氯離子不但能引起不(bu)銹(xiu)鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應力腐蝕破(po)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。


  至今人們對氯離子如何使鈍化金屬轉變(bian)為活(huo)化狀態(tai)的機理還沒(mei)有定論,但大(da)致可分為2種觀點:


    ①. 成相(xiang)膜(mo)理論的(de)(de)觀(guan)點認為,由于(yu)氯離子半徑小(xiao),穿透能力強,故它最容易穿透氧化膜(mo)內極小(xiao)的(de)(de)孔隙,到達金屬表面(mian),并與(yu)金屬相(xiang)互作用形成可溶性(xing)化合物,使氧化膜(mo)的(de)(de)結構發生(sheng)變化,金屬產生(sheng)腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)附(fu)理論(lun)則(ze)認為(wei)(wei),氯(lv)離子(zi)破(po)壞(huai)氧(yang)化(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)(de)根本(ben)原因(yin)是由于氯(lv)離子(zi)有很強的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)被金屬(shu)(shu)(shu)吸(xi)附(fu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力,它(ta)們優先被金屬(shu)(shu)(shu)吸(xi)附(fu),并(bing)從金屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)把氧(yang)排掉。因(yin)為(wei)(wei)氧(yang)決(jue)定(ding)著金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)(hua)狀態(tai),氯(lv)離子(zi)和氧(yang)爭奪金屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)上的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)點,甚至可(ke)(ke)以取代吸(xi)附(fu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)(hua)離子(zi)與金屬(shu)(shu)(shu)形(xing)成氯(lv)化(hua)(hua)物(wu),氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)與金屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)并(bing)不穩(wen)定(ding),形(xing)成了可(ke)(ke)溶性(xing)物(wu)質,這樣導致了腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)加速。


  具有(you)(you)自鈍化(hua)特(te)性(xing)的(de)(de)(de)金屬在含有(you)(you)氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)介質(zhi)中(zhong),經常(chang)發生(sheng)孔蝕(shi)(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)(shi)孔通常(chang)沿著重力方向(xiang)或(huo)橫(heng)向(xiang)方向(xiang)發展,孔蝕(shi)(shi)(shi)一旦(dan)形成(cheng),具有(you)(you)深挖(wa)的(de)(de)(de)動力,即向(xiang)深處自動加(jia)速(su)。含有(you)(you)氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)水溶液中(zhong),不銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)膜便(bian)產生(sheng)了溶解,其原因(yin)是氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)能優先有(you)(you)選擇(ze)地吸附在氧(yang)化(hua)膜上(shang),把(ba)氧(yang)原子(zi)(zi)排掉,然后和氧(yang)化(hua)膜中(zhong)的(de)(de)(de)陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)結合成(cheng)可(ke)溶性(xing)氯化(hua)物,結果(guo)在基底金屬上(shang)生(sheng)成(cheng)孔徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)(shi)坑,這些(xie)小蝕(shi)(shi)(shi)坑便(bian)是孔蝕(shi)(shi)(shi)核(he)。在外加(jia)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)條件(jian)下,只(zhi)要介質(zhi)中(zhong)含有(you)(you)一定量的(de)(de)(de)氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi),便(bian)可(ke)能使蝕(shi)(shi)(shi)核(he)發展成(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)孔。在自然條件(jian)下的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi),含氯離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)介質(zhi)中(zhong)含有(you)(you)氧(yang)或(huo)陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)氧(yang)或(huo)陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)氧(yang)化(hua)劑時,能促(cu)使蝕(shi)(shi)(shi)核(he)長大成(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)孔。耐孔蝕(shi)(shi)(shi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)基本(ben)上(shang)可(ke)分(fen)為3類:鐵素(su)(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang);鐵素(su)(su)體-奧氏體雙(shuang)相鋼(gang)(gang);奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。


  降低氯離子腐蝕的措施有:


   ①. 設計時應優先選(xuan)用耐孔蝕(shi)材料。


   ②. 降低氯離子(zi)在(zai)介質中的含量,操作時嚴(yan)防(fang)跑、冒、滴(di)、漏等現象(xiang)的發生(sheng)。


   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(yong)外加陰極電流(liu)保護,抑制孔蝕。加強管(guan)理,做好管(guan)道的定期檢驗,以保證管(guan)道在合理的壽命期限(xian)內安全運(yun)行。材料(liao)耐氯(lv)離(li)子(zi)腐蝕能力不(bu)僅(jin)與氯(lv)離(li)子(zi)濃度(du)有(you)關系,與介(jie)質(zhi)溫度(du)也有(you)關系。


  作(zuo)為管外(wai)側的(de)腐蝕因(yin)素,被認為是保溫材料的(de)問題,對保溫材料進(jin)行分(fen)析,被檢驗出含(han)有(you)約0.5%的(de)氯離子(zi)。這(zhe)個數位可認為是保溫材料中(zhong)含(han)有(you)的(de)雜質,或(huo)由于保溫層破損、浸入(ru)的(de)雨水中(zhong)帶入(ru)并(bing)經過濃縮(suo)的(de)結(jie)果。





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