不锈钢的点腐蚀机理
不锈钢的点腐蚀机理
在金属表面局部地方出现向深处发展的腐蚀小孔，其余表面不腐蚀或腐蚀很轻微，这种形态成为小孔腐蚀，简称点蚀。金属腐蚀按机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。点腐蚀属于电化学腐蚀中的局部腐蚀。一种点蚀是由局部充气电池产生，类似于金属的缝隙腐蚀。另一种更常见的点蚀发生在有钝化表现或被高耐蚀性氧化物覆盖的金属上。
4.1 电化学腐蚀的基本原理
通过原电池原理可以更好地说明电化学腐蚀机理。当2种活泼性不同的金属（如铜和锌）浸入电解质溶液，2种金属间将产生电位差，用导线连接将会有电流通过，在此过程中活泼金属（锌）将被消耗掉，也就是被电化学腐蚀。不同于化学腐蚀（如金属在空气中的氧化，锌在酸溶液中的析氢），电化学腐蚀一定有电流产生，并且电流量的大小直接与腐蚀物的生
成量相关，即电流密度越大腐蚀速度越快。
各种金属在电解质溶液中的活泼程度可用其标准电极电位表示，即金属与含有单位活度（活度与浓度正相关，在浓度小于10-3mol/L时认为两者值相同）的金属离子，在温度298K （25℃），气体分压1.01MPa下的平衡电极电位。
标准电极电位越低，金属或合金越活泼，在与高电位金属组成电偶对时更易被腐蚀。由此可见，决定金属标准电极电位的因素除了金属的本质外还有：溶液金属离子活度（浓度）、温度、气体分压。另外一个重要影响因素是金属表面覆盖着的薄膜。除了金、铂等极少数贵金属外，绝大多数金属在空气中或水中可以形成具有一定保护作用的氧化膜，否则大部分金属在自然界就无法存在。金属表面膜的性质对其腐蚀发生及腐蚀速度都有着重要影响。
4.2 不锈钢的耐腐蚀原理
不锈钢的重要因素在于其保护性氧化膜是自愈性的（例如它不象选择性氧化而形成的那些保护性薄膜），致使这些材料能够进行加工而不失去抗氧化性。合金必须含有足够量的铬以形成基本上由Cr2O3组成的表皮，以便当薄膜弄破时有足够数目的铬(Cr3+)阳离子重新形成薄膜。如果铬的比例低于完全保护所需要的比例，铬就溶解在铁表面形成的氧化物中而无法形成有效保护膜。起完全保护作用所需的铬的比例取决于使用条件。在水溶液中，需要12%的铬产生自钝化作用形成包含大量Cr2O3的很薄的保护膜。在气态氧化条件下，低于1000℃时，12%的铬有很好的抗氧化性，在高于1000℃时，17%的铬也有很好的抗氧化性。当金属含铬量不够或某些原因造成不锈钢晶界出现贫铬区的时候，就不能形成有效的保护性膜。
4.3 氯离子对不锈钢钝化膜的破坏
处于钝态的金属仍有一定的反应能力，即钝化膜的溶解和修复（再钝化）处于动平衡状态。当介质中含有活性阴离子（常见的如氯离子）时，平衡便受到破坏，溶解占优势。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔径多在20～30μm），这些小蚀坑称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。氯离子的存在对不锈钢的钝态起到直接的破环作用。图1表征了金属钝化区随氯离子浓度增大而减小。
A-不存在氯离子；B-低浓度氯离子；C-高浓度氯离子
图1 对于呈现出钝化性的金属，氯离子对阳极极化曲线的作用[2]
图1是对含不同浓度氯离子溶液中的不锈钢试样采取恒电位法测量的电位与电流关系曲线，从中看出阳极电位达到一定值，电流密度突然变小，表示开始形成稳定的钝化膜，其电阻比较高，并在一定的电位区域（钝化区）内保持。图中显示，随着氯离子浓度的升高，其临界电流密度增加，初级钝化电位也升高，并缩小了钝化区范围。对这种特性的解释是在钝化电
位区域内，氯离子与氧化性物质竞争，并且进入薄膜之中，因此产生晶格缺陷，降低了氧化物的电阻率。因此在有氯离子存在的环境下，既不容易产生钝化，也不容易维持钝化。
在局部钝化膜破坏的同时其余的保护膜保持完好，这使得点蚀的条件得以实现和加强。根据电化学产生机理，处于活化态的不锈钢较之钝化态的不锈钢其电极电位要高许多，电解质溶液就满足了电化学腐蚀的热力学条件，活化态不锈钢成为阳极，钝化态不锈钢作为阴极。腐蚀点只涉及到一小部分金属，其余的表面是一个大的阴极面积。在电化学反应中，阴极反应和阳极反应是以相同速度进行的，因此集中到阳极腐蚀点上的腐蚀速度非常显著，有明显的
穿透作用，这样形成了点腐蚀。
4.4 点腐蚀形成的过程
点蚀首先从亚稳态孔蚀行为开始。不锈钢表面的各种缺陷如表面硫化物夹杂、晶界碳化物沉积、表面沟槽处等地方，钝化膜首先遭到破坏露出基层金属出现小蚀孔（孔径多在20～30μm），这就是亚稳态孔核，成为点腐蚀生成的活性中心。蚀核形成后，相当一部分点仍可能再钝化，若再钝化阻力小，蚀核就不再长大。当受到促进因素影响，蚀核继续长大至一定临界尺寸时（一般孔径大于30μm），金属表面出现宏观可见的蚀孔，这个特定点成为孔蚀源。蚀孔一旦形成则加速生长，现以不锈钢在充气的含氯离子的介质中的腐蚀过程为例说
明，见图2。
图2 不锈钢在充气的含氯离子的介质中的孔蚀过程[4]
蚀孔内金属表面处于活态，电位较负；蚀孔外金属表面处于钝态，电位较正，于是孔内和孔外构成了一个活态——钝态微电偶腐蚀电池，电池具有大阴极——小阳极的面积比结构，阳极电流密度很大，蚀孔加深很快。孔外金属表面同时受到阴极保护，可继续维持钝态。
孔内主要发生阳极溶解反应：
Fe→Fe2++2e
Cr→Cr3++3e
Ni→Ni2++2e
孔外在中性或弱碱性条件下发生的主要反应：
1/2 O2+H2O+2e→2OH-
由图可见，阴、阳极彼此分离，二次腐蚀产物将在孔口形成，没有多大保护作用。孔内介质相对孔外介质呈滞流状态，溶解的金属阳离子不易往外扩散，溶解氧亦不易扩散进来。由于孔内金属阳离子浓度的增加，带负电的氯离子向孔内迁移以维持电中性，在孔内形成金属氯化物（如FeCl2等）的浓缩溶液，这种富集氯离子的溶液可使孔内金属表面继续维持活性。又由于氯化物水解等原因，孔内介质酸度增加，使阳极溶解速度进一步加快，加上受重力的
作用，蚀孔加速向深处发展。
随着腐蚀的进行，孔口介质的pH值逐渐升高，水中的可溶性盐如Ca(HCO3)2将转化为CaCO3沉淀，结果锈层与垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池，这样就使孔内外物质交换更困难，从而使孔内金属氯化物更加浓缩，最终蚀孔的高速深化可把金属断面蚀穿。这种由闭塞电池引起孔内酸化从而加速腐蚀的作用称为“自催化酸化作用”。
产生腐蚀反应的金属表面的微环境情况非常重要，在这样的表面上形成的局部腐蚀环境与名义上的大环境有很大不同。点腐蚀的产生正是在一个与周围环境不同并且逐步恶化的微环境
下进行的。
5 影响点腐蚀的因素
金属或合金的性质、表面状况、介质的性质、pH值、温度、流速和时间等，都是影响点腐
蚀的主要因素。
不锈钢性质的影响因素包括：组分、杂质、晶体结构、钝化膜。
组分、杂质和晶体结构决定着其耐腐蚀性。比如不锈钢中加入铌和钛可有效防止碳化铬的形成，从而提高晶界抗腐蚀能力。适量的钼和铬联合作用可在氯化物存在的情况下有效稳定钝
化膜。
许多晶界腐蚀是由热处理引起的：不锈钢在焊接等过程中加热到一定温度之后而产生碳化铬在晶界上的沉积，因此，紧靠近碳化铬的区域就消耗掉了铬，从而相对于晶内的铬更为活泼。如果存在水溶液条件，就形成了以裸露的铬为阳极，以不锈钢为阴极的原电池。大的阴极面积产生了阳极控制，因而腐蚀作用很严重，导致晶间破裂或点蚀。这称之为“焊接接头晶间腐蚀”，这种钢称之为“活化处理”的钢。采用低碳的奥氏体不锈钢可以减轻这个问题。
钝化膜是保护不锈钢的主要屏障，但另一方面具有钝化特性的金属或合金，钝化能力越强则对孔蚀的敏感性越高，不锈钢较碳钢易发生点腐蚀就是这个道理。
孔蚀的发生和介质中含有活性阴离子或氧化性阳离子有很大关系。大多数的孔蚀事例都是在含有氯离子或氯化物介质中发生的。实验表明，在阳极极化条件下，介质中只要含有氯离子便可使金属发生孔蚀。所以氯离子又称为孔蚀的“激发剂”，而且随着介质中氯离子浓度的增加，孔蚀电位下降，使孔蚀容易发生，而后又容易加速进行。不锈钢孔蚀电位与氯离子活度
间的关系：
φb = -0.088lgαCl- + 0.108（V）[4]
其中，φb为不锈钢孔蚀临界电位，αCl-为氯离子活度。
实验证明[5]，随着溶液pH值的降低，腐蚀速度逐渐增加，并且在pH值相同时，含不同氯离子的模拟溶液的腐蚀速度相差不大，这说明溶液的pH值对腐蚀起着决定性的作用。对18-8不锈钢的点蚀研究发现，当闭塞区内的pH值低于1.3时，腐蚀速度急剧增大，这是由于发生了从钝化态向活化态的突变。由于腐蚀速度与溶液的pH值呈对数关系，因此pH值的微
小变化都会对腐蚀速度带来明显的影响。
闭塞区内除了亚铁离子的水解造成溶液pH值下降外，还由于离子强度的增加，使得氢离子的活度系数增大而降低pH值。通过实验可知，随着氯离子浓度的升高，溶液pH值线性下
降。[5]
介质温度升高使φb值明显降低，使孔蚀加速。
介质处于静止状态金属的孔蚀速度比介质处于流动状态时为大。介质的流速对减缓孔蚀起双重作用，加大流速一方面有利于溶解氧向金属表面的输送，使钝化膜容易形成；另一方面可以减少沉积物在金属表面的沉积机会，从而减少发生孔蚀的机会。
点蚀发生的诱导期一般从几个月到一年不等，视具体情况不同。
6 316L不锈钢管道的点腐蚀情况分析
对照上述影响，不锈钢孔蚀的主要因素，对岭澳一期CFI系统反冲洗管道的点蚀倾向或加
速点蚀的因素分析如下。
6.1 材质
316L不锈钢本身具有很好的抗氧化性，并且由于控制了碳的含量，减少了焊后碳化铬的晶界沉淀，在焊后提供了较好的耐蚀性。但316L不锈钢在氯化物环境中，对应力腐蚀开裂最为敏感，不具备耐氯离子腐蚀的功能。已经证明将不锈钢的标准级别，如316L型不锈钢用于海水系统是不成功的[1]。另外，在焊接热影响区仍然存在焊后晶界贫铬发生的可能性，并且由于条件所限，现场焊后无法对焊缝内表面做酸洗钝化处理，其保护膜相对较差，加之焊后表面不平整度增加，这些都为孔蚀核的形成提供了条件。
6.2 介质
输送介质为0.48mol/L氯离子浓度的海水，其对不锈钢腐蚀的影响是显著的，一方面是破坏钝化膜，另一方面是不断富集的氯离子直接降低pH值。加入质量分数为1×10-6的次氯酸钠，对氯离子含量的提升可忽略不计。但次氯酸钠的存在，对提高介质含氧量，加快阴极去
极化起到了促进作用，因此加快了点蚀速度。
6.3 温度和pH值
环境温度和海水整体的pH值变化不大，对反冲洗管道点蚀的影响很小。
6.4 流速
管道内海水在试运期间长期处于滞流状态，为点蚀的形成提供了充分的条件。在正常运行期间，管道内海水设计流速在2.3m/s，由于水流冲刷，初步形成的亚稳态孔核中很难形成闭塞电池的条件，孔蚀进一步发展的条件“氯离子富集”、“酸性增加”和孔内“不锈钢活化态”等都难以保持。但在长期停运状态下，这些闭塞电池条件都得以实现，为孔蚀的快速发展提供了
良好条件。
综上所述，材质不耐氯离子腐蚀、介质含氯离子和长期滞流的状态这几项因素共同影响，促
成了岭澳一期CFI反冲洗管道的点腐蚀。
7 对反冲洗管道可采取的防护措施
通过分析影响点蚀的因素可以看出，材质、介质、流速和时间是造成反冲洗管道316L不锈钢点蚀的主要因素。介质是无法改变的，长期滞流现象的存在也是无法避免的。在对反冲洗管道泄漏的处理和改造中，曾经加装了疏水管线，但没有实际作用，因为不可能排尽所有海水并充分干燥，即使存在极少量海水腐蚀仍可在管道底部沿重力方向进行，而且因为溶液中
含氧量的增加和海水的蒸发浓缩会加快腐蚀。
参考控制腐蚀的5种基本方法，即：改用更适当的材料、改变环境、使用保护性涂层、采用阴极保护或阳极保护、改进系统或构件的设计[1]。其中，可采纳的是改用材料和使用保护性涂层。采用外加阴极电流保护可以抑制不锈钢点蚀，但是所需费用较昂贵，而且会对附近
没有保护的金属部件加重腐蚀。
因此，解决反冲洗管道点蚀的有效方法就是，从提高管道内壁抗腐蚀性方面考虑。在现场实际改造中，采用了使用广泛的碳钢管道加硫化橡胶衬里的方法。
（1）拆除所有不锈钢管道，参照原管线路径现场设计为法兰联接碳钢管道（衬胶管道不能
采用焊接）。
（2）现场加工制作碳钢管道后送交专业衬胶厂家。
（3）在衬胶厂对碳钢管段进行内外表面喷砂处理。然后外表面涂防锈底漆，内表面手工粘
衬橡胶皮。
（4）对衬胶进行电火花检验，以保证衬胶的连续性，对个别缺陷点采用环氧树脂补胶处理。
（5）对橡胶进行硫化熏蒸处理，使衬胶硬化。
（6）安装时法兰连接采用橡胶垫，连接螺栓采用镀锌螺栓加防腐涂层。安装后管道表面涂
防腐面漆。
近年来由于钢铁生产技术的不断提高，使用耐氯离子腐蚀的双向不锈钢已成为现实。
双向不锈钢是在不锈钢中添加一定含量的钼，并加入较奥氏体不锈钢更高含量的铬，较高的铬、钼含量组合能获得良好的抗氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能。这是第一代双相不锈钢。在双相不锈钢中再加入氮促进奥氏体的形成并改善拉伸性能和耐点蚀性能，这就是第二代双相不
锈钢。
奥氏体不锈钢和双相不锈钢（不能用于铁素体不锈钢）的耐点蚀性能可以用耐点蚀当量
（PREN）预测：
PREN =Cr+3.3(Mo+0.5W)+xN[1]
其中Cr、Mo、W和N等于材料中铬、钼、钨、氮的含量，这些合金化元素都对耐点蚀性能起着正面的作用。对于双相不锈钢，x=16，对于奥氏体不锈钢，x=30。
在田湾核电站的设计中，其核岛重要厂用水管道就采用了2507双相不锈钢来输送海水，现
场实际运行良好。
8 对海水管道选材的建议
碳钢衬胶管道和双相不锈钢管道在输送海水方面都能起到良好的防腐作用且能满足强度要求。在实际使用中，衬胶管道造价低、使用寿命较长（衬胶设备使用20年耐腐蚀性能不会降低）但施工复杂，尤其是最后调整段的衬胶必须在现场外专业厂进行，对施工进度有重大影响。而双相不锈钢可焊接、安装方便、寿命期长，是一种较理想的选择，只是在以往的设计中由于价格昂贵不被选用。近几年随着钢铁技术的不断提高，双相不锈钢的产量和用量不断增加，价格也在一步步降低，今后工程中使用双相不锈钢管道将是发展趋势。
9 对电厂防腐的建议
据统计，在电站整个运行期内，由于腐蚀和磨损而损失掉的金属约占其原有重量的8%。而个别部件和部位的腐蚀引起的失效，更是给电厂运行带来巨大损失。电站防腐是一项复杂而又广泛的工作，需要从设计、监造、施工、运行各个环节加以控制。本文所述的316L不锈钢管道孔蚀失效事件就是一个从选材到施工以及运行各种因素综合影响的结果，它带来的危害是显而易见的。另外电站运行中低压给水系统的二氧化碳腐蚀、高压加热器的氧腐蚀、设备停用阶段的氧腐蚀、核岛蒸发器传热管的晶间腐蚀与应力开裂、凝汽器泄漏对蒸发器二次侧的腐蚀等问题，都给电站安全带来很大危害。因此，建议成立一个专门的腐蚀控制小组，从专业角度对设计、制造、储运、施工、运行全过程进行监控，以避免和减少腐蚀的发生。另外，加强全体技术人员的腐蚀与防护基本知识培训，使大家从原理上了解，在工作中就能
有意识地加以防护。
不锈钢的品质特性及其要求
不锈钢的品质特性及其要求 1不锈钢的品质特性： 2不锈钢的品质特性及其要求 各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同 (1)材质： ①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在7.0~8.0之间，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加工比（BLANKING SIZE/制品直径）一般都比较高，它们的加工比分别达3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品，当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话，在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象，影响成品合格率，当然也就加大了厂家的成本； ②一般材：主要用于除了DDQ用途外的材料，这种材料的特点是延伸率相对较低（≧４５%），而硬度相对较高（≦１８０），内部晶粒度等级在8.0~9.0
间，与DDQ用材比较，它的深冲性能相对稍差，它主要用于不需伸拉就能得到的制品，象一类餐具的勺、匙、叉、电器用具、钢管用途等。但它与DDQ材相比有一个优点，就是BQ性相对较好，这主要是由于它的硬度稍高的缘故。 (2)表面品质： 不锈钢薄板是一种价格非常高的材料，客户对它的表面质量要求也非常高。但不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷，如划伤、麻点、折痕、污染等，从而其表面质量，象划伤、折痕等这些缺陷不管是高级材还是低级都不允许出现，而麻点这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的，因为抛光时很难抛掉它。我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率，来确定其表质量等级，从而来确定产品等级。（见表：） (3)厚度公差： 一般来说不锈钢制品的不同，其要求原料厚度公差也各不相同，象二类餐具和保温杯等，厚度公差一般要求较高，为-3~5%，而一类餐具厚度公差一般要求
304不锈钢的腐蚀
304不锈钢的腐蚀 应力腐蚀 应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。 应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。 它的发生一般有以下四个特征：一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分 应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂 晶间腐蚀 说明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。 晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀: 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C8等。但是由于铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（不含钛或铌的牌号），如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用
氯离子对不锈钢的腐蚀
氯离子对不锈钢的腐蚀 问题描述：对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀，各种权威的书籍均有严格的要求，氯离子含量要小于25ppm，否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢，因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀，采取预防措施，延长使用寿命，或合理选材。 不锈钢的腐蚀失效分析： 1、应力腐蚀失：不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施：合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力：装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力，防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程：严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6 以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。 2、孔蚀失效及预防措施 小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解，结果在基底金属上生成孔径为20μm～30μm小蚀坑这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施：在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。 3、点腐蚀：由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物，这些非金属化合物，在Cl 离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀，在闭塞电池的作用，坑外的Cl离子将向坑内迁移，而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中，加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好，Mo含量添加的越多，耐坑点腐蚀的性能越好。 4.缝隙腐蚀 缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样，是由于缝隙中存在闭塞电池的作用，导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙，以及换热管与管板孔的缝隙部位，缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系，一旦有了缝隙腐蚀环境，其诱导应力腐蚀的几率是很高的。 总结 1：几种不锈钢在含氯(Cl—)水溶液中的适用条件 一、板片材料的选用 （1）注：不含气体、PH值为7(即中性)、流动的含氯水溶液。 （2）奥氏体不锈钢对硫化物(SO2 、SO3)腐蚀有一定的抗力。但是，Ni含量越高，耐蚀性将降低（因生成低熔点NiS）,可能引起硫化物应力腐蚀开裂。硫化物应力腐蚀开 裂同材料的硬度有关，奥氏体不锈钢的硬度应≤HB228；Ni-Mo或Ni–Mo–Cr合金的 硬度不限；碳素钢的硬度应≤HB225； 3）必须注意板片材料与垫片或胶粘剂的相容性。例如，应避免将含氯的垫片或胶粘剂（如氯丁橡胶或以其为溶质的胶粘剂）与不锈钢板片组配,或者将氟橡胶、聚四氟乙烯（PTFE）垫片与钛板板片组配；
不锈钢晶间腐蚀问题
不锈钢晶间腐蚀问题 晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。这种腐蚀是在金属（合金）表面无任何变化的情况下，使晶粒间失去结合力，金属强度完全丧失，导致设备突发性破坏。 许多金属（合金）都具有晶间腐蚀倾向。其中不锈钢、铝合金及含钼的镍基合金晶间腐蚀较为突出。如有应力存在，由晶间腐蚀转变为沿晶应力腐蚀破坏。贫化理论认为，晶间腐蚀是由于晶界析出新相，造成晶界附近某一成分的贫乏化。如奥氏体不锈钢回火过程中（400-800℃）过饱和碳部分或全部以Cr23C6 形式在晶界析出，造成碳化物附近的碳与铬的浓度急剧下降，在晶界上形成贫铬区，贫铬区作为阳极而遭受腐蚀。对于低碳和超低碳不锈钢来说，不存在碳化物在晶界析出引起贫铬的条件。但一些实验表明，低碳，甚至超低碳不锈钢，特别是高铬、钼钢，在650-850℃受热时，在强氧化介质中，或其电位处于过钝化区时，也发生晶间腐蚀。铁素体不锈钢在900℃以上高温区快冷（淬火或空冷）易产生晶间腐蚀。即使极低碳、氮含量的超纯铁素体不锈钢也难免产生晶间腐蚀。但在700-800℃重新加热可消除晶间腐蚀。由此可见，铁素体不锈钢焊后在焊缝金属和熔合线处易产生晶间腐蚀。18Cr-9Ni 钢在温度高于750℃时，不产生晶间腐蚀，而在600-700℃区间，晶间腐蚀倾向最严重。当温度低于600℃时，需长时间才能产生晶间腐蚀倾向，温度低于450℃时基本不产生晶间腐蚀倾向。 检验某种钢材是否有晶间腐蚀倾向，一般采用敏化处理工艺。钢材加热到晶间腐蚀最敏感的，恒温处理一定时间，这种处理工艺称为敏化处理，产生晶间腐蚀最敏感的温度叫敏化温度。18-8 不锈钢最敏感温度为650-700℃，产生晶间腐蚀倾向所需要的最短时间为1-2小时。 不锈钢中，除了主要成分Cr、Ni、C 外，还含有Mo、Ti、Nb 等合金元素。它们晶间腐蚀的作用如下：1．碳：奥氏体不锈钢中碳量越高，晶间腐蚀倾向越严重，导致晶间腐蚀碳的临界浓度为0.02%（质量分数）。 2．铬：能提高不锈钢耐晶间腐蚀的稳定性。当铬含量较高时，允许增加钢中含碳量。例如，当不锈钢中铬的质量分数从18%提高到22%时，碳的质量分数允许从0.02%增加到0.06%。 3．镍：增加不锈钢晶间腐蚀敏感性。可能与镍降低碳在奥氏体钢中的溶解度有关。 4．钛、铌：都是强碳化物生成元素，高温时能形成稳定的碳化物TiC 及NbC，减少了碳的回火析出，从而防止了铬的贫化。 防止晶间腐蚀的措施：（1）降低含碳量。当钢中碳的质量分数在0.03%以下时，即使在700℃较长时间回火也不会产生晶间腐蚀。（2）加入固定碳的合金元素。对含Ti、Nb 元素的18-8不锈钢，在高温下使用时，要经过稳定化处理。即在常规的固溶处理后，还要在850-900℃保温1-4 小时，然后空冷至室温，以充分生成TiC 及NbC。（3）固溶处理。固溶处理能使碳化物不析出或少析出。但对含Ti、Nb 的不锈钢还要进行稳定化处理。（4）采用双相钢。采用铁素体和奥氏体双相钢有利于抗晶间腐蚀。由于铁素体在钢中大多沿奥氏体晶界分布，含铬量又较高，因此，在敏化温度受热时，不产生晶间腐蚀。
各种不锈钢的耐腐蚀性能
各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308 不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 镍与不锈钢基础知识—镍在不锈钢中的作用 镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。目前，人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性，最著名的是下面的公式： 奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu% 从这个等式可以看出：碳是一种较强的奥氏体形成元素，其形成奥氏体的能力是镍的30倍，但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中，因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍，但是它是气体，想要不造成多孔性的问题，只能在不锈钢中添加数量有限的氮。添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。 从镍等式中可以看出，添加锰对于形成奥氏体并不非常有效，但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中，而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。在200系列的不锈钢中，正是用足够的锰和氮来代替镍形成100%的奥氏体结构，镍的含量越低，所需要加入的锰和氮数量就越高。例如在201型不锈钢中，只含有4.5%的镍，同时含有0.25%的氮。由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍，所以同样可以形成100%奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的形成原理。在有些不符合标准的200系列不锈钢中，由于不能加入足够数量的锰和氮，为了形成100%的奥氏体结构，人为的减少了铬的加入量，这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降。 在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。因为铁和铬都是铁素体形成元素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了300系列不锈钢。如果仅添加一半数量的镍，就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体，这种结构被称为双相不锈钢。 400系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步的改善。大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。
不锈钢腐蚀实验报告
不锈钢腐蚀行为及影响因素的综合评价 洪宇浩 实验一、钝化曲线法评价不同种不锈钢在同一介质中的腐蚀能力 1.实验目的 ●掌握金属腐蚀原理和金属钝化原理 ●掌握不锈钢阳极钝化曲线的测量 ●掌握恒电位仪软件的操作 2.实验原理 3.实验步骤 本实验测试430不锈钢（黑）和304不锈钢（黄）在0.25mol/L H2SO4和含1.0% NaCl 的0.25mol/L H2SO4中钝化曲线. 电位：-0.60 →1.20 V，50 mV/s 4.注意事项 ●电极的处理 ●灵敏度的选择 5.实验结果 1、304钢在0.25mol/L H2SO4的钝化曲线
-800 -600-400-20002004006008001000 -8-6 -4 -2 2 电流(m A ) 电位(mV) -293,1.841 -139,0.635410,0.235 904,0.708 2、304钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -800 -600-400-20002004006008001000 -7-6-5-4-3-2-1 01电流(m A ) 电位(mV) (-267, 0.59829) (-69, 0.38967) (398, 0.20901) (799, 0.38485) 3、430钢在0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线.
-800 -600-400-200020040060080010001200 -4-202468 1012电流( m A ) 电位(mV) (-287, 11.133) (930, 1.7327) (174, 1.1011) (-21, 1.5724) 4、430钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -600 -400 -200 200 400 -10 -5 5 10 15 20 电流(m A ) 电位(mV) (-221, 15.914) (180, 1.1999) (328, 1.9463) (-84, 4.9479)
不锈钢的性能与特性.
不锈钢的性能与特性 一、不锈钢的组织性能 目前已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。 实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。 合金元素的作用—— 不锈钢含有基本金属（Base）铁和主要元素Cr、Ni，通过添加Cr、Ni以外的元素制造具有各种特性的不锈钢。 二、不锈钢的特性 1．一般特性
◆表面美观以及使用可能性多样化 ◆耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ◆耐腐蚀性好 ◆强度高，因而薄板使用的可能性大 ◆耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 ◆常温加工，即容易塑性加工 ◆因为不必表面处理，所以简便、维护简单 ◆清洁，光洁度高 ◆焊接性能好 2、品质特性 2-1不锈钢的品质特性
2-2不锈钢的品质特性要求 ※各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同。 2-3 品质要求特性微细项目 (1) 材质： ①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在7.0~8.0之间，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加工比一般都比较高，SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品，当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话，在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象，影响成品合格率，当然也就加大了厂家的成本；
不锈钢特性及氯离子腐蚀
腐蚀与不锈钢 应力腐蚀 应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。 应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。 它的发生一般有以下四个特征： 一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。 二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。 三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。 四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分 应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂 晶间腐蚀 说明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。 晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
不锈钢的晶间腐蚀: 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C6等。但是由于铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（不含钛或铌的牌 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
氯离子对不锈钢腐蚀的机理
氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和N i 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为2 种观点。 成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。 吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。 电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 3. 2 防止孔蚀的措施 （1）在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量,可获得性能良好的钢种。耐孔蚀不锈钢基本上可分为 3 类:铁素体不锈钢;铁素体—奥氏体双相钢;奥氏体不锈钢。设计时应优先选用耐孔蚀材料。 （2）降低氯离子在介质中的含量,操作时严防跑、冒、滴、漏等现象的发生。 （3）在工艺条件许可的情况下,可加入缓蚀剂。对缓蚀剂的要求是,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。例如,在10 %的FeCl3 溶液中加入3 %的NaNO2 ,可长期防止1Cr18Ni9Ti 钢的孔蚀。 （4）采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。氯离子对不锈钢制压力容器的腐蚀,对压力容器的安全性有很大的影响。即使是合理的设计、精确的制造避免或减少了容器本身的缺陷,但是,在长期使用中,由于各种错综复杂因素的联合作用,容器也会受到一定的腐蚀。虽然目前对防止氯离子对不锈钢腐蚀的方法还不十分完善,但掌握一些最基本的防护措施,对保证生产的正常进行,还是十分必要的。除此之外,还应严格按照操作规程操作,加强设备管理,做好容器的定期检验,以保证容器在合理的寿命期限内安全运行。 (1).氯离子对不锈钢设备耐蚀性的影响工作介质中氯离子的含量和工作温度对不锈钢应力腐蚀的影响很大。例如天津某厂水加热器腐蚀严重,采用了全不锈钢材质后,使用几个月就出现了漏液现象。经过认真分析,发现热水中含有氯离子和氧。不锈钢在一定温度下不能耐氯离子腐蚀,特别是介质中有氧存在的条件下,氧的存在能加速腐蚀。在实际生产中还发现,氯离子在一定浓度和温度时,不锈钢的耐蚀性还不如碳钢;但在氯离子合量很少或含量高、温度不高的条件下,还是远比碳钢好。在这一点上,温度对耐蚀性的影响比氯离子浓度的影响更大。所以在选材时,除考虑氯离子的浓度外,特别要注意温度的影响。提高奥氏体合金中镍的含量,是防止氯离子引起的应力开裂的一种有效方法。含镍42%以上的合金完全能耐氯离子引起的腐蚀开裂,如825合金、G合金、625合金。而含镍8%~12%的合金是最容易发生应力开裂的
不锈钢腐蚀
不锈钢压力容器制造管理规定 （１９９４年５月１６日） 第一章总则 第一条为了提高不锈钢压力容器制造的质量，确保其安全使用，特制定本规定。 第二条不锈钢压力容器的制造除应符合ＧＢ１５０《钢制压力容器》、ＧＢ１５１《钢制管壳式换热器》、《压力容器安全技术监察规程》、及设计图样和有关技术要求外，还应符合本规定。 第三条本规定适用于不锈钢压力容器的制造单位。常压不锈钢容器的制造可参照本规定执行。 第二章材料 第四条用于制造压力容器的不锈钢材料及焊材均应符合相应的国家和行业标准。进口材料的技术性能符合国外有关规定的同时，还必须符合我国有关标准、规范。其质量证明书应由材料生产单位提供，内容必须齐全、准确。 第五条钢用于制造一、二类压力容器主要受压元件的不锈钢材料，其质量证明书中项目不全或实物标志不清时，须进行必要的检验或试验，判明其牌号符合相应的质量标准后方可使用。 用于制造三类压力容器主要受压元件的不锈钢材料，除按有关要求进行必要的化学成份、力学性能和弯曲性能复验外，对有抗晶间腐蚀要求的，应对材料的抗晶间腐蚀性能进行复验。 第六条不锈钢材料需作晶间腐蚀复验的，按ＧＢ４３３４《不锈钢晶间腐蚀试验》或ＧＢ１２２３《不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法》进行，设计图样另有规定的除外。 第七条制造压力容器的不锈钢不得有分层，表面不允许有裂纹、结疤。经酸洗供应的不锈钢板表面不允许有氧化皮和过酸洗。 第八条不锈钢原材料应按钢号、规格、炉批号分类在室内放置。并与碳素钢材料有严格的隔离措施。 第九条不锈钢材料上应有清晰的入库标记。该标记应采用元氯无硫记号笔书写，不得打钢印，不得使用油漆等有污染的物料书写。 第三章制造环境 第十条不锈钢压力容器的制造应有独立、封闭的生产车间或专用固定生产场地，应与碳素钢制品严格隔离。 不锈钢压力容器如附有碳素钢零部件，其零部件应分开制造。 第十一条为防止铁离子和其它杂质的污染，不锈钢压力容器生产场所保持清洁、干燥，严格控制灰尘。地面应铺设橡胶或木质垫板。 生产中应使用专用的滚轮架、吊夹具以及工装设备。 第十二条在不锈钢压力容器制造过程中，操作人员应穿着软质橡胶工程鞋，鞋底不得带有铁钉等尖税异物。 第十三条不锈钢零部件，应配有木质堆放架，不得任意堆放。 在不锈钢零部件周转和运输过程中，应配备必要的防铁离子污染和磕划伤的运送工具。 第十四条不锈钢材料在清除油脂、油漆之类的杂质后方可进行热加工，热成型或热处理过程使用的加热炉气氛中硫或硫化物的含量须符合有关标准。 第十五条不锈钢压力容器的表面处理应有独立的场地，并配备必要的安全保护措施。第四章加工成型及焊接 第十六条不锈钢板下料时，应将不锈钢板移至专用场地下料，严禁在不锈钢材料垛上
不锈钢腐蚀的机理
不锈钢腐蚀的机理 1 氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高[1 ] 。 氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为 2 穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合 ,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子,与金属形成氯化物,氯化物与 法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理[2 ] 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应
奥氏体不锈钢晶间腐蚀试验
奥氏体不锈钢晶间腐蚀试验方法 一、试验方法：奥氏体不锈钢10%草酸浸蚀试验方法 试样在10%的草酸溶液中电解浸蚀后，在显微镜下观察浸蚀表面的金相组织。 二、试样 1、取样及制备： 1）焊接试样从与产品钢材相同而且焊接工艺也相同的试块上取样，试样应包括母材、热影响区以及焊接金属的表面； 2）取样方法：原则上用锯切，如用剪切方法时应通过切削或研磨的方法除去剪切影响部分；3）试样被检查的表面应抛光，以便进行腐蚀和显微组织检验； 2、试样的敏化处理 1）敏化前和试验前试样用适当的溶剂或洗涤剂（非氯化物）除油并干燥； 2）焊接试样直接以焊后状态进行试验。对焊后还要经过350℃以上热加工的焊接件，试样在焊后还应进行敏化处理。试样的敏化处理在研磨前进行，敏化处理制度为650℃，保温1小时，空冷。 三、试验方法 1、试验溶液：将100克符合GB/T9854的优先级纯草酸溶解于900ml蒸馏水或去离子水中， 配置成10%草酸溶液； 2、实验仪器和设备：阴极为奥氏体不锈钢制成的钢杯或表面积足够大的钢片，阳极为试样， 如用钢片作阴极时要采用适当形状的夹具，使试样保持于试验溶液中，浸蚀电路如图1所示。 1——不锈钢容器 2——试样 3——直流电源 4——变阻器 5——电流表 6——开关 图1 电解浸蚀装置图 3、试验条件和步骤： 1）把浸蚀试样作阴极，以不锈钢杯或不锈钢片作为阴极，倒入10%草酸溶液，接通电流。阳极电流密度为1A/cm2，浸蚀时间为90s，浸蚀溶液温度为20℃~50℃。 2）试样浸蚀后，用流水洗净，干燥。在金相显微镜下观察试样的全部浸蚀表面，放大倍数为200倍~500倍，根据表1、表2和图2~图8判定组织的类别。 3）每次试验使用新的溶液。 4、浸蚀组织的分类 1）显示晶界形态浸蚀组织的分类见表1；
不同腐蚀环境下不锈钢的特点与选用
不同腐蚀环境下不锈钢的特点与选用不锈钢是石油、化工、化肥、食品、国防、餐具、合成纤维和石油提炼等工业行业中广泛使用的金属材，而许多容器、管道、阀门、泵、等一般都因与各种腐蚀性介质接触遭受腐蚀而报废。据统计，全世界每年因腐蚀而报废的钢材约占钢材年产量的1／4。而不锈钢的产量占钢铁总产量的1％。因此，材料受到腐蚀而失效是当今材料研究与发展中的三大主要问题之一。 不锈钢是指具有抗腐蚀性能的一类钢种。 通常所说的不锈钢是不锈钢与耐酸钢的总称。 不锈钢不一定耐酸，但耐酸钢同时又是不锈钢。 所谓不锈钢是指能抵抗大气及弱腐蚀介质腐蚀的钢种。腐蚀速度＜0．01mm／年者为完全耐腐蚀钢，速度＜0.1mm／年者为耐蚀钢。所谓的耐酸钢是指在各种强腐蚀介质中能耐酸的钢．腐蚀速度＜0.1mm／年者为完全耐蚀，腐蚀速度＜1mm／年者为耐蚀。因此．不锈钢并不是不腐蚀、只不过腐蚀速度较慢而已、绝对不被腐蚀的钢是不存在的。 值得注意的是在同一介质中．不同种类的不锈钢腐蚀速度大不相同而同一种不锈钢在不同的介质中腐蚀行为也大不一样。例如．Ni-Cr不锈钢在氧化性介质中的耐蚀性很好．但在非氧化介质中(如盐酸）的耐蚀性就不好了。因此掌握各类不锈钢的特点、对于正确选择和使用不锈钢是很重要的。 不锈钢不仅要耐蚀，还要承受或传递载荷，因此还需要具有较好的力学性能。不锈钢一般以板、管等型材加工成构件或零件，因此．要有良好的切削加工性能和良好的焊接性能。 不锈钢按典型组织分为：铁素体（F）型不锈钢；马氏体〔M)型不锈钢；奥氏体（A）型不锈钢；奥氏体-铁素体（A-F）双相型不锈钢；沉淀硬化型不锈钢。 一、金属腐蚀 （一）金属的腐蚀过程 在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的现象称为腐蚀。腐蚀基本上有两种形式．化学腐蚀和电化学腐蚀。在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀，化学腐蚀中不产生电流，巨在腐蚀过程中形成某种腐蚀产物。这种腐蚀产物一般都覆盖在金属表面上形成一层膜，使金属与介质隔离开来。 如果这层化学生成物是稳定、致密、完整并同金属表层牢固结合的，则将大大减轻甚至可以防止腐蚀的进一步发展，对金属起保护作用。形成保护膜的过程称为钝化。例如，生成SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧化膜，这些氧化膜结构致密、完整、无疏松、无裂纹且不易剥落，可起
不锈钢腐蚀机理、发生原因和维护处理方法
不锈钢腐蚀机理、发生原因和维护处理方法 不锈钢材料具有抵抗大气氧化的能力---即不锈性，同时也具有在含酸、碱、盐的介质中耐腐蚀的能力---即耐蚀性。虽然不锈钢耐腐蚀性良好，但不是不生锈，如果长期裸露在腐蚀环境中，最终还是会被腐蚀。因此了解不锈钢的腐蚀机理、发生原因和维护处理方法就尤为重要。 一、腐蚀机理 Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。 当钢材中的Cr 含量超过10.5%时，钢在大气中基本不会生锈。这是因为Cr 和Ni 使不锈钢和空气中的氧生成一层十分致密的氧化膜 ,使不锈钢钝化,降低了不锈钢材料在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高，而S30408、S31603的材料的Cr 含量在16%以上，耐蚀性能也相应的得到了提高。 当管材处于杂散电流或酸碱盐腐蚀环境中时，材料本身自钝化的速度低于被腐蚀的速度时，随着时间的作用，便出现材料被破坏 的现象。下图为材料在腐蚀环境中的被破坏示意图。 二. 不锈钢腐蚀的类型、发生原因和处理方法 2.1 表面腐蚀： 2.1.1 主要特点：不锈钢裸露表面发生大面积的较为均匀的腐蚀，虽降低产品受力有效面积及其使用寿命，但比局 部腐蚀的危害性小。 2.1.2 常见发生原因：(1) 不锈钢表面有其他金属元素（如铁质材料）的粉尘或颗粒附着，在潮湿的空气中，附着物与不锈钢间的冷凝水， 将二者连成一个微电池，引发电化学腐蚀； (2) 不锈钢表面粘附含有酸、碱、盐类物质（如装修墙壁的碱水、石灰水、其它装修材料、有机物汁液或使用有害介 质的薄膜和材料包裹），长时间形成金属表面的腐蚀； (3) 在有污染的空气中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮、盐类物质的大气 ），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋 酸液点等，引起化学腐蚀； (4) 割渣、飞溅等易生锈物质的附着或击伤表面钝化层造成的腐蚀； 2.1.3 建议处理方案表面腐蚀：切 割火花击伤 表面腐蚀：石灰水侵蚀
不锈钢常用表面处理方法
不锈钢常用表面处理方法 ： 不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐性能及不易生锈 等优良的特性。故 广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，环保行业，家用电器行业及家庭装 潢，精饰行 业，给予人们以华丽高贵的感觉。 不锈钢的应用发展前景会越来越广， 技 术发展程度。 1 不锈钢常用表面处理方法 1.1 不锈钢品种简介 1.1.1 不锈钢主要成分：一般含有鉻 1.1.2 常见不锈钢：有鉻不锈钢，含 12%。 1.1.3 从不锈钢金相组织结构分类：有奥氏体不锈钢,例如： 1Cr18Ni9Ti , 1Cr18Ni11Nb , Cr18Mn8Ni5。马氏体不锈钢，例如： Cr17, Cr28等。一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不 锈钢。 1.2 常见不锈钢表面处理方法 常用不锈钢表面处理技术有以下几种处理方法： ①表面本色白化处理； ②表面镜面光亮 处理；③表面着色处理。 1.2.1 表面本色白化处理：不锈钢在加工过程中,经过卷板、扎边、焊接或者经过人工 表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是 NiCr2O4和NiF 二种 EO4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。 但这种方法成本大，污染环境， 对人体有害,腐蚀性较大,逐渐被淘汰。目前对氧化皮处理方法主要有二种： ⑴喷砂 （丸 ）法：主要是采用喷微玻璃珠的方法,除去表面的黑色氧化皮。 ⑵化学法： 使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行 浸洗。 从而达到不锈钢本色的白化处理目的。 处理好后基本上看上去是一无光的色泽。 这种 方法对大型、复杂产品较适用。 1.2.2 不锈钢表面镜面光亮处理方法：根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同 可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。 1.2.3 表面着色处理： 不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色,增加产品的花色品种, 而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。不锈钢着色方法有如下几种： ⑴化学氧化着色法； ⑵电化学氧化着色法； ⑶离子沉积氧化物着色法； ⑷高温氧化着色法； ⑸气相裂解着色法。 各种方法简单概况如下： ⑴化学氧化着色法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，有重铬酸盐法、 混合钠盐法、硫化法、酸性氧化法和碱性氧化法。一般“茵科法” （INCO ）使用较多，不过要 想保证一批产品色泽一致的话,必须用参比电极来控制。 ⑵电化学着色法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色。 ⑶离子沉积氧化物着色法化学法：就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进行真空蒸发 镀。例如：镀钛金的手表壳、手表带,一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因 为投资大,成本高,小批量产品不合算。 ⑷高温氧化着色法： 是在特定的熔盐中， 浸入工件保持在一定的工艺参数， 使工件形成 一定厚度氧化膜，而呈现出各种不同色泽。 ⑸气相裂解着色法：较为复杂，在工业中应用较少。 1.3 处理方法选用 但不锈钢的应用发展很大程度上决定它的表面处理 （Cr ）、镍（Ni ）、钼（Mo ）、钛（Ti ）等优质金属元素。 Cr > 12%以上；镍鉻不锈钢，含 Cr > 18%,含Ni >
不锈钢腐蚀的分析
电化学腐蚀 特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包，次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。 一、基本介绍： 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。 我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。 金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。
在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。 二、相关原理： 金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中，，等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体()以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。 三、方程式： (1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时) 负极(Fe)： 正极(杂质)：