氯離子不但能引起不銹(xiu)鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應力腐蝕破裂。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。


  至今人們對氯離子如何(he)使鈍化金屬轉變為活化狀態的機理還沒(mei)有(you)定論,但大致可分為2種觀點:


    ①. 成相(xiang)膜理(li)論的觀點(dian)認為(wei),由于氯離子(zi)半(ban)徑小(xiao),穿(chuan)透(tou)能力強,故它最容易穿(chuan)透(tou)氧化膜內(nei)極(ji)小(xiao)的孔隙,到達(da)金屬表面,并(bing)與金屬相(xiang)互作用形成可溶性化合物,使氧化膜的結構發生(sheng)(sheng)變化,金屬產生(sheng)(sheng)腐蝕。

 

   ②. 吸(xi)附理(li)論則認為,氯(lv)(lv)離子破(po)壞氧(yang)化膜(mo)的(de)(de)根本原(yuan)因是由于氯(lv)(lv)離子有很強(qiang)的(de)(de)可(ke)被金(jin)屬吸(xi)附的(de)(de)能(neng)力,它們優(you)先被金(jin)屬吸(xi)附,并從金(jin)屬表面(mian)(mian)把氧(yang)排(pai)掉。因為氧(yang)決定(ding)著金(jin)屬的(de)(de)鈍化狀態,氯(lv)(lv)離子和氧(yang)爭奪金(jin)屬表面(mian)(mian)上的(de)(de)吸(xi)附點,甚至可(ke)以取代吸(xi)附中的(de)(de)鈍化離子與(yu)金(jin)屬形(xing)成氯(lv)(lv)化物,氯(lv)(lv)化物與(yu)金(jin)屬表面(mian)(mian)的(de)(de)吸(xi)附并不穩(wen)定(ding),形(xing)成了可(ke)溶性(xing)物質,這樣(yang)導致了腐(fu)蝕的(de)(de)加(jia)速。


  具有自(zi)鈍(dun)化特(te)性(xing)的(de)金屬(shu)在(zai)(zai)(zai)含有氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)介(jie)(jie)質(zhi)中(zhong),經常(chang)發(fa)生孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)通常(chang)沿(yan)著重力(li)方(fang)向(xiang)或橫(heng)向(xiang)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan),孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)一旦形成,具有深(shen)挖的(de)動力(li),即向(xiang)深(shen)處(chu)自(zi)動加(jia)(jia)速。含有氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)水(shui)溶(rong)(rong)液中(zhong),不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)表面的(de)氧(yang)化膜便(bian)產生了溶(rong)(rong)解,其原因是氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子(zi)能優先有選擇(ze)地吸附在(zai)(zai)(zai)氧(yang)化膜上(shang),把氧(yang)原子(zi)排掉,然后和氧(yang)化膜中(zhong)的(de)陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)結(jie)合成可溶(rong)(rong)性(xing)氯(lv)(lv)(lv)化物,結(jie)果在(zai)(zai)(zai)基底(di)金屬(shu)上(shang)生成孔(kong)(kong)(kong)徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)(shi)坑,這(zhe)些(xie)小蝕(shi)(shi)(shi)坑便(bian)是孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)核(he)。在(zai)(zai)(zai)外加(jia)(jia)陽極極化條(tiao)件下(xia),只要(yao)介(jie)(jie)質(zhi)中(zhong)含有一定量的(de)氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子(zi),便(bian)可能使蝕(shi)(shi)(shi)核(he)發(fa)展(zhan)成蝕(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)。在(zai)(zai)(zai)自(zi)然條(tiao)件下(xia)的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi),含氯(lv)(lv)(lv)離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)介(jie)(jie)質(zhi)中(zhong)含有氧(yang)或陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)氧(yang)或陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)氧(yang)化劑時,能促使蝕(shi)(shi)(shi)核(he)長大成蝕(shi)(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)。耐(nai)孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)基本上(shang)可分為3類:鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang);鐵素體-奧(ao)氏體雙(shuang)相鋼(gang);奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。


  降低氯離子腐蝕的措(cuo)施有(you):


   ①. 設(she)計(ji)時應優先選(xuan)用(yong)耐(nai)孔(kong)蝕(shi)材料(liao)。


   ②. 降(jiang)低(di)氯離子在介質中的含量,操(cao)作時嚴防跑、冒、滴(di)、漏等現象的發生。


   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(jia)陰極電流保護,抑制(zhi)孔蝕。加(jia)強管(guan)理(li),做好管(guan)道的定期檢(jian)驗,以保證(zheng)管(guan)道在合理(li)的壽命(ming)期限內安全運行。材(cai)料耐氯離子(zi)腐蝕能力不僅(jin)與氯離子(zi)濃度有關系(xi),與介質溫度也有關系(xi)。


  作為(wei)管外側的(de)(de)(de)腐蝕因素(su),被認為(wei)是保(bao)溫(wen)材(cai)料的(de)(de)(de)問題,對保(bao)溫(wen)材(cai)料進行(xing)分析,被檢驗(yan)出含有約0.5%的(de)(de)(de)氯離子(zi)。這個(ge)數位可認為(wei)是保(bao)溫(wen)材(cai)料中含有的(de)(de)(de)雜(za)質,或(huo)由于保(bao)溫(wen)層破損、浸入的(de)(de)(de)雨水中帶入并經過濃(nong)縮的(de)(de)(de)結果。





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