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不銹鋼在各種環境中的耐腐蝕性能

2017-11-22 15:15 中國泵閥第一網 點擊:6414

  不銹鋼的耐腐蝕性能一般隨鉻含量的增加而提高。其基本原理是,當鋼中有足夠的鉻時,在鋼的表面形成非常薄的至密的氧化膜,它可以防止進一步的氧化或義腐蝕。氧化性的環境可以強化這種膜,而還原性環境則必然破壞這種膜,造成鋼的腐蝕。

  在各種環境中的耐腐蝕性能

  1.大氣腐蝕

  不銹鋼耐大氣腐蝕基本上是隨大氣中的氯化物的含量而變化的。因此,靠近海洋或其他氯化物污染源對不銹鋼的腐蝕是極為重要的。一定量的雨水,只有對鋼表面的氯化物濃度起作用時才是重要的。

  農村環境 1Cr13、1Cr17和奧氏體型不銹鋼可以適應各種用途,其外觀上不會有顯著的改變。因此,在農村暴露使用的不銹鋼可以根據價格,市場供應情況,力學性能、制作加工性能和外觀來選擇。

  工業環境 在沒有氯化物污染的工業環境中, 1Cr17和奧氏體型不銹鋼能長期工作,基本上保持無銹蝕,可能在表面形成污膜,但當將污膜清除后,還保持著原有的光亮外觀。在有氯化物的工業環境中,將造成不銹鋼銹蝕。

  海洋環境 1Cr13和1Cr17不銹鋼在短時期就會形成薄的銹膜,但不會造成明顯的尺寸上的改變,奧氏體型不銹鋼如1Cr17Ni7、1Cr18Ni9和0Cr18Ni9,當暴露于海洋環境時,可能出現一些銹蝕。銹蝕通常是淺薄的,可以很容易地清除。0Cr17Ni12M02含鉬不銹鋼在海洋環境中基本上是耐腐蝕的。

  除了大氣條件外,還有另外兩個影響不銹鋼耐大氣腐蝕性能的因素。即表面狀態和制作工藝。精加工級別影響不銹鋼在有氯化物的環境中的耐腐蝕性能。無光表面(毛面)對腐蝕非常敏感。即正常的工業精加工表面對銹蝕的敏感性較小。表面精加工級別還影響污物和銹蝕的清除。從高精加工的表面上清除污物和銹蝕物很容易,但從無光的表面上清除則很困難。對于無光表面,如果要保持原有的表面狀態則需要經常的清理。

  2.淡水

  淡水可定義為不分酸性、鹽性或微咸,來源于江河、湖泊、池塘或井中的水。

  淡水的腐蝕性受水的 pH值、氧含量和成垢傾向性的影響。結垢(硬)水。其腐蝕性主要由在金屬表面形成垢的數量和類型來決定。這種垢的形成是存在其中的礦物質和溫度的作用。非結垢(軟)水,這種水一般比硬水的腐蝕性強?梢酝ㄟ^提高pH值或減少含氧量來降低其腐蝕性。

1Cr13不銹鋼明顯地比碳素鋼耐淡水腐蝕,而且在淡水中使用有極好的特征。這種鋼廣泛用于例如需要高強度和耐腐蝕的船塢和水壩等用途。然而,應當考慮到在某些情況下。1Cr13在淡水中可能對中度點蝕敏感.但是點蝕完全可以用陰極防蝕方法來避免。1Cr17和奧氏體型不銹鋼在室溫(環境溫度)幾乎完全可以耐淡水腐蝕。

  3.酸性水

  酸性水是指從礦石和煤浸析出的被污染的自然水,由于是較強的酸性所以其腐蝕性比自然淡水強得多。,由于水對礦石和煤中所含硫化物的浸析作用,酸性水中通常含有大量的游離硫酸,此外,這種水含有大量的硫酸鐵,對碳鋼的腐蝕有非常大的作用。

 受酸性水作用的碳鋼設備通常很快被腐蝕。用受酸性河水作用的各種材料所做試驗的結果表明,在這種環境下奧氏體型不銹鋼有較高的耐腐蝕性能。

  奧氏體型不銹鋼在淡水和酸性河水中有極好的耐腐蝕性能,特別是其腐蝕膜對熱傳導的阻礙較小,所以在熱交換用途中廣泛使用不銹鋼管。

  4.鹽性水

  鹽性水的腐蝕特點是經常以點蝕的形式出現。對于不銹鋼,在很大程度上是由于鹽性水導致起耐腐蝕作用的鈍化膜局部破壞。這些鋼發生點蝕的其他原因是附著于不銹鋼設備上的茗荷介和其他海水有機物可形成報送的濃差電池。一旦形成,這些電池非;钴S,并且造成大量腐蝕和點蝕。在鹽性水高速流動的情況下,例如泵的葉輪,奧氏體型不銹鋼的腐蝕通常是非常小的。

  對使用不銹鋼管的冷凝器,需保持水流速大于 1.5m/s,以使海水有機物和其他固體在管中集聚得最少。對處理鹽性水的不銹鋼設備的結構,在設計時最好是減少縫隙和使用厚壁部件。

  5.土壤

  埋入土壤中的金屬,取決于天氣和其他因素,處于隨時都在變化的復雜的狀態下。實踐證明,奧氏體型不銹鋼一般具有極好的耐大多數土壤腐蝕的性能,而 1Cr13和1Cr17則在很多土壤中要產生點蝕。0Cr17Ni12Mo0不銹鋼在所有土壤的試驗中完全可以耐點蝕。

  6.硝酸

  含鉻不小于 14%的鐵素型不銹鋼和奧氏體型不銹鋼有極好的耐硝酸腐蝕的性能。1Cr17不銹鋼己廣泛用于硝酸工廠的加工設備。然而,由于0Cr18Ni9通常具有較好的成形性能和焊接性能,因此在上述用途中己大量取代了1Cr17不銹鋼.

  其他奧氏體型不銹鋼的耐硝酸腐蝕性能與 0Cr18Ni9相近。0Cr17不銹鋼通常比0Cr18Ni9的腐蝕速率稍高,并且較高的溫度和濃度對其有較大的有害影響。

  如果對鋼進行的熱處理不適當,熱硝酸將使奧氏體和鐵素體型不銹鋼產生晶間腐蝕,因此,可用適當的熱處理來預防這種類型的腐蝕,或者使用耐這種類型腐蝕的不銹鋼。

  7.硫酸

  標準不銹鋼牌號很少用于硫酸溶液,因為其可使用的范圍很窄。在室溫條件下, 0Cr17Ni12Mo2不銹鋼(最耐硫酸蝕的標準牌號)在硫酸濃度小于15%;虼笥85%時是耐腐蝕性的。然而在較高的濃度范圍,通常使用碳鋼。馬氏體和鐵素體型不銹鋼一般不耐硫酸溶液腐蝕。

  如同硝酸的情況一樣,如果對不銹鋼不進行適當的處理,硫酸可造成晶間腐蝕。對于焊接后不能進行熱處理的焊接結構,應使用低碳牌號 00Cr19Ni10或00Cr17Ni14M02,或穩定化的牌號0Cr18Ni11Ti或0Cr18Ni11Nb不銹鋼.

  8.磷酸

  奧氏體型不銹鋼不銹鋼具有好的耐磷酸溶液腐蝕的性能,并廣泛用于磷酸的生產和處理設備。在溫度最高達 107℃的各種濃度的情況下,其具有有效的耐腐蝕性能。在溫度最高約達95℃的情況下,用0Cr17Ni12M02不銹鋼的設備可以很好地處理(達磷酸)“超過100%H3p04)。

  應注意,氟化物或氯化物鹽類微量雜質有時存在于用濕法工藝生產的磷酸中。酸中的這些鹵化物的存在可能對不銹鋼的耐腐蝕性能有有害的影響。

  馬氏體和鐵素體型不銹鋼的耐磷酸腐蝕性能顯著地比奧氏體不銹鋼要差,因此一般不用于這種酸。

  9.鹽酸

  甚至在室溫,各種濃度的鹽酸溶液都很快地腐蝕不銹鋼。因此在這種酸中不可能使用不銹鋼。

  10、其他無機酸

  奧氏體型不銹鋼在幾乎各種濃度和溫度下一般都具有好的耐硼酸、碳酸、氯酸和鉻酸腐蝕的性能, 100%氯酸除外。1Cr13和1Cr17不銹鋼對鉻酸的耐腐蝕性能顯著地不如奧氏體型不銹鋼,但具有相對較好的耐硼酸和碳酸腐蝕的性能。

  11、乙酸

  奧氏體型不銹鋼一般有極好的耐乙酸腐蝕的性能,而馬氏體和鐵素體型不銹鋼對大多數耐乙酸腐蝕的用途是不適當的。奧氏體型不銹鋼在室溫完全可以耐各種濃度乙酸的腐蝕,在較高的溫度, 0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13M03比其他奧氏體型不銹鋼有更好的耐乙酸腐蝕性能。

  12、甲酸

  在室溫情況下,可以用任何奧氏體型不銹鋼完全地處理甲酸。然而,當是熱的甲酸時,它可以很快地腐蝕不含鉬的不銹鋼,因此,需要使用 0Cr17Ni12M02和0Cr19Ni13M03。在各種溫度下甲酸都會很快地腐蝕馬氏體和鐵素體型不銹鋼。

  13、草酸

  一般情況下,在室溫、最高濃度至少為 50%時,不銹鋼有好的耐草酸腐蝕的性能。然而在較高的溫度,草酸溶液正如在室溫、濃度為100%時一樣,對所有的不銹鋼都會有相當的腐蝕。

  14、乳酸

0Cr18Ni9不銹鋼在溫度最高約達38℃時可用于乳酸貯存設備。在較高的溫度,無鉬奧氏體型不銹鋼產生點蝕,所以優先選用  0Cr17Ni12M02和0Cr19Ni13M03。馬氏體和鐵素體型不銹鋼一般來說耐乳酸腐蝕的能力較低。

  15、堿

不銹鋼通常有較好的耐弱堿腐蝕的性能,例如氫氧化銨。對于強堿,如氫氧化鈉和氫氧化鉀,在溫度最高約為 105℃、濃度最高約為50%時,奧氏體型不銹鋼有好的耐腐蝕性能,在較高的溫度和濃度,腐蝕速率可能變得顯著。當溫度高于常壓沸點(和稍低的溫度,接近 50%濃度)時,奧氏體型不銹鋼就會出現應力腐蝕裂紋。

  16、鹽酸液

  除在某些條件下的鹵化物溶液之外,不銹鋼一般來說有極好的耐鹽酸溶液腐蝕的性能,對于酸性鹽,不銹鋼的耐腐蝕性能在一定程度上必然受鹽水解所形成的特殊的酸的影響。對于較高溫度的酸性鹽溶液,含鉬奧氏體型不銹鋼( 0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13Mo3)通常比其他牌號不銹鋼耐腐蝕性能要好。

  在不銹鋼用于鹵化物溶液,特別是氯化物溶液時,應考慮到即使腐蝕速率一般較低,但點蝕和(或)應力腐蝕裂紋在一定條件下也可能產生。盡管有很多在有氯化物的情況下使用不銹鋼取得極好的效果(如食品加工設備和在相對低的溫度條件下流動的海水)但必需分別考慮各種用途。點蝕或應力腐蝕裂紋是否產生,取決于環境和設備設計及操作等方面很多和因素。

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