氯离子对不锈钢的腐蚀.docx

1、氯离子对不锈钢的腐蚀问题描述：对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀，各种权威的书籍均有严格的要求，氯离子含量要小于 25ppm，否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢，因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀，采取预防措施，延长使用寿命，或合理选材。内容：Cr 和 Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和 Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用，由于氯离子半径小,穿透能

2、力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着 1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,

3、金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。不锈钢的腐蚀失效分析：1、应力腐蚀失：不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达 45%左右。常用的防护措施：合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体奥氏体双相钢。其中,以铁素体（1）304 型不锈钢：这是最廉价、最广泛使用的奥氏体不锈钢（如食品、化工、原子能等工业设备）。适用于一般的有机和无机介质。例如，浓度30、温度100或浓度30、温度50的硝酸；温度100的各种浓度的碳酸、氨水和醇类。在硫酸和盐酸中的耐蚀

4、性差；尤其对含氯介质(如冷却水)引起的缝隙腐蚀最敏感。在含氯水溶液中的适用条件,见表 1-34。PRE 为 19。（2）304L 型不锈钢：耐蚀性和用途与 304 型基本相同。由于含碳量更低（0.03），故耐蚀性（尤其耐晶间腐蚀,包括焊缝区）和可焊性更好，可用于半焊式或全焊式 PHE。（3）316 型不锈钢：适用于一般的有机和无机介质。例如,天然冷却水、冷却塔水、软化水；碳酸；浓度50的醋酸和苛性碱液；醇类和丙酮等溶剂；温度100的稀硝酸（浓度20、稀磷酸（浓度30等。但是,不宜用于硫酸。由于约含 2的 Mo，故在海水和其他含氯介质中的耐蚀性比 304 型好,完全可以替代 304 型,见表 1

5、-34。PRE 为 25。（4）316L 型不锈钢)S9M:耐蚀性和用途与 316 型基本相同。由于含碳量更低（0.03），故可焊性和焊后的耐蚀性也更好，可用于半焊式或全焊式 PHE。PRE 为 25。（5）317 型不锈钢:适合要求比 316 型使用寿命更长的工况。由于 Cr、Mo、Ni 元素的含量比 316 型稍高，故耐缝隙腐蚀、点蚀和应力腐蚀的性能更好。PRE 为 30。（6）AISI 904L 或SUS890L 型不锈钢:是一种兼顾了价格与耐蚀性的高性价比的奥氏体不锈钢，其耐蚀性比以上几种材料好,特别适合一般的硫酸、磷酸等酸类和卤化物（含 Cl、F）。由于 Cr、Ni、Mo 含量较高，

6、故具有良好的耐应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀性能。在含氯介质中的适用条件,见表 1-34。PRE 为 36。7）Avesta 254 SMO 高级不锈钢:这是一种通过提高 Mo 含量对 316 型进行了改进的超低碳高级不锈钢，具有优良的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能，适用于不能用 316 型的含盐水、无机酸等介质。在含氯介质中的适用条件,见表 5-11。PRE 为 47。8）Avesta 654 SMO 高级不锈钢:这是一种 Cr、Ni、Mo、N 含量均高于 254 SMO 的超低碳高级不锈钢,耐氯化物腐蚀的性能比 254SMO 更好,可用于冷的海水。PRE 为 64。（9）RS-2（OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb）不锈钢;这是一种国产的 CrNiMo-Cu 不锈钢。耐点蚀和缝隙腐蚀的性能相当于 316型，而耐应力腐蚀的性能更好。可用于 80 以下的浓硫酸（浓度 9098），年腐蚀率0.04mm/a。PRE 为 29。（10）Incoloy 825(S):这是一种 Ni（40）Cr（22）Mo（3）高级不锈钢。Incoloy 是 the International Nickel Co.