一、孔蝕


 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


  提高不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)純度,降(jiang)低鋼(gang)中(zhong)氣體和非(fei)金(jin)屬(shu)夾雜物的(de)含量,可提高耐孔(kong)(kong)蝕性(xing)能,降(jiang)低鋼(gang)中(zhong)的(de)組(zu)織不(bu)均勻性(xing),減(jian)少(shao)M23C6等碳化物和o、X相(xiang)等金(jin)屬(shu)間相(xiang)析出,減(jian)少(shao)各(ge)種(zhong)缺陷都可以提高耐孔(kong)(kong)蝕性(xing)能。


二(er)、縫隙腐蝕


  金(jin)屬表面上(shang)由于存在(zai)異物(wu)(wu)或結構上(shang)的(de)(de)(de)原因而(er)形(xing)成縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi),使縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內溶液中與(yu)腐(fu)蝕有(you)關的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質遷(qian)移困難,所(suo)(suo)引起的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內金(jin)屬的(de)(de)(de)腐(fu)蝕,總稱為縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕。幾乎所(suo)(suo)有(you)金(jin)屬和所(suo)(suo)有(you)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕介質都有(you)可能(neng)產(chan)生(sheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)尺寸(cun)有(you)一定的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu),即要(yao)使縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內外溶液之間(jian)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質遷(qian)移發生(sheng)困難,同時溶液又能(neng)進(jin)入縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內。縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)一般(ban)在(zai)0.025~0.1mm之間(jian),就(jiu)可能(neng)發生(sheng)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕。腐(fu)蝕形(xing)態從縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內金(jin)屬的(de)(de)(de)孔(kong)蝕到(dao)均(jun)勻(yun)腐(fu)蝕都有(you)。


  縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)可(ke)分為孔(kong)蝕(shi)(shi)型縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)和活(huo)(huo)化(hua)(hua)型縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)兩種。孔(kong)蝕(shi)(shi)型縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)是由(you)孔(kong)蝕(shi)(shi)起(qi)源(yuan)的(de)(de)(de)(de),這種腐蝕(shi)(shi)過(guo)程(cheng)中,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)溶(rong)(rong)液(ye)中金屬(shu)(shu)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)濃縮,使縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)金屬(shu)(shu)表(biao)面鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)發(fa)生(sheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性破壞(被擊穿),產(chan)生(sheng)由(you)孔(kong)蝕(shi)(shi)起(qi)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)。活(huo)(huo)化(hua)(hua)型縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)是由(you)于縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)存在(zai),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)溶(rong)(rong)液(ye)組成物質遷移產(chan)生(sheng)困難。例如,溶(rong)(rong)液(ye)中的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)氧(yang)(yang)只能(neng)(neng)通過(guo)擴散(san)才能(neng)(neng)進入,而(er)且擴散(san)緩慢,為維持(chi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)態,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)溶(rong)(rong)解(jie)氧(yang)(yang)迅(xun)速消(xiao)耗(hao)掉,而(er)又得不(bu)(bu)到及時補充(chong),當縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)溶(rong)(rong)解(jie)氧(yang)(yang)降(jiang)到一定(ding)程(cheng)度時,致使不(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)面鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)開始還原(yuan)性溶(rong)(rong)解(jie),這種溶(rong)(rong)解(jie)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)使腐蝕(shi)(shi)產(chan)物金屬(shu)(shu)鹽(yan)逐漸(jian)濃縮,通過(guo)水(shui)解(jie),縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)溶(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)(de)(de)pH值急(ji)劇下降(jiang),當pH值降(jiang)低到溶(rong)(rong)液(ye)不(bu)(bu)能(neng)(neng)使不(bu)(bu)銹鋼(gang)維持(chi)鈍(dun)(dun)態的(de)(de)(de)(de)臨界pH值時,縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)內(nei)不(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)產(chan)生(sheng)還原(yuan)性破壞而(er)形(xing)成縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(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。