304不銹鋼圓管的表面因形成致密的氧化鉻薄膜而具有高抗腐蝕能力,得以廣泛應(yīng)用于化工、石油、核電等領(lǐng)域。然而,在抗均勻腐蝕的同時(shí),不銹鋼的局部點(diǎn)狀腐蝕(即點(diǎn)蝕)卻時(shí)常發(fā)生。點(diǎn)蝕的發(fā)生起始于材料表面,且經(jīng)過形核與長(zhǎng)大兩個(gè)階段,最終向材料表面以下的縱深方向迅速擴(kuò)展,容易造成管壁穿孔。那么,304不銹鋼圓管為什會(huì)腐蝕穿孔?
1、氯離子破壞氧化膜
Cr和Ni使不銹鋼制品管在氧化性介質(zhì)中生成一層十分致密的氧化膜,使其鈍化,降低了不銹鋼在氧化性介質(zhì)中的腐蝕速度,使耐腐蝕性能提高。氯離子的活化作用對(duì)鋼管氧化膜的建立和破壞均起著重要作用。吸附理論則認(rèn)為,氯離子破壞氧化膜的根本原因是由于氯離子有很強(qiáng)的可被金屬吸附的能力,它們優(yōu)先被金屬吸附,并從304不銹鋼管表面把氧排掉。因?yàn)檠鯖Q定著金屬的鈍化狀態(tài),氯離子和氧爭(zhēng)奪金屬表面上的吸附點(diǎn),甚至可以取代吸附中的鈍化離子與金屬形成氯化物,氯化物與金屬表面的吸附并不穩(wěn)定,形成了可溶性物質(zhì),這樣導(dǎo)致了腐蝕的加速。
2、氯離子引起向下腐蝕的加速
在含有Cl的介質(zhì)中不銹鋼容易產(chǎn)生點(diǎn)蝕,這是因?yàn)镃l容易破壞不銹鋼焊管表面氧化膜,穿透氧化膜和鋼表面起作用,將鋼表面暴露出來形成陽(yáng)極,產(chǎn)生點(diǎn)蝕。蝕孔通常沿著重力方向發(fā)展,孔蝕一旦形成,具有深挖的動(dòng)力,即向深處自動(dòng)加速。
含有氯離子的溶液中,304不銹鋼管表面的氧化膜便產(chǎn)生了溶解,其原因是由于氯離子能優(yōu)先有選擇地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的陽(yáng)離子結(jié)合成可溶性氯化物,結(jié)果在基底金屬上生成孔徑為20~ 30 um小蝕坑,這些小蝕坑便是孔蝕核。在外加陽(yáng)極極化條件下,只要介質(zhì)中含有一定量的氯離子,便可能使蝕核發(fā)展成蝕孔。在自然條件下的腐蝕,含氯離子的介質(zhì)中含有氧或陽(yáng)離子氧或陽(yáng)離子氧化劑時(shí),能促使蝕核長(zhǎng)大成蝕孔。
在局部鈍化膜破壞的同時(shí)其余的保護(hù)膜保持完好,這使得點(diǎn)蝕的條件得以實(shí)現(xiàn)和加強(qiáng)。根據(jù)電化學(xué)產(chǎn)生機(jī)理,處于活化態(tài)的304不銹鋼管較之鈍化態(tài)鋼管的電極電位要高許多,電解質(zhì)溶液就滿足了電化學(xué)腐蝕的熱力學(xué)條件,活化態(tài)成為陽(yáng)極,鈍化態(tài)作為陰極。腐蝕點(diǎn)只涉及到一小部分金屬,其余的表面是一個(gè)大的陰極面積。在電化學(xué)反應(yīng)中,陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)是以相同速度進(jìn)行的,因此集中到陽(yáng)極腐蝕點(diǎn)上的腐蝕速度非常顯著,有明顯的穿透作用,這樣形成了點(diǎn)腐蝕。
以上就是304不銹鋼圓管為什會(huì)腐蝕穿孔的原因了,發(fā)生腐蝕穿孔的原因主要是氯離子破壞氧化膜以及氯離子腐蝕加快。因此,在氯離子環(huán)境下,可以選用304L、316L等不銹鋼作為原材料。
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