian)移困(kun)難,所(suo)引起的縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)金(jin)屬的腐(fu)蝕(shi)(shi),總稱為縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)。幾乎所(suo)有(you)(you)金(jin)屬和(he)所(suo)有(you)(you)的腐(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)(zhi)都有(you)(you)可能產生(sheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)尺寸有(you)(you)一(yi)定的要求,即要使(shi)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)外(wai)溶液(ye)之間的物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)遷(qian)移發(fa)生(sheng)困(kun)難,同時(shi)溶液(ye)又能進入縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)。縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)一(yi)般在0.025~0.1mm之間,就可能發(fa)生(sheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)。腐(fu)蝕(shi)(shi)形態(tai)從縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)金(jin)屬的孔蝕(shi)(shi)到(dao)均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)都有(you)(you)。


  縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)可分為孔(kong)蝕(shi)型(xing)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)和(he)活化型(xing)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)兩種。孔(kong)蝕(shi)型(xing)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)由孔(kong)蝕(shi)起(qi)(qi)源的(de)(de),這種腐(fu)(fu)蝕(shi)過程(cheng)中(zhong),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)金屬(shu)鹽的(de)(de)濃(nong)縮,使縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內金屬(shu)表(biao)面(mian)鈍(dun)化膜(mo)發(fa)生(sheng)氧化性(xing)破(po)壞(huai)(被(bei)擊穿),產(chan)(chan)(chan)生(sheng)由孔(kong)蝕(shi)起(qi)(qi)源的(de)(de)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。活化型(xing)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)由于縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)存(cun)在(zai),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內溶(rong)(rong)(rong)液組成物質(zhi)遷(qian)移產(chan)(chan)(chan)生(sheng)困難。例(li)如(ru),溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)氧只能通(tong)過擴散才能進入(ru),而且擴散緩慢(man),為維(wei)持(chi)不(bu)銹鋼鈍(dun)態(tai),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內溶(rong)(rong)(rong)解(jie)氧迅速消耗掉,而又得不(bu)到及時補充(chong),當縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內溶(rong)(rong)(rong)解(jie)氧降(jiang)(jiang)到一定程(cheng)度時,致(zhi)使不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)鈍(dun)化膜(mo)開始還原性(xing)溶(rong)(rong)(rong)解(jie),這種溶(rong)(rong)(rong)解(jie)的(de)(de)結果(guo)使腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)(chan)(chan)物金屬(shu)鹽逐漸濃(nong)縮,通(tong)過水解(jie),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內溶(rong)(rong)(rong)液的(de)(de)pH值急劇下降(jiang)(jiang),當pH值降(jiang)(jiang)低到溶(rong)(rong)(rong)液不(bu)能使不(bu)銹鋼維(wei)持(chi)鈍(dun)態(tai)的(de)(de)臨界(jie)pH值時,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)內不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)的(de)(de)鈍(dun)化膜(mo)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)還原性(xing)破(po)壞(huai)而形(xing)成縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。


  為防止縫隙腐蝕,主要是在結構設計中盡量避免形成縫隙,避免造成容易產生表面沉積的幾何條件,選擇合適材料。對于不銹鋼來說,提高鉻、鉬含量,有利于耐腐蝕性能,有的資料提出,不銹鋼耐縫隙腐蝕的當量為%Cr+3.3×%Mo+30×%N。盡管有高鉻、鉬含量各類不銹鋼,但它們的耐縫隙腐蝕仍不十分理想,一般認為,高鉻、鉬鎳基合金或鐵鎳基合金有很好的耐腐蝕性能,如 Iconel 625Hastelloy C-276Hastelloy C-4 等合金。