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为什么不锈钢会生锈/腐蚀?–第2部分–缝隙腐蚀和其他腐蚀?

发布时间2019-10-16人气:72

为什么不锈钢会生锈/腐蚀?2部分缝隙腐蚀和其他腐蚀?


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在第1部分中,我们了解了点蚀。我们将继续保持不变:

2)缝隙(间隙)腐蚀 –不锈钢需要提供氧气,以确保钝化层可以在表面形成。在非常紧密的缝隙中,氧气并不总是能够进入不锈钢表面,从而使不锈钢容易受到腐蚀。

缝隙腐蚀是指在两个连接表面之间的间隙或缝隙处或紧邻该缝隙或缝隙的金属表面上发生的局部腐蚀 。间隙或缝隙可以在两种金属或金属和非金属材料之间形成。在间隙之外或没有间隙时,两种金属均耐腐蚀。

缝隙可以是:

·         垫圈或螺栓头下面的空间。

·         板之间的间隙用螺栓固定在一起。

·         组件之间的间隙断续地焊接。

·         粘性标签下的空间。

·         垫圈和法兰中的金属之间的空间(特别是如果垫圈具有吸收性的话)。

·         其他任何紧缺的地方。

机理:要成为有效的腐蚀部位,缝隙必须足够宽,以允许腐蚀的电解质进入,然后提供停滞状态。因此缝隙腐蚀可能是一个令人担忧的问题,缝隙只有几微米宽,但是缝隙没有绝对或关键尺寸,在此以下是确定的。

作为腐蚀机制,缝隙腐蚀类似于点蚀(即自由表面局部腐蚀)。

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缝隙为何会腐蚀:

不锈钢需要自由接触氧气。缝隙足够宽以允许水分进入,但缝隙又足够窄以防止自由循环。

结果是水分中的氧气被耗尽。另外,如果存在氯化物,它们将在停滞的条件下浓缩,并且通过反应的结合,水分会变成酸性。

所有这些条件都可能导致不锈钢上的钝化膜破裂。攻击可以迅速进行。

影响缝隙的因素/  如何避免剧烈腐蚀:

·          耐合金性:使用更耐腐蚀的合金可减少缝隙侵蚀。例如,在室温下的海水中,如果缝隙为0.9毫米,缝隙将在304上形成;如果缝隙为0.4毫米,缝隙将在316上形成;如果缝隙为0.15mm,则缝隙将在904L上形成(与2205类似)。铬促进了钝化层在不锈钢上的稳定性,镍进一步增强了钝化层的稳定性。尽管铬金属离子在缝隙腐蚀中比在铁或镍上更能支持阳极反应,但铬含量增加的合金在抵抗缝隙腐蚀方面表现更好。对于给定的铬含量,奥氏体不锈钢似乎比低镍铁素体类型具有更好的抵抗侵蚀的能力。钼和氮对电阻的增加有非常显着的影响,一旦钝化发生,钼就可以通过抑制侵蚀速率来辅助,而快速侵蚀通常是下一阶段。

通常,不锈钢(例如6%的奥氏体钼和超级双相不锈钢)可以提供最佳的缝隙耐腐蚀性能。作为指导,一些常见的不锈钢的耐缝隙腐蚀性能等级如下:

1.45471.45296Mo奥氏体)加1.4501 1.4410 1.4507(超双相)

1.44622205

1.4539904公升)

1.4401 / 1.4436316

1.4301304

1.4016430

·         缝隙形状:缝隙 的几何形状将影响缝隙的易感性和前进速度。缝隙越窄(相对于其宽度)越深,金属缝隙比刚性金属缝隙要窄,因此金属与塑料之间的缝隙会产生更大的侵蚀性缝隙。

·         环境: 缝隙外的液体侵蚀性越强,缝隙受到攻击的可能性就越大,这就是为什么缝隙攻击在咸水游泳池而不是在淡水箱中可能成为问题的原因。在大气中,缝隙在海边,比农村环境带来的问题更多。如果缝隙外部的液体氧化性很强,例如被漂白剂,过氧化氢或臭氧所氧化,则缝隙侵蚀的趋势将更加严重。

·         温度: 一旦超过CCT,则与点蚀一样,温度越高意味着腐蚀越快。经验法则是,温度每升高10摄氏度,腐蚀速率就会加倍。由于温度持续升高,它们会腐蚀得更快。image.png

·         最小化缝隙腐蚀的风险: 良好的设计,制造和操作规范将有望出现,从而将缝隙腐蚀降至最低。

·         +设计: 设计可最大程度地减少裂缝的产生。如果缝隙是组件设计中必不可少的一部分可以将其扩大吗?

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·         全熔透对接焊缝最适合接头。密封搭接接头并避免管道和配件之间的缝隙,尽量减少螺栓连接和其他紧固件的使用。在无法避免缝隙的地方,请在操作环境中使用耐缝隙腐蚀的钢种。也可以密封缝隙以防止腐蚀性液体,但是必须注意密封是永久性的。注意密封胶会弄湿表面。如果不是这样,它可能会形成自己的缝隙。干燥和收缩的密封剂会形成自己的缝隙。法兰之间的垫圈  可能会形成轻微的缝隙,但是如果垫圈不吸收液体并且在表面之间被压缩(并且不会在法兰周围鼓起),则缝隙通常足够浅,因此缝隙腐蚀不会成为问题。image.png

·         +制作: 用光滑的焊缝确保焊缝完全扎根。避免在焊接中出现割伤和裂纹。应避免使用各种粘性标签或标记(例如蜡笔),以及油脂或油渍。
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·         +操作: 沉积物和水垢都会导致缝隙。如果无法解决问题,则日常维护将使风险降到最低。在细菌膜下会发生缝隙腐蚀。保持循环可降低碎片堆积在死角或低流量区域中并形成缝隙的风险。

3)全面腐蚀-  通常,不锈钢不会像普通碳钢和合金钢一样受到均匀腐蚀。但是,对于某些化学药品,特别是酸,钝化层可能会受到浓度和温度的影响而均匀受到侵蚀,并且金属损失会分布在钢的整个表面上。某些浓度的盐酸和硫酸对不锈钢特别有腐蚀性。

4)应力腐蚀开裂(SCC –这是一种相对罕见的腐蚀形式,需要拉应力,温度和腐蚀性物质(通常是氯离子)的非常特定的组合才能发生。可能发生SCC的典型应用是热水箱和游泳池。另一种称为硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)的形式与油气勘探和生产中的硫化氢有关。

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5)晶间腐蚀(焊缝腐蚀)–  这是一种非常罕见的腐蚀形式。如果钢中的碳含量太高,则铬会与碳结合形成碳化铬。这发生在大约450-850摄氏度之间的温度下。此过程也称为敏化,通常发生在焊接过程中。可用于形成钝化层的铬被有效地减少,并且会发生腐蚀。通过选择低碳等级(所谓的“ L”等级)或使用钛或铌优先与碳结合的钢可以避免这种情况。

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6)电化学腐蚀-  如果两种不同的金属彼此接触,并且与电解质(例如水或其他溶液)接触,则可能会形成电化学电池。这就像电池一样,可以加速腐蚀那些稀有金属。可以通过使用非金属绝缘体(例如橡胶)分离金属来避免这种情况。

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结论: 不锈钢上的钝化膜非常重要!!!

 


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