氯離子不但能引起不銹(xiu)鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應(ying)力(li)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。
至今人們對氯離子如(ru)何使鈍化(hua)金(jin)屬轉變為活(huo)化(hua)狀態的(de)機理還沒(mei)有定論,但(dan)大(da)致可(ke)分(fen)為2種(zhong)觀點:
①. 成相膜(mo)(mo)理(li)論的觀點認為,由于(yu)氯離子半(ban)徑小(xiao),穿(chuan)透能力強,故(gu)它最容易穿(chuan)透氧化(hua)(hua)膜(mo)(mo)內極小(xiao)的孔隙,到(dao)達(da)金(jin)屬(shu)表面,并與金(jin)屬(shu)相互作(zuo)用(yong)形(xing)成可溶(rong)性化(hua)(hua)合物,使氧化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的結(jie)構發生變化(hua)(hua),金(jin)屬(shu)產生腐蝕。
②. 吸(xi)(xi)(xi)附(fu)理(li)論則認(ren)為(wei),氯(lv)離(li)子(zi)(zi)破壞(huai)氧(yang)(yang)化(hua)膜的(de)(de)根本原因是由于氯(lv)離(li)子(zi)(zi)有(you)很強(qiang)的(de)(de)可(ke)被(bei)金屬(shu)(shu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)能力,它(ta)們優先被(bei)金屬(shu)(shu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu),并(bing)從金屬(shu)(shu)表面把氧(yang)(yang)排掉。因為(wei)氧(yang)(yang)決定著金屬(shu)(shu)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)狀態,氯(lv)離(li)子(zi)(zi)和氧(yang)(yang)爭奪金屬(shu)(shu)表面上的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)點,甚至可(ke)以取代吸(xi)(xi)(xi)附(fu)中的(de)(de)鈍(dun)化(hua)離(li)子(zi)(zi)與(yu)金屬(shu)(shu)形(xing)成氯(lv)化(hua)物(wu)(wu),氯(lv)化(hua)物(wu)(wu)與(yu)金屬(shu)(shu)表面的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)并(bing)不穩定,形(xing)成了可(ke)溶性(xing)物(wu)(wu)質(zhi),這樣導(dao)致了腐蝕的(de)(de)加速。
具(ju)有(you)(you)自(zi)鈍化(hua)特(te)性的金屬在(zai)含(han)(han)有(you)(you)氯(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)的介質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong),經常(chang)發生孔(kong)(kong)蝕(shi)。蝕(shi)孔(kong)(kong)通常(chang)沿(yan)著重力方(fang)向(xiang)或(huo)(huo)橫向(xiang)方(fang)向(xiang)發展(zhan),孔(kong)(kong)蝕(shi)一(yi)旦形成(cheng),具(ju)有(you)(you)深挖的動力,即(ji)向(xiang)深處自(zi)動加速。含(han)(han)有(you)(you)氯(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)的水溶(rong)液中(zhong)(zhong),不(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面的氧化(hua)膜便(bian)產生了溶(rong)解(jie),其原(yuan)因是氯(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)能優先有(you)(you)選擇地吸附在(zai)氧化(hua)膜上,把氧原(yuan)子(zi)(zi)排(pai)掉,然(ran)后和(he)氧化(hua)膜中(zhong)(zhong)的陽(yang)離(li)子(zi)(zi)結合成(cheng)可溶(rong)性氯(lv)(lv)(lv)化(hua)物,結果(guo)在(zai)基(ji)底金屬上生成(cheng)孔(kong)(kong)徑為20~30μm小蝕(shi)坑,這些小蝕(shi)坑便(bian)是孔(kong)(kong)蝕(shi)核(he)。在(zai)外加陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)條(tiao)件(jian)下,只要介質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)含(han)(han)有(you)(you)一(yi)定量的氯(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi),便(bian)可能使(shi)蝕(shi)核(he)發展(zhan)成(cheng)蝕(shi)孔(kong)(kong)。在(zai)自(zi)然(ran)條(tiao)件(jian)下的腐蝕(shi),含(han)(han)氯(lv)(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)的介質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)含(han)(han)有(you)(you)氧或(huo)(huo)陽(yang)離(li)子(zi)(zi)氧或(huo)(huo)陽(yang)離(li)子(zi)(zi)氧化(hua)劑時,能促使(shi)蝕(shi)核(he)長大(da)成(cheng)蝕(shi)孔(kong)(kong)。耐孔(kong)(kong)蝕(shi)不(bu)銹(xiu)鋼基(ji)本上可分為3類(lei):鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼;鐵(tie)素體(ti)-奧氏體(ti)雙相鋼;奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼。
降低氯離子腐蝕的(de)措施有:
①. 設計(ji)時應(ying)優先選(xuan)用(yong)耐孔(kong)蝕材(cai)料(liao)。
②. 降低氯(lv)離(li)子(zi)在介質中的含量,操(cao)作時嚴防跑、冒(mao)、滴、漏(lou)等現象的發生。
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. 采用(yong)外(wai)加陰極電流保(bao)護,抑制(zhi)孔(kong)蝕。加強(qiang)管理,做(zuo)好管道的定期檢驗,以保(bao)證管道在合理的壽命期限內安全運行(xing)。材料耐氯離子腐蝕能(neng)力不僅與氯離子濃度有關(guan)系,與介質溫度也(ye)有關(guan)系。
作為(wei)管外側的腐蝕因(yin)素,被認為(wei)是保溫(wen)材料的問(wen)題,對保溫(wen)材料進行分(fen)析,被檢驗(yan)出含有約0.5%的氯離子。這個數位可認為(wei)是保溫(wen)材料中(zhong)含有的雜(za)質,或(huo)由于保溫(wen)層破(po)損、浸入的雨水(shui)中(zhong)帶入并經過濃縮(suo)的結果。

