氯離子不但能引起不銹鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應(ying)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(dui)氯離子如(ru)何使鈍化(hua)金屬(shu)轉(zhuan)變為(wei)活化(hua)狀態的(de)機理還沒有(you)定論,但大致可分為(wei)2種觀(guan)點:


    ①. 成(cheng)(cheng)相膜(mo)理論的(de)觀點認為,由(you)于氯(lv)離子(zi)半徑(jing)小,穿(chuan)透(tou)(tou)能力強,故它最容易(yi)穿(chuan)透(tou)(tou)氧(yang)化膜(mo)內(nei)極小的(de)孔隙,到達金(jin)屬表面,并(bing)與金(jin)屬相互作用形成(cheng)(cheng)可溶性化合(he)物,使氧(yang)化膜(mo)的(de)結構發(fa)生變化,金(jin)屬產生腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)理論則認為,氯離(li)(li)子破(po)壞氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜的(de)根本原(yuan)因是由于氯離(li)(li)子有很(hen)強的(de)可被(bei)金屬(shu)(shu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)能力,它們(men)優(you)先被(bei)金屬(shu)(shu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu),并從金屬(shu)(shu)表面(mian)把氧(yang)(yang)排掉。因為氧(yang)(yang)決定著金屬(shu)(shu)的(de)鈍化(hua)(hua)狀態,氯離(li)(li)子和氧(yang)(yang)爭奪金屬(shu)(shu)表面(mian)上的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)點,甚至可以取(qu)代吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)中的(de)鈍化(hua)(hua)離(li)(li)子與(yu)金屬(shu)(shu)形成(cheng)(cheng)氯化(hua)(hua)物(wu),氯化(hua)(hua)物(wu)與(yu)金屬(shu)(shu)表面(mian)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)并不穩(wen)定,形成(cheng)(cheng)了可溶(rong)性物(wu)質,這樣(yang)導致(zhi)了腐蝕的(de)加速。


  具有(you)自(zi)(zi)鈍化(hua)特性(xing)的(de)(de)(de)金屬在(zai)(zai)(zai)含(han)有(you)氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)介質中,經常發生(sheng)孔蝕(shi)。蝕(shi)孔通(tong)常沿著重力(li)方(fang)向(xiang)(xiang)或(huo)橫向(xiang)(xiang)方(fang)向(xiang)(xiang)發展(zhan),孔蝕(shi)一旦形(xing)成,具有(you)深(shen)挖的(de)(de)(de)動力(li),即向(xiang)(xiang)深(shen)處(chu)自(zi)(zi)動加速。含(han)有(you)氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)水溶液中,不(bu)銹鋼(gang)(gang)表(biao)面的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)便產生(sheng)了(le)溶解,其原因是氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)能(neng)優(you)先有(you)選擇地吸附在(zai)(zai)(zai)氧(yang)化(hua)膜(mo)上(shang),把氧(yang)原子(zi)(zi)排掉,然后和氧(yang)化(hua)膜(mo)中的(de)(de)(de)陽(yang)離子(zi)(zi)結(jie)(jie)合成可溶性(xing)氯(lv)(lv)化(hua)物,結(jie)(jie)果在(zai)(zai)(zai)基(ji)底金屬上(shang)生(sheng)成孔徑為20~30μm小蝕(shi)坑,這些小蝕(shi)坑便是孔蝕(shi)核。在(zai)(zai)(zai)外(wai)加陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)條件下(xia),只要介質中含(han)有(you)一定量的(de)(de)(de)氯(lv)(lv)離子(zi)(zi),便可能(neng)使(shi)蝕(shi)核發展(zhan)成蝕(shi)孔。在(zai)(zai)(zai)自(zi)(zi)然條件下(xia)的(de)(de)(de)腐蝕(shi),含(han)氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)介質中含(han)有(you)氧(yang)或(huo)陽(yang)離子(zi)(zi)氧(yang)或(huo)陽(yang)離子(zi)(zi)氧(yang)化(hua)劑時,能(neng)促使(shi)蝕(shi)核長(chang)大(da)成蝕(shi)孔。耐孔蝕(shi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)基(ji)本上(shang)可分(fen)為3類:鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang);鐵(tie)素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相鋼(gang)(gang);奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)。


  降低(di)氯(lv)離(li)子腐蝕(shi)的措施有(you):


   ①. 設計時應(ying)優(you)先選用(yong)耐孔蝕材料。


   ②. 降(jiang)低氯離子(zi)在介(jie)質(zhi)中的含(han)量(liang),操作時嚴防跑、冒、滴、漏等(deng)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. 采用外(wai)加陰(yin)極電流保護,抑制孔(kong)蝕。加強管理,做(zuo)好管道(dao)的定期檢驗,以保證管道(dao)在合理的壽命期限內安全運行(xing)。材料耐氯離子(zi)腐(fu)蝕能(neng)力不僅與氯離子(zi)濃度(du)有關(guan)系(xi),與介質溫度(du)也有關(guan)系(xi)。


  作為管外側的(de)(de)腐蝕因素(su),被認為是保(bao)溫材(cai)料(liao)的(de)(de)問題(ti),對保(bao)溫材(cai)料(liao)進(jin)行分析,被檢驗出含有(you)約0.5%的(de)(de)氯(lv)離(li)子(zi)。這個數位可認為是保(bao)溫材(cai)料(liao)中(zhong)含有(you)的(de)(de)雜質,或由于保(bao)溫層破損(sun)、浸入的(de)(de)雨水中(zhong)帶入并經(jing)過濃縮的(de)(de)結果。





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