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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 。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
2、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
3、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
4、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。.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
5、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 / 201的含N
6、i3.5-5.5,202的含Ni4.0-6.0,301的含Ni6.0-8.0,302的含Ni8.0-10.0,302HQ/XM7的含Ni8.5-10.5,303的含Ni8.0-10.0,303Cu,304,304H,304HC,304HCM,的含Ni8.0-10.0,304L的含Ni9.0-1.3,304M的含Ni8.9-10.0,304N1的含Ni7.0-10.5,305的含Ni10.5-13.0,305J1的含Ni11.0-13.5,309S的含Ni12.0-15.0,310S的含Ni19.0-22.0,314的含Ni19.0-22.0,316的含Ni10.0-14.0,316Cu的含Ni
7、10.0-14.0,316L的含Ni12.0-15.0,321的含Ni9.0-13.0,410,416,420,410L,430,430F中国 GB 1220-92俄罗斯 GOST 5632-72日本 JIS G4303-91美国ASTM A276-96比利时 BS970Part1 BSEN10088-1-95德国 DIN17400-96 DINEN10088-1-95法国 NFA35-578-91 NFEN10088-1-95ISO 683/13-86 TR4956/841Cr17Mn6Ni5N - SUS201 201 X12CrMnNiN17-7-5X12CrMnNiN17-7-5X12
8、CrMnNiN 17-7-5A-2 1Cr18Mn8Ni5N 12KH17G9AH4 SUS202 202 X12CrMnNiN18-9-5X12CrMnNiN18-9-5X12CrMnNiN 18-9-5A-3 1Cr17Ni7 - SUS301 301 BS970Part1-96 301S21 - NFA35-574-95 Z12CN17.07 14 1Cr18Ni9 12KH18H9 SUS302 302 302S31 DIN17440-96 X12CrNi18-9 Z10CN18.09 12 Y1Cr18Ni9 - SUS303 303 303S31 X12CrNiS18-9 Z10C
9、NF18.09 17 Y1Cr18Ni9Se 12KH18H10E SUS303Se 303Se 303S42 - - 17a0Cr18Ni9 08KH18H10 SUS304 304 304S31 X5CrNi18-10 Z7CN18.09 11 00Cr19Ni11 03KH18H11 SUS304L304L304S11 X2CrNi19-11 X2CrNi19-11 10 0Cr19Ni9N - SUS304N1 304N - - - - 0Cr19Ni10NbN - SUS304N2 XM21 - - - - 00Cr18Ni10N - SUS304LN - X2CrNiN18-10
10、X2CrNiN18-10 X2CrNiN18-10 10N 1Cr18Ni12 12KH18H12T SUS305 305 X4CrNi18-12 X4CrNi18-12 X4CrNI18-12 13 0Cr23Ni13 - SUS309S 309S - - NFA35-578-91 Z15CN23-13 15 0Cr25Ni20 - SUS310S 310S 310S31 - Z8CN25-20 16 0Cr17Ni12Mo2 08KH17H13M2T SUS316 316 316S31 X5CrNiMo17-12-2Z7CND17-12-22020a0Cr18Ni12Mo2Ti 08KH1
11、7H13M2T SUS316Ti 316Ti S31635 320S31 X6CrNiMoTi17-12-2X6CrNiMoTi17-12-221 00Cr17Ni14Mo2 03KH17H14M2SUS316L316L316S13 X2CrNiMo18-14-3 X2CrNiMo17-12-21919a0Cr17Ni12Mo2N - SUS316N 316N X5CrNiMo17-12-2X5CrNiMo17-12-2X5CrNiMo17-12-2- 00Cr17Ni13Mo2N - SUS316LN 316LN X2CrNiMo17-11-2X2CrNiMoN17-11-2X2CrNiMo
12、17-11-219N19aN 0Cr18Ni12Mo2Cu2 - SUS316J1 - - - - - 00Cr18Ni14Mo2Cu2 - SUS316JIL - - - - - 0Cr19Ni13Mo3 08KH17H15M3T SUS317 317 316S33 X5CrNiMo17-13-3 - - 00Cr19Ni13Mo3 03KH16H15M3SUS317L317LPart-4 317S12 X2CrNiMo18-15-4 X2CrNiMo18-15-4 24 0Cr18Ni16Mo5 - SUS317J1 - - - - - 1Cr18Ni9Ti 12KH18H10T - 32
13、1 321S31 X6CrNitI18-10 X6CrNiTi18-10 11 0Cr18Ni10Ti 08KH18H10T SUS321 321 321S31 X6CrNiTi18-10 X6CrNiTi18-10 15 0Cr18Ni11Nb 08KH18H12B SUS347 347 347S31 X6CrNiNb18-10 X6CrNiNb18-10 16 0Cr18Ni9Cu3 SUSXM7 XM7 X3CrNiCu18-9-4X3CrNiCu18-9-4X3CrNiCu18-9-4- 0Cr18Ni13Si4 - SUSXM15J1 XM15 - - - - 0Cr26Ni5Mo2
14、 - SUS329J1 - - - - - 1Cr18Ni11Si4AlTi 15KH18H12G4TYU - - - - - - 0Cr13Al - SUS405 405 405S31 X6CrAl13 X6CrAl13 5 00Cr12 - SUS410L- - - Z3CT12 - 1Cr17 12KH17 SUS430 430 430S17 X6Cr17 X6Cr17 8 YCr17 SUS430F- - X6CrMoS17 - 8a1Cr17Mo SUS434 - X6CrMo17-1 X6CrMo17-1 X6CrMo17-1 9c00Cr30Mo2 SUS447J1 - - - - - 00Cr27Mo SUSXM27 XM27 - - - - 1Cr12 SUS403 403 410S21 X6Cr13 X6Cr13 3 1Cr13 12KH13 SUS410 41
