不銹鋼的均(jun)勻(yun)腐(fu)蝕(連續腐蝕)是在得不到鈍化環境中(即全面活性的環境中)引起的腐蝕。如常見的在鹽酸、硫酸、磷酸以及有機酸等這些氧化力較弱的酸(非氧化性酸)的環境中所發生的腐蝕。
在(zai)表3-2中,列出了(le)金屬耐均勻(yun)腐蝕等級及應用場合(he)。
1. 不(bu)銹鋼對(dui)硫酸的耐腐蝕性
不銹鋼不能完全防止硫酸的腐蝕。當不銹(xiu)鋼(gang)使用在硫酸的環境中時,推薦的使用范圍見表3-3。
稀硫酸、中等(deng)濃(nong)度硫酸是還原性(xing)酸,06Cr17Ni12Mo2(316)、022Cr17Ni12Mo2(316)、06Cr17Ni12Mo2Ti(316Ti)不銹(xiu)(xiu)鋼對(dui)其有一定耐腐蝕性(xing)。高Mo奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼和(he)高Mo雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼耐硫酸腐蝕性(xing)能(neng)更佳(jia),如非標不銹(xiu)(xiu)鋼022Cr17Ni17Si6和(he)022Cr18Ni20Si6MoCu。
常用(yong)不銹(xiu)鋼在(zai)硫酸中的腐蝕速度,見(jian)表3-4。
2. 不銹(xiu)鋼對硝酸(suan)的耐腐蝕性
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是耐硝(xiao)酸(suan)腐(fu)蝕(shi)的(de)良好材料。在制造硝(xiao)酸(suan)設備中,幾(ji)乎全部使(shi)用了(le)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。不(bu)(bu)但如此(ci),為了(le)強(qiang)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)鈍(dun)化(hua)薄膜,在生產中常常采用酸(suan)洗來鈍(dun)化(hua)處(chu)(chu)理不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。酸(suan)洗鈍(dun)化(hua)處(chu)(chu)理就是將不(bu)(bu)銹(xiu)鋼浸漬在一定(ding)濃度一定(ding)溫(wen)度的(de)硝(xiao)酸(suan)溶液(ye)中進(jin)行的(de)。有關不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在硝(xiao)酸(suan)溶液(ye)中的(de)耐腐(fu)蝕(shi)等級,見表3-5。
表3-5 幾種常用不銹鋼在硝酸溶液中耐腐蝕等級
3. 不銹鋼對鹽酸的耐腐蝕性
因為鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)是(shi)弱氧化性酸(suan)(suan)(suan)(suan),它不(bu)(bu)(bu)能夠保(bao)持不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)鈍(dun)化薄膜,即造成對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)整(zheng)體腐蝕(連續腐蝕)。雖然對稀硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)也(ye)有選用06Cr17Ni12Mo2 (316)、06Cr19Ni13Mo3(317)以及雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼022Cr23Ni5Mo3(2205),但(dan)是(shi)對鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)而言,多(duo)數是(shi)使用哈斯(si)特(te)洛(luo)依(Hastelloy)合金。有關不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼在鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶液中的(de)腐蝕速度,見表3-6。
表3-6 幾種常用不銹(xiu)鋼在鹽酸溶液中腐蝕速度
4. 不(bu)銹鋼(gang)對磷酸的耐腐(fu)蝕性
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)但不(bu)能(neng)完全防止(zhi)磷(lin)(lin)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕,還會因(yin)磷(lin)(lin)酸(suan)中所含的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi),導(dao)致不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)。磷(lin)(lin)酸(suan)中加(jia)劇(ju)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)不(bu)純物(wu)有氟化(hua)(hua)物(wu),氟硅化(hua)(hua)物(wu)以及氯化(hua)(hua)物(wu)。化(hua)(hua)學工業使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)大不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)罐多數是用(yong)(yong)于儲存和運輸(shu)(shu)(作為化(hua)(hua)肥原料)磷(lin)(lin)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)。因(yin)為磷(lin)(lin)酸(suan)中所含雜(za)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同,所以引起腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)事(shi)故類型很多。因(yin)此,在(zai)運輸(shu)(shu)磷(lin)(lin)酸(suan)過(guo)程(cheng)中使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)選用(yong)(yong)上,應(ying)從06Cr19Ni10(304)開始,逐步選用(yong)(yong)更(geng)高(gao)級別的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),直到(dao)變換成用(yong)(yong)高(gao)度耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)06Cr17Ni12Mo2(316)鋼(gang)(gang)或雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang) 022Cr23Ni5Mo3(2205)等。有關不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)磷(lin)(lin)酸(suan)溶液中的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速度,見(jian)表3-7。
表3-7 幾種不(bu)銹鋼在磷酸(suan)溶液中腐蝕速度
5. 對堿的耐腐蝕性
最具(ju)有代表性的堿是氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉。不(bu)銹(xiu)鋼對(dui)氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉的耐(nai)腐蝕性尚可(ke)。
不銹鋼的鈍化薄膜是由鉻(Cr)形成的,但在氫氧化鈉溶液中,不銹鋼表面鈍化以后,電位提高,CrO2-4有選擇性地溶解,就耐堿性而言,鉻(Cr)不是令人滿意的元素。在氫氧化鈉溶液中、鐵素體型(Cr型)不銹鋼還不如普通鋼的耐腐蝕性強。奧氏體型不銹鋼含鎳(Ni)量多時,相應地可以提高對堿的耐腐蝕性。預防氫氧化鈉溶液的腐蝕,鎳(Ni)是重要的元素。
高(gao)純高(gao)鉻鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼,如(ru)022Cr27Mo、008Cr30Mo2,具有(you)優異的耐NaOH腐蝕性能,含Cr大于(yu)26%的高(gao)鉻鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼耐NaOH腐蝕性能,甚至(zhi)優于(yu)純鎳。
6. 海水腐蝕
海水的鹽分濃度依海域的不同多少有些變化,遠洋中鹽分為3.2%~3.6%,當鹽分在3.43%時,其冰點為-1.9℃,其密度在17.5℃時為1.062g/cm3,電阻為19~20Ω,海水氧濃度通常為(5~10)x10-6,pH值為8.1~8.3。
不銹鋼在海水中的均勻腐蝕量(整體腐蝕量)與鋼種沒有太大關系,但是容易發生間隙腐蝕或孔腐蝕。對于這種局部腐蝕依鋼種不同其腐蝕程度也各異,要注意避免造成重大事故。發生縫隙腐蝕或孔腐蝕的原因是海水中含有氯離子(Cl-)和溶存氧。在間隙部位,海水中的氯離子濃度高而且pH值低,則發生縫隙腐蝕。
發生點腐蝕的原因是當海水中的氯離子(Cl-)濃度達到某種程度以上時,在鈍化薄膜的缺陷部分和構成薄膜的氧進行置換而被化學性地吸附,進而成為金屬的氯絡離子而溶解。從陽極溶解開始,由于溶存氧的存在而促進陰極反應,孔腐蝕就會急劇地進展。在港灣停船時,震蕩的海水飛濺在船體上,由于浸泡和干燥反復進行,則會因為海水中的氯離子(Cl-)濃度提高而發生劇烈的孔腐蝕。近年來,有的船體包覆了超級不銹鋼(如超低碳20Cr-18Ni-6Mo和超低碳22Cr-25Ni-6Mo),有的采取涂覆和犧牲陽極防腐處理技術。
就腐蝕(shi)而(er)言,海(hai)(hai)水(shui)(shui)和淡(dan)水(shui)(shui)比較起來,海(hai)(hai)水(shui)(shui)的電(dian)(dian)池作用(yong)顯著地(di)增大(da)。在(zai)海(hai)(hai)水(shui)(shui)中,自然電(dian)(dian)位排列如(ru)圖3-1所示。在(zai)海(hai)(hai)水(shui)(shui)中使用(yong)金屬(shu)時的注意事項如(ru)下:
①. 在(zai)結構上盡可(ke)能地使用一(yi)種金屬;
②. 如果使用一種金屬不可以時(shi),在(zai)主(zhu)要零部(bu)件上,要選取(qu)在(zai)電位上“貴”的(de)金屬材料(liao);
③. 預(yu)計(ji)普通金(jin)屬方面(mian)的腐(fu)蝕(shi)量,在設(she)計(ji)時,預(yu)先考慮其腐(fu)蝕(shi)余量;
④. 在易被(bei)腐蝕的普通金屬表(biao)面上進行涂裝或(huo)包覆。