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不锈钢板点腐蚀和缝隙腐蚀的成因与影响因素
来源:顶亮金属 时间:2023-03-10

局部腐蚀如不锈钢的点蚀和缝隙腐蚀通常发生在卤化物离子存在下,通常是氯化物(例如沿海和除冰氯化物盐-氯化钠、氯化钙或氯化镁;盐酸;漂白剂-次氯酸钠或次氯酸钙;以及其他氯化物化合物)。

点腐蚀

当不锈钢板露出的表面上存在钝化层的局部破坏时,会发生点蚀。一旦开始,这些小坑的生长速度会相对较快,从而导致深层空洞甚至会发生穿透。别的金属如铝,也可能产生点腐蚀。

缝隙腐蚀

缝隙腐蚀产生在氧无法自由循环的部位,比如紧密接头、紧固件头部以及金属片紧密接触的其他情况。环境中的氯化物盐、污染物与水分会积聚在缝隙中。缝隙内的环境变得耗尽氧气,并且富含氯化物容易酸化,从而促进钝化膜的破坏与阳极溶解。

环境因素:

有利于局部侵袭的重要环境因素是氯化物含量高,温度越高,pH越低,腐蚀电位越高

不锈钢板点腐蚀和缝隙腐蚀的成因与影响因素

图1:温度对S44660超级铁素体不锈钢在6%氯化铁测试溶液中的耐点蚀性的影响

不锈钢板点腐蚀和缝隙腐蚀的成因与影响因素

304L不锈钢管道系统中的缝隙腐蚀,其由在轨道焊缝中缺乏完全穿透而产生的缝隙中开始。

不锈钢板点腐蚀和缝隙腐蚀的成因与影响因素

316型螺栓上的缝隙腐蚀

合金的影响成分:

不锈钢对局部侵蚀的阻力与其合金含量密切相关。能够提高奥氏体和双相不锈钢的抗点腐蚀和耐缝隙腐蚀性的主要因素是铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)和氮(N)。钨虽然不常用,但在提高耐腐蚀性方面和钼的重量百分比基本是相当的。

已经开发了耐点蚀等效数或(PREn),以将不锈钢的组成与其相对的耐点腐蚀性相关联。奥氏体和双相不锈钢的PRE关系通常如下。

     PRE =%Cr + 3.3%(Mo + 0.5W)+ x%N (其中x通常以16或30给出)

虽然这种关系已经发展成等级耐蚀性,但它也提供了不锈钢耐缝隙腐蚀性的相对排名。

PRE数字与理想条件下的等级电阻有关,不涉及金属间相的存在,不适当的热处理或较差的表面状况等因素。由于这个限制,使用PRE号码做出物质决定时必须小心。

可以通过确定起始攻击所需的临界温度来量化不同合金对局部腐蚀的相对阻力。临界点蚀温度(CPT)或临界缝隙腐蚀温度(CCCT)使用浸入式测试方法(如ASTM G48中概述的)或电化学方法(如ASTM G150测试方法)进行测量。当需要更高的临界温度来引发不锈钢合金的侵蚀时,它更能抵抗局部氯化物侵蚀。这些临界温度与标准实验室环境有关,并且不易于转移到实际操作环境中,但它们提供了相对性能的指示。