氯離子不但能引起不銹鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應力腐蝕破裂。發生應力腐蝕破裂的臨界氯離子濃度隨溫度的上升而減小,高溫下,氯離子濃度只要達到10-6kg/kg(pppm),即能引起破裂。發生氯離子應力腐蝕破裂的臨界溫度為70℃。具有氯離子濃縮的條件(反復蒸干、潤濕)是最易發生破裂的。工業中發生不銹鋼氯離子應力腐蝕破裂的情況相當普遍。不銹鋼氯離子應力腐蝕破裂不僅發生在管道的內壁,發生在管道外壁的事例也屢見不鮮。


  至今人們對氯離子(zi)如何使(shi)鈍化金(jin)屬轉變為活化狀態的機理還沒有定論,但(dan)大致可分(fen)為2種(zhong)觀點:


    ①. 成相(xiang)膜理論的觀(guan)點認為,由于氯離(li)子(zi)半(ban)徑小,穿透(tou)能(neng)力強,故它(ta)最容易(yi)穿透(tou)氧化(hua)(hua)膜內極小的孔隙,到(dao)達金屬表面(mian),并(bing)與金屬相(xiang)互作用形成可(ke)溶性化(hua)(hua)合物(wu),使(shi)氧化(hua)(hua)膜的結構發(fa)生變化(hua)(hua),金屬產生腐蝕。

 

   ②. 吸附(fu)(fu)理論則認(ren)為(wei),氯離子破壞氧化(hua)膜(mo)的(de)(de)根(gen)本原因(yin)(yin)是由于氯離子有很強(qiang)的(de)(de)可被金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)吸附(fu)(fu)的(de)(de)能力,它們優先被金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)吸附(fu)(fu),并從(cong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)(mian)把氧排掉。因(yin)(yin)為(wei)氧決(jue)定(ding)著金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態,氯離子和氧爭奪金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)吸附(fu)(fu)點,甚至可以取(qu)代吸附(fu)(fu)中(zhong)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)離子與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)形成氯化(hua)物,氯化(hua)物與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)(mian)的(de)(de)吸附(fu)(fu)并不穩定(ding),形成了可溶性物質(zhi),這樣導致了腐蝕的(de)(de)加速。


  具有(you)(you)自(zi)鈍(dun)化(hua)(hua)特性的(de)金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)含(han)有(you)(you)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)介(jie)(jie)質中(zhong)(zhong)(zhong),經常(chang)發生孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)通常(chang)沿(yan)著重力(li)方向(xiang)(xiang)或(huo)橫向(xiang)(xiang)方向(xiang)(xiang)發展,孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)一旦形成(cheng),具有(you)(you)深(shen)挖的(de)動(dong)力(li),即向(xiang)(xiang)深(shen)處自(zi)動(dong)加(jia)速。含(han)有(you)(you)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)水溶(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong),不(bu)(bu)銹鋼(gang)表面的(de)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)便(bian)產生了溶(rong)解,其原(yuan)因是氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)能(neng)(neng)優(you)先有(you)(you)選擇(ze)地吸(xi)附(fu)在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)上,把氧(yang)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)排(pai)掉,然后和氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)結(jie)合成(cheng)可溶(rong)性氯(lv)(lv)化(hua)(hua)物,結(jie)果在(zai)基底金(jin)(jin)屬(shu)上生成(cheng)孔(kong)(kong)徑(jing)為(wei)20~30μm小蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑,這些小蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑便(bian)是孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)(he)。在(zai)外(wai)加(jia)陽(yang)極極化(hua)(hua)條件下,只要介(jie)(jie)質中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)(you)一定(ding)量的(de)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi),便(bian)可能(neng)(neng)使(shi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)(he)發展成(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)。在(zai)自(zi)然條件下的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi),含(han)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)介(jie)(jie)質中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)(you)氧(yang)或(huo)陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)氧(yang)或(huo)陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)氧(yang)化(hua)(hua)劑時(shi),能(neng)(neng)促使(shi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)核(he)(he)長大成(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)。耐孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)基本上可分為(wei)3類:鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang);鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)-奧氏(shi)體(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)鋼(gang);奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。


  降低氯(lv)離子腐蝕的(de)措(cuo)施(shi)有(you):


   ①. 設計時應優先(xian)選用耐(nai)孔蝕材料。


   ②. 降低(di)氯離(li)子在介(jie)質中的含量(liang),操(cao)作(zuo)時(shi)嚴防跑(pao)、冒、滴、漏等現象(xiang)的發生。


   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(cai)用外加(jia)陰極(ji)電流(liu)保護,抑制孔蝕。加(jia)強(qiang)管(guan)理(li),做好管(guan)道的(de)定期檢驗,以保證管(guan)道在合理(li)的(de)壽命期限(xian)內(nei)安(an)全運行。材料耐氯(lv)離子(zi)(zi)腐蝕能(neng)力不僅與(yu)氯(lv)離子(zi)(zi)濃度有關系(xi),與(yu)介質溫度也有關系(xi)。


  作為(wei)管外(wai)側的(de)腐蝕因素,被認(ren)為(wei)是保溫(wen)(wen)材料的(de)問題,對保溫(wen)(wen)材料進行分析(xi),被檢驗(yan)出含(han)(han)有約0.5%的(de)氯離子。這個數位可認(ren)為(wei)是保溫(wen)(wen)材料中含(han)(han)有的(de)雜質,或由于(yu)保溫(wen)(wen)層破損、浸入的(de)雨水中帶入并經過(guo)濃縮的(de)結果。





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