不銹鋼管受介質的化學及電化學作用而破壞的現象稱為腐蝕。不銹鋼管腐蝕主要有均(jun)勻腐蝕、晶間腐(fu)蝕、點腐(fu)蝕(shi)、選擇性腐蝕和應力腐蝕斷裂等。在腐蝕介質作用下,沿著或緊挨著不銹鋼晶粒邊界發生的電化學腐蝕形態稱為晶間腐蝕。不銹鋼管用于可能引起晶間腐蝕的環境時,應按GB/T 4334.1~4334.5《不銹鋼腐蝕試驗方法》進行晶間腐蝕傾向性試驗。不銹鋼壓力容器晶間腐蝕試驗方法、受檢試件狀態、驗收要求應按GB/T 21433《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗》的相關規定執行。下述介質在足夠濃度和一定溫度下屬于具有對不銹鋼管產生晶間腐蝕能力的介質。
無機酸(suan)(suan)(suan)(suan):硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、鉻酸(suan)(suan)(suan)(suan)、亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫(qing)溴(xiu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫(qing)碘酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫(qing)氰酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氯(lv)氰酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氨基磺酸(suan)(suan)(suan)(suan)、次氯(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)等。
有機酸(suan)(suan)(suan):工業乙酸(suan)(suan)(suan)、乙酸(suan)(suan)(suan)酐、甲酸(suan)(suan)(suan)、草(cao)酸(suan)(suan)(suan)、乳(ru)酸(suan)(suan)(suan)、乙二(er)酸(suan)(suan)(suan)、丙二(er)酸(suan)(suan)(suan)、苯二(er)酸(suan)(suan)(suan)、環(huan)烷(wan)酸(suan)(suan)(suan)、水楊酸(suan)(suan)(suan)、脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(suan)、蘋果酸(suan)(suan)(suan)、檸檬酸(suan)(suan)(suan)、馬來酸(suan)(suan)(suan)、富馬酸(suan)(suan)(suan)等(deng)。
鹽類:硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銨、硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)、硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銀、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銅(tong)、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈉、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鋁、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)氫(qing)鈉、硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)亞鐵(tie)、亞硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)、亞硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)、氯化鈉、氯化鐵(tie)、氯化鉻(ge)、次(ci)氯酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈉、氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈉等(deng)溶液。
其他:氫氧化鈉、硫(liu)(liu)化鐵、硫(liu)(liu)化鋁、硫(liu)(liu)化鈉、濕二氧化硫(liu)(liu)、三氯化鐵、尿素氨基(ji)甲酸(suan)銨溶液、亞硫(liu)(liu)酸(suan)紙漿(jiang)、牛皮(pi)紙漿(jiang)、亞硫(liu)(liu)酸(suan)蒸(zheng)煮液、玉米淀(dian)粉漿(jiang)(由鹽酸(suan)或硫(liu)(liu)酸(suan)制)、甜菜(cai)汁、石(shi)油(you)(you)原油(you)(you)、油(you)(you)田污(wu)水、海水、輕水堆高(gao)溫水等。
奧氏體不(bu)銹鋼的(de)晶間(jian)腐蝕原(yuan)因很(hen)多,主(zhu)要有以(yi)下幾方面。
1. 碳化鉻析(xi)出(chu)引起(qi)的晶間腐蝕(shi)
不銹鋼管在300~950℃(奧氏體不銹鋼在450~800℃溫度范圍內加熱或進行敏化處理時)溫度范圍內可能在晶界析出碳化鉻,析出的碳化鉻為Cr23C6、(Cr,Fe)23C6或(Cr,Fe,Mo)23C6碳化鉻沉淀于晶界(其鉻含量常達90%以上,大大高于不銹鋼的平均鉻含量)。由于鉻的擴散速度慢,只有在晶界附近的鉻擴散到晶界處形成碳化物析出,導致晶粒邊界區域形成貧鉻現象,如圖3-1所示。當貧鉻區的鉻含量降低到小于12.5%時,在腐蝕性介質作用下就會發生晶間腐蝕。
為了防(fang)止晶(jing)間腐蝕(shi)的產生,可采(cai)取如下方法:采(cai)用超低(di)碳(tan)材料、盡量(liang)降低(di)碳(tan)含(han)量(liang)(<0.03%);增(zeng)加(jia)穩定化(hua)元(yuan)素(su),如鈦、鈮等;固溶(rong)處理(1010~1120℃)、穩定化(hua)處理(適用于含(han)穩定化(hua)元(yuan)素(su)的不(bu)銹鋼);加(jia)入能形成(cheng)雙(shuang)相(xiang)(xiang)組織的元(yuan)素(su),形成(cheng)雙(shuang)相(xiang)(xiang)組織等。
2. δ相析出引(yin)起的(de)晶間(jian)腐蝕
超低碳不銹鋼,由于碳含量極低,可防止晶間析出Cr23C6、(Cr、Fe)23C6引起的晶間腐蝕。但有些含鉬奧氏體不銹鋼,如Cr17Ni13Mo2在敏化溫度區間晶間析出δ相,在特殊的腐蝕介質中(沸騰質量分數為65%的硝酸溶液),δ相發生腐蝕,從而引起晶間腐蝕。
3. 晶(jing)(jing)界吸附引起的晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)
該腐(fu)蝕是一(yi)種特殊條件(jian)下(xia)發(fa)生(sheng)的(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕。普通的(de)Cr18-Ni8 奧氏體不銹(xiu)鋼管在(zai)強氧化性的(de)硝酸(suan)溶(rong)液中(zhong)會產(chan)生(sheng)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕,而(er)雜(za)質極少的(de)奧氏體不銹(xiu)鋼不發(fa)生(sheng)上述現(xian)象。研究已表明、Cr14-Ni4不銹(xiu)鋼中(zhong)雜(za)質磷在(zai)晶(jing)(jing)界吸附是導致其在(zai)硝酸(suan)溶(rong)液中(zhong)產(chan)生(sheng)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕的(de)原(yuan)因。
4. 穩定化元素高溫溶解引起的晶間腐蝕
該(gai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)多發生于(yu)含Ti或Nb的奧氏(shi)體不銹鋼管,焊(han)后(hou)若工件在敏(min)化溫度工作(zuo),焊(han)接(jie)接(jie)頭與強氧化性硝酸溶(rong)液接(jie)觸,沿熔合區或緊鄰熔合區的高(gao)溫熱影響區發生選擇性腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(狹長縫狀(zhuang)的晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi))。該(gai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)又(you)稱為“刀蝕(shi)(shi)”、“刀口腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)”或“刀線腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)”。