bet36体育网站

导航
本站首页 产品中心 新闻中心 成功案例 关于我们 联系我们
bet36体育网站-bet36体育网站app|首页!欢迎您 >产品中心

bet36:0823308L不銹鋼堆焊試板點腐蝕原因分析

作者:bet36体育网站已浏览: 58次 日期:2020-09-04

浙江至德鋼業有限公司分析和研究了氯離子對308L不銹鋼表層鈍化膜的破壞機理。對于最大直徑為(8~10)μm,深度為(10~12)μm的腐蝕坑,厚度方向上打磨掉02mm后再重新補焊,可徹底杜絕二次點腐蝕的再次發生。不銹鋼之以是不銹,主如果因為表面具有一層抗腐蝕的鈍化膜,這層鈍化膜作為金屬與介質間的一個屏障,從而降低了金屬的溶解速率。而點腐蝕(以下稱點蝕)則是奧氏體不銹鋼發生在金屬表層局部地區,鈍化膜被溶解后的一種電化學腐蝕性破壞情勢之一。多數情況下是在腐蝕性陰離子(如氯離子)等含量較高的環境中產生,由于氯離子自身與金屬表面吸附能力大、半徑小、穿透能力強,故它最容易在金屬表面局部地區,有選擇性的吸附在鈍化膜上并把氧原子排擠掉,然后穿透鈍化膜內孔小的孔隙與金屬陽離子結合,形成強氯化鹽進而溶解鈍化膜,并向深度方向不斷擴展直至最后蝕透金屬。一旦這層鈍化膜遭到破壞,腐蝕就會在原蝕坑處繼續加深。點蝕的最大特點是隱蔽性強、風險性大,輕則造成跑、冒、滴、漏,重則將造成難以控制和不可估量的核泄漏。腐蝕程度一般根據單位面積上腐蝕坑的密集程度和最大深度來評定,通常最大點蝕坑直徑在(10~30)μm之間。

我廠生產的一塊在生產前期實驗性用的308L不銹鋼堆焊試板,探傷檢測后發現有大面積局部銹蝕征象。后經取樣驗證,該變亂是因為在探傷檢測時,使用了氯離子含量嚴重超標的分歧格耦合劑造成的。換用其它批次的耦合劑后,徹底杜絕了類似變亂的再次發生。

308L不銹鋼屬于300系列Fe-Cr-Ni合金奧氏體不銹鋼,鉻鎳含量相對較高,屬于最耐腐蝕的單相不銹鋼之一。優點是可焊性好,耐蝕性和綜合性能較高,由于碳含量控制在003%以下,以是降低了因碳化鉻的晶界沉淀而產生的諸如晶間腐蝕、應力腐蝕和點腐蝕缺點的可能性。缺點是抗氯、硫、氟等離子侵蝕的能力較差。在一定條件下之以是不銹,是因為鋼中的鉻所產生的鈍化作用。一旦被破壞的鈍化膜不能發生再鈍化,各種腐蝕將會繼續擴展,點蝕就是最具有代表性的破壞情勢之一。為了確定點蝕形成的原因,我們從以下諸方面加以分析和討論。

首先是微電池腐蝕電位的影響。鈍化膜是保護不銹鋼免遭腐蝕的主要屏障,鈍化能力越強的鋼對點蝕的敏理性也越高。點蝕的發生與介質中含有活性陰離子(如氯離子)或氧化性氧離子有很大關系。大多數的點蝕事例都是在含有氯離子或氯化物介質中發生的。實踐證實,在陽極極化的條件下,介質中只需含有氯離子便可使金屬發生腐蝕,而且隨著介質中氯離子的增長,點蝕電位下降,使點蝕加速進行。其次是PH值的影響。實踐證實,隨著溶液PH值的降低,腐蝕速率逐漸增長,并且在PH值相同時,含不同氯離子溶液的腐蝕速率相差不大,這證實溶液的PH值對腐蝕起著決定性的作用。因為腐蝕速率與溶液的PH值呈對數關系,以是PH值的微小變化都會對腐蝕速率帶來明顯的影響。但在堿性介質中,隨著PH值的增高,金屬的孔蝕臨界電位值變正,提高了點蝕阻力。在酸性介質中兩者的影響差距不大。

氯離子破壞鈍化膜的直接原因是由于氯離子對不銹鋼表面有很強的吸附力。由于其自身半徑小,穿透能力強,故它最容易穿透鈍化膜內孔小的孔隙,使腐蝕進一步加深。首先它有選擇性的吸附在鈍化膜上,把氧原子排擠掉,然后和鈍化膜中的陽離子結合天生可溶性氯化物,結果在露出的金屬特定點上天生小的點蝕凹坑(直徑多數在10μm~30μm之間),以是氯離子的存在對不銹鋼的鈍化起著直接的破壞作用。而在含氧化性金屬陽離子的氯化物中,如FeCl3、CuCl2、HgCl2等,對點蝕的促進更為強烈。

在含有氯離子介質中的不銹鋼表面鈍化層最容易遭到破壞,這主如果因為氯離子氧化電勢能較大,腐蝕性陰離子與金屬離子結合形成氯化鹽進而溶解鈍化膜,或者腐蝕性陽離子,例如氯離子與氧氣交換,使膜產生空位等身分而至。這時內層金屬處于活化態為小陽極,電位較負,易受腐蝕。表面金屬處于鈍化態,電位較正,為陰極,不受腐蝕。這時內層和表面金屬構成了一個活化態———鈍化態的微電池。電池具有大陰極-小陽極的面積比結構,這時內層金屬將發生溶解并產生以下反應:Fe→Fe2++2e,Cr→Cr3++3e,Ni→Ni2++2e。表面金屬在中性或弱堿性條件下將發生以下反應:12O2+H2O+2e→2OH-。這時內層介質相對表面介質呈滯流狀態,由于氯化物水解的結果,內層金屬酸度增長,使陽極腐蝕進一步加快。加上表面介質的PH值逐漸提高,內層的可溶性氯化鹽將轉化為沉淀物,結果銹層、垢層一起在表層至內層之間沉積,使內層和表面金屬物質交換更加困難。內層溶解的金屬離子不易往表面擴散,表面溶解的氧液也不易擴散進來。由于被腐蝕的內層金屬陽離子濃度的增長,帶負電的氯離子不易往外擴散而向內部遷移,以維持微電池的中性。內層形成的金屬氯化物溶液(如FeCl2)更加濃縮,這類富集氯離子的溶液可以使被腐蝕的金屬表面斷續的維持活性。由于氯化物水解也使介質的酸度進一步增長,并使陽極的溶解速率進一步加快,此時初生點腐蝕坑基體形成。

隨著時間的推移,初生蝕孔除自身溶解長大外,還會在內壁(主如果底部)形核并產生新的點蝕小孔。從電鏡下蜂窩形小孔的微觀形貌特性上看,可進一步證實,二次點蝕遵循在初生蝕孔底部形核并逐步長大的形成方式。即初生蝕孔長大到一定程度后,內壁將產生活化/鈍化的轉變過程,原蝕孔的長大速率減緩并可能完全停止,使得二次形核的次生蝕孔不斷長大。這類鈍化膜并不能使蝕孔穩定鈍化,也不會讓腐蝕停止發展,而是將點蝕從完全活化態轉化為局部活化態,在使初生點蝕發展停息的同時又轉化為次生點蝕發展的開始。當蝕孔在一定時期處于完全活化態時,蝕孔內壁有明顯的鉻元素的相對貧乏和氧、鎳、鐵等元素的相對富集,內部腐蝕均勻,不斷溶解,點蝕又以初生發展方式長大。但是這類發展方式最少在某些條件下并不能完全穿透金屬。此后隨著鉻元素逐漸富集,蝕孔內壁將逐漸建立起新的鈍化膜,這類鈍化膜使孔內由完全活化態又轉化為局部活化態。在結束了初生蝕孔發展方式的同時,在閉塞地區內又開始了次生蝕孔的完全活化態,孔蝕又繼續進行。通過上述“初生蝕孔完全活化態——蝕孔局部活化態——次生蝕孔完全活化態”周期性的反復,兩種活化態的相互轉換,對應的兩種腐蝕發展方式交替進行,不斷的沿蝕孔底部(厚度)方向加速腐蝕,直至終極穿透金屬。