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、晶間腐蝕、點腐蝕、選擇性腐蝕和應(ying)力腐蝕斷裂(lie)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)、硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)、鉻酸(suan)(suan)(suan)(suan)、亞硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫(qing)溴酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫(qing)碘酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氫(qing)氰酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氯氰酸(suan)(suan)(suan)(suan)、氨基磺酸(suan)(suan)(suan)(suan)、次氯酸(suan)(suan)(suan)(suan)等(deng)。
有機酸(suan)(suan)(suan):工(gong)業乙酸(suan)(suan)(suan)、乙酸(suan)(suan)(suan)酐、甲酸(suan)(suan)(suan)、草酸(suan)(suan)(suan)、乳酸(suan)(suan)(suan)、乙二酸(suan)(suan)(suan)、丙二酸(suan)(suan)(suan)、苯二酸(suan)(suan)(suan)、環(huan)烷酸(suan)(suan)(suan)、水(shui)楊酸(suan)(suan)(suan)、脂肪酸(suan)(suan)(suan)、蘋果(guo)酸(suan)(suan)(suan)、檸(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)、馬(ma)來酸(suan)(suan)(suan)、富(fu)馬(ma)酸(suan)(suan)(suan)等。
鹽類:硝(xiao)(xiao)酸(suan)銨、硝(xiao)(xiao)酸(suan)鈣(gai)、硝(xiao)(xiao)酸(suan)銀、硫(liu)(liu)酸(suan)銅(tong)、硫(liu)(liu)酸(suan)鐵(tie)、硫(liu)(liu)酸(suan)鈉、硫(liu)(liu)酸(suan)鋁、硫(liu)(liu)酸(suan)氫鈉、硫(liu)(liu)酸(suan)亞鐵(tie)、亞硫(liu)(liu)酸(suan)鐵(tie)、亞硝(xiao)(xiao)酸(suan)鈣(gai)、氯化鈉、氯化鐵(tie)、氯化鉻、次氯酸(suan)鈉、氫氟(fu)酸(suan)鈉等溶液。
其(qi)他:氫氧(yang)化(hua)鈉(na)、硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)鐵、硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)鋁、硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)鈉(na)、濕二氧(yang)化(hua)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)、三氯化(hua)鐵、尿素氨(an)基甲酸銨溶液、亞(ya)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸紙漿、牛(niu)皮紙漿、亞(ya)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸蒸(zheng)煮(zhu)液、玉米淀(dian)粉漿(由鹽酸或硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)酸制(zhi))、甜(tian)菜汁、石(shi)油(you)原油(you)、油(you)田污水、海水、輕(qing)水堆高溫水等。
奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)晶間腐蝕原因很多(duo),主要有以(yi)下幾方(fang)面。
1. 碳化鉻(ge)析出引起的晶間腐(fu)蝕
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)止晶間腐蝕的(de)產生,可(ke)采取如(ru)下方法:采用超低碳材料(liao)、盡(jin)量降低碳含(han)量(<0.03%);增加(jia)穩定化(hua)元(yuan)素(su),如(ru)鈦、鈮等;固溶處理(1010~1120℃)、穩定化(hua)處理(適(shi)用于含(han)穩定化(hua)元(yuan)素(su)的(de)不銹(xiu)鋼);加(jia)入能形成雙(shuang)相(xiang)組(zu)織的(de)元(yuan)素(su),形成雙(shuang)相(xiang)組(zu)織等。
2. δ相析出(chu)引(yin)起的(de)晶間腐蝕
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)界吸附引(yin)起的晶(jing)間腐蝕
該腐(fu)蝕(shi)是一種特殊(shu)條件下(xia)發(fa)生(sheng)的(de)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。普通的(de)Cr18-Ni8 奧(ao)氏體不銹鋼管在(zai)強氧化(hua)性的(de)硝酸溶液(ye)中(zhong)會產(chan)生(sheng)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi),而雜質(zhi)極少(shao)的(de)奧(ao)氏體不銹鋼不發(fa)生(sheng)上述(shu)現象。研究已表明(ming)、Cr14-Ni4不銹鋼中(zhong)雜質(zhi)磷在(zai)晶(jing)界吸附是導致其在(zai)硝酸溶液(ye)中(zhong)產(chan)生(sheng)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)原因。
4. 穩定化元素高溫溶解引起的晶間腐蝕
該腐(fu)蝕(shi)多發(fa)生(sheng)于含(han)Ti或(huo)Nb的(de)奧氏體不銹鋼管,焊后若工(gong)件在(zai)敏(min)化溫(wen)度(du)工(gong)作,焊接接頭與強氧化性硝酸溶(rong)液接觸,沿熔合(he)區(qu)或(huo)緊(jin)鄰熔合(he)區(qu)的(de)高溫(wen)熱影(ying)響區(qu)發(fa)生(sheng)選擇性腐(fu)蝕(shi)(狹長縫狀的(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi))。該腐(fu)蝕(shi)又稱為“刀(dao)蝕(shi)”、“刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)”或(huo)“刀(dao)線腐(fu)蝕(shi)”。