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不銹鋼換熱器的腐蝕類型及腐蝕原因

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一般情況下不銹鋼在各種工業(yè)水中具有很低的全面腐蝕速度,如在流速0.3~0.6m/s的海水中,不銹鋼的腐蝕速度僅0.0005mm/a?!豆I(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》(GB50050-95)規(guī)定:不銹鋼換熱器管壁的腐蝕速度宜小于0.005mm/a,但在實際工業(yè)生產(chǎn)條件下,不銹鋼設備,特別是各種工業(yè)水冷卻器中,腐蝕破壞的事故卻很多,給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟損失。這些不銹鋼設備腐蝕速率較快的原因是:不銹鋼雖然具有很低的全面腐蝕速度, 但不銹鋼的局部腐蝕(主要是縫隙腐蝕、孔蝕和應力腐蝕破裂)能造成巨大的破壞。以日本三菱化工機械公司對十年間的16起損壞事故調查統(tǒng)計為例,全面腐蝕占8.5%,高溫氧化腐蝕占4.9%,其余都是局部腐蝕,這種腐蝕往往在設備某處產(chǎn)生和擴大,終導致不銹鋼設備的腐蝕報廢,所以防止金屬的局部腐蝕對延長不銹鋼設備的使用壽命非常重要。

1.不銹鋼的縫隙腐蝕

金屬表面上由于有一些縫隙,而這些縫隙內溶液因與腐蝕有關的物質遷移困難而導致縫隙內金屬的腐蝕,稱為縫隙腐蝕。在不銹鋼形成的各種縫隙內,溶液中的氧只能通過擴散進入,不銹鋼縫隙的內表面會很快消耗縫隙內溶液中的溶解氧,當溶解氧降至零時,縫隙內的不銹鋼表面鈍化膜就開始發(fā)生還原性溶解,結果是造成不銹鋼的縫隙腐蝕。

2.不銹鋼的孔蝕

孔蝕又稱為點蝕或坑蝕,孔蝕是在金屬表面上產(chǎn)生小孔的一種極為局部的腐蝕形態(tài)。這種孔的直徑可大可小,但在大多數(shù)情況下都比較小。有些蝕孔孤立地存在;有些蝕孔則緊湊在一起,像一片粗糙的表面??孜g是金屬溶解的一種形式。發(fā)生孔蝕時,鐵在蝕孔內溶解,生成Fe2+,同時引起蝕孔內產(chǎn)生過量的正電荷,結果使Cl-遷移到蝕孔中以維持蝕孔內溶液的電中性。因此,蝕孔內會伴有高濃度的FeCl2。FeC l     2    水解會產(chǎn)生高濃度的H+和Cl -:孔蝕是破壞性和隱患性較大的腐蝕形態(tài)之一。它使設備穿孔破壞,因而特別有害,因為它是一種局部的但是劇烈的腐蝕形態(tài),孔蝕嚴重的設備會在突然之間發(fā)生穿孔、泄漏,使人措手不及,極易釀成事故。檢查和發(fā)現(xiàn)孔蝕常常是很困難的,因為蝕孔一般極小,而且蝕孔表面通常有被腐蝕產(chǎn)物或沉積物覆蓋著。

3.不銹鋼的應力腐蝕破裂

應力腐蝕破裂是指拉應力和特定腐蝕介質的共同作用而引起金屬或合金的破裂。應力腐蝕破裂的特點是,大部分表面上并未遭破壞,只有一部分細裂紋穿透金屬或合金內部。應力腐蝕破裂能在常用的設計應力范圍之內產(chǎn)生,因此后果嚴重。引起應力腐蝕破裂的裂紋的重要因素是溫度、溶液成份、金屬或合金的成份、應力和金屬結構。


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