不銹鋼的均勻(yun)腐蝕(連續腐蝕)是在得不到鈍化環境中(即全面活性的環境中)引起的腐蝕。如常見的在鹽酸、硫酸、磷酸以及有機酸等這些氧化力較弱的酸(非氧化性酸)的環境中所發生的腐蝕。


 在表3-2中,列出(chu)了金屬耐(nai)均勻腐蝕等級及應用(yong)場合。


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1. 不銹鋼(gang)對硫酸(suan)的耐腐蝕性


  不銹鋼不能完全防止硫酸的腐蝕。當不銹鋼使用在硫酸的環境中時,推薦的使用范圍見表3-3。


  稀硫酸(suan)、中等濃度硫酸(suan)是還原(yuan)性(xing)酸(suan),06Cr17Ni12Mo2(316)、022Cr17Ni12Mo2(316)、06Cr17Ni12Mo2Ti(316Ti)不(bu)銹鋼對其有一(yi)定(ding)耐腐蝕性(xing)。高Mo奧氏體不(bu)銹鋼和高Mo雙相不(bu)銹鋼耐硫酸(suan)腐蝕性(xing)能更佳,如非標不(bu)銹鋼022Cr17Ni17Si6和022Cr18Ni20Si6MoCu。


  常用不銹鋼在(zai)硫(liu)酸中的腐蝕速度(du),見(jian)表3-4。


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2. 不(bu)銹鋼對硝酸(suan)的耐腐蝕性


  不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是耐硝酸腐蝕的良好材料。在(zai)(zai)制造硝酸設備中,幾乎全部使用了奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。不(bu)(bu)但如此,為了強化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的鈍(dun)化(hua)薄(bo)膜,在(zai)(zai)生產中常(chang)常(chang)采用酸洗來(lai)鈍(dun)化(hua)處(chu)(chu)理(li)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。酸洗鈍(dun)化(hua)處(chu)(chu)理(li)就是將不(bu)(bu)銹(xiu)鋼浸漬在(zai)(zai)一定濃度一定溫度的硝酸溶(rong)液中進(jin)行的。有關不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)硝酸溶(rong)液中的耐腐蝕等(deng)級(ji),見表3-5。


  表3-5 幾種(zhong)常用不銹鋼(gang)在硝酸溶液中耐腐(fu)蝕(shi)等級




3. 不銹鋼對(dui)鹽酸(suan)的耐腐(fu)蝕性(xing)


  因為(wei)鹽(yan)酸(suan)是弱氧(yang)化性酸(suan),它(ta)不能夠保持不銹(xiu)鋼(gang)的鈍化薄膜(mo),即(ji)造成對(dui)不銹(xiu)鋼(gang)的整體腐(fu)蝕(shi)(連續(xu)腐(fu)蝕(shi))。雖然對(dui)稀硫酸(suan)也(ye)有選用06Cr17Ni12Mo2 (316)、06Cr19Ni13Mo3(317)以及雙相不銹(xiu)鋼(gang)022Cr23Ni5Mo3(2205),但是對(dui)鹽(yan)酸(suan)而言(yan),多數是使用哈斯特洛依(Hastelloy)合金(jin)。有關(guan)不銹(xiu)鋼(gang)在鹽(yan)酸(suan)溶液中(zhong)的腐(fu)蝕(shi)速度(du),見表3-6。


  表3-6 幾(ji)種常用(yong)不銹鋼在鹽酸溶液中腐蝕速度(du)


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4. 不(bu)銹(xiu)鋼對(dui)磷酸的耐(nai)腐蝕性


  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)但不(bu)能完全防(fang)止磷酸(suan)的(de)腐蝕,還(huan)會因磷酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)所(suo)含的(de)雜質,導致不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐腐蝕性能的(de)變(bian)(bian)化。磷酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)劇腐蝕的(de)不(bu)純物有(you)氟化物,氟硅化物以(yi)及氯化物。化學工(gong)業(ye)使(shi)用(yong)(yong)的(de)大不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)罐多(duo)數(shu)是(shi)用(yong)(yong)于儲(chu)存和(he)運(yun)輸(shu)(作為化肥原料)磷酸(suan)的(de)。因為磷酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)所(suo)含雜質的(de)不(bu)同,所(suo)以(yi)引起腐蝕的(de)事故類型很多(duo)。因此,在(zai)運(yun)輸(shu)磷酸(suan)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)(yong)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)種選(xuan)用(yong)(yong)上,應(ying)從(cong)06Cr19Ni10(304)開始(shi),逐(zhu)步選(xuan)用(yong)(yong)更(geng)高級別的(de)耐腐蝕鋼(gang)(gang)種,直到變(bian)(bian)換成用(yong)(yong)高度(du)耐腐蝕的(de)06Cr17Ni12Mo2(316)鋼(gang)(gang)或雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang) 022Cr23Ni5Mo3(2205)等。有(you)關不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)磷酸(suan)溶液中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)腐蝕速度(du),見表3-7。


  表3-7 幾種不(bu)銹鋼在(zai)磷(lin)酸溶液中腐(fu)蝕速度(du)


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5. 對堿(jian)的耐(nai)腐蝕性(xing)


  最具有代表性的(de)(de)堿是氫(qing)氧化鈉。不(bu)銹(xiu)鋼對氫(qing)氧化鈉的(de)(de)耐腐蝕性尚可。


  不銹鋼的鈍化薄膜是由鉻(Cr)形成的,但在氫氧化鈉溶液中,不銹鋼表面鈍化以后,電位提高,CrO2-4有選擇性地溶解,就耐堿性而言,鉻(Cr)不是令人滿意的元素。在氫氧化鈉溶液中、鐵素體型(Cr型)不銹鋼還不如普通鋼的耐腐蝕性強。奧氏體型不銹鋼含鎳(Ni)量多時,相應地可以提高對堿的耐腐蝕性。預防氫氧化鈉溶液的腐蝕,鎳(Ni)是重要的元素。


  高純(chun)高鉻(ge)鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang),如022Cr27Mo、008Cr30Mo2,具有優異(yi)的耐NaOH腐(fu)蝕性(xing)能(neng),含Cr大于(yu)26%的高鉻(ge)鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)耐NaOH腐(fu)蝕性(xing)能(neng),甚至優于(yu)純(chun)鎳。



6. 海水腐蝕


  海水的鹽分濃度依海域的不同多少有些變化,遠洋中鹽分為3.2%~3.6%,當鹽分在3.43%時,其冰點為-1.9℃,其密度在17.5℃時為1.062g/cm3,電阻為19~20Ω,海水氧濃度通常為(5~10)x10-6,pH值為8.1~8.3。


  不銹鋼在海水中的均勻腐蝕量(整體腐蝕量)與鋼種沒有太大關系,但是容易發生間隙腐蝕或孔腐蝕。對于這種局部腐蝕依鋼種不同其腐蝕程度也各異,要注意避免造成重大事故。發生縫隙腐蝕或孔腐蝕的原因是海水中含有氯離子(Cl-)和溶存氧。在間隙部位,海水中的氯離子濃度高而且pH值低,則發生縫隙腐蝕。


  發生點腐蝕的原因是當海水中的氯離子(Cl-)濃度達到某種程度以上時,在鈍化薄膜的缺陷部分和構成薄膜的氧進行置換而被化學性地吸附,進而成為金屬的氯絡離子而溶解。從陽極溶解開始,由于溶存氧的存在而促進陰極反應,孔腐蝕就會急劇地進展。在港灣停船時,震蕩的海水飛濺在船體上,由于浸泡和干燥反復進行,則會因為海水中的氯離子(Cl-)濃度提高而發生劇烈的孔腐蝕。近年來,有的船體包覆了超級不銹鋼(如超低碳20Cr-18Ni-6Mo和超低碳22Cr-25Ni-6Mo),有的采取涂覆和犧牲陽極防腐處理技術。


 就腐蝕而(er)言(yan),海水和淡(dan)水比較起(qi)來,海水的電池(chi)作用顯著地增大(da)。在(zai)海水中(zhong),自然(ran)電位排列如圖(tu)3-1所(suo)示。在(zai)海水中(zhong)使用金(jin)屬時的注意(yi)事項如下:


   ①. 在(zai)結構(gou)上盡可能地使用一種金屬;


   ②. 如果使用一種(zhong)金屬(shu)不(bu)可(ke)以(yi)時,在主要零部件上,要選取在電(dian)位(wei)上“貴”的金屬(shu)材料;


   ③. 預計普通金屬方(fang)面(mian)的腐(fu)蝕量(liang),在設計時,預先考慮(lv)其腐(fu)蝕余量(liang);


   ④. 在易被腐蝕的(de)普通金(jin)屬表面上進行涂裝或包覆。


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