氯離子不但能引起不(bu)銹鋼(gang)孔蝕,更能引起不銹鋼的應力腐(fu)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何使(shi)鈍化(hua)金屬轉變為活化(hua)狀態的機理(li)還沒有定論,但大致可分為2種觀(guan)點:


    ①. 成相膜(mo)理論的(de)觀點(dian)認為(wei),由于氯離子半徑小,穿透(tou)(tou)能力強,故它最(zui)容(rong)易穿透(tou)(tou)氧化膜(mo)內極(ji)小的(de)孔隙,到(dao)達金屬表面,并與金屬相互(hu)作用(yong)形成可溶性化合物,使(shi)氧化膜(mo)的(de)結構發生變(bian)化,金屬產生腐蝕。

 

   ②. 吸附理(li)論則認為(wei),氯離(li)子(zi)破壞氧(yang)化(hua)(hua)膜的根(gen)本(ben)原因(yin)是由于氯離(li)子(zi)有很強的可(ke)(ke)被金(jin)屬(shu)吸附的能力(li),它們優(you)先(xian)被金(jin)屬(shu)吸附,并從金(jin)屬(shu)表面把氧(yang)排掉。因(yin)為(wei)氧(yang)決定(ding)著金(jin)屬(shu)的鈍化(hua)(hua)狀態,氯離(li)子(zi)和氧(yang)爭奪金(jin)屬(shu)表面上(shang)的吸附點,甚(shen)至可(ke)(ke)以取代吸附中的鈍化(hua)(hua)離(li)子(zi)與金(jin)屬(shu)形成氯化(hua)(hua)物,氯化(hua)(hua)物與金(jin)屬(shu)表面的吸附并不穩定(ding),形成了(le)可(ke)(ke)溶性(xing)物質,這(zhe)樣導(dao)致了(le)腐蝕的加速。


  具有(you)自鈍化(hua)(hua)特性的(de)(de)金屬在(zai)含有(you)氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)介質中(zhong)(zhong),經常發生孔蝕(shi)(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)(shi)孔通常沿著重(zhong)力方向或橫(heng)向方向發展(zhan),孔蝕(shi)(shi)(shi)一(yi)旦(dan)形成(cheng),具有(you)深挖的(de)(de)動(dong)力,即向深處(chu)自動(dong)加速。含有(you)氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)水(shui)溶液中(zhong)(zhong),不銹(xiu)鋼表面的(de)(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)便(bian)產生了溶解,其原因是氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)能優先有(you)選(xuan)擇地吸附在(zai)氧化(hua)(hua)膜(mo)上,把(ba)氧原子(zi)(zi)(zi)排掉,然后和(he)氧化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong)(zhong)的(de)(de)陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)結合成(cheng)可(ke)(ke)溶性氯化(hua)(hua)物(wu),結果在(zai)基底金屬上生成(cheng)孔徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)(shi)坑(keng),這些(xie)小蝕(shi)(shi)(shi)坑(keng)便(bian)是孔蝕(shi)(shi)(shi)核(he)。在(zai)外加陽(yang)極極化(hua)(hua)條(tiao)件(jian)下,只(zhi)要介質中(zhong)(zhong)含有(you)一(yi)定量的(de)(de)氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi),便(bian)可(ke)(ke)能使蝕(shi)(shi)(shi)核(he)發展(zhan)成(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)孔。在(zai)自然條(tiao)件(jian)下的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi),含氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)介質中(zhong)(zhong)含有(you)氧或陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氧或陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氧化(hua)(hua)劑時,能促使蝕(shi)(shi)(shi)核(he)長大成(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)孔。耐孔蝕(shi)(shi)(shi)不銹(xiu)鋼基本上可(ke)(ke)分為3類(lei):鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼;鐵素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相鋼;奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼。


  降低氯離子(zi)腐蝕的(de)措施有:


   ①. 設(she)計時(shi)應優先選用(yong)耐孔蝕材料(liao)。


   ②. 降低氯離子在介(jie)質中的(de)含量,操作時嚴防跑(pao)、冒、滴(di)、漏等現象的(de)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. 采用(yong)外加(jia)陰極電(dian)流保護,抑制孔蝕(shi)。加(jia)強管(guan)理,做好(hao)管(guan)道的定期(qi)(qi)檢驗,以保證管(guan)道在(zai)合理的壽命期(qi)(qi)限內安全運行。材料耐氯離(li)子腐蝕(shi)能(neng)力(li)不僅與氯離(li)子濃度(du)(du)有關系,與介質溫度(du)(du)也有關系。


  作(zuo)為(wei)管外側的(de)(de)(de)腐蝕因素,被(bei)認為(wei)是(shi)保溫(wen)(wen)材料(liao)的(de)(de)(de)問題,對保溫(wen)(wen)材料(liao)進行分析,被(bei)檢驗出(chu)含(han)(han)有約0.5%的(de)(de)(de)氯離子。這個(ge)數位可認為(wei)是(shi)保溫(wen)(wen)材料(liao)中(zhong)含(han)(han)有的(de)(de)(de)雜質,或由于保溫(wen)(wen)層破損、浸入的(de)(de)(de)雨水中(zhong)帶(dai)入并經過濃縮的(de)(de)(de)結果。





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