不锈钢的耐腐蚀性能如何?
这是基于一个标准的氯化铁实验室测试,但在许多服务的情况下预测结果。
缝隙腐蚀
的不锈钢的耐腐蚀性能是依赖于在其表面上的一种保护性的氧化层的存在,但它是可以在一定的条件下,此氧化物层分解,例如在还原性酸的,或在某些类型的燃烧大气减少。区,其中的氧化物层可以打破,有时也可以是组件的设计,例如,根据密封垫,在尖锐的可重入的角落或与不完整的焊缝熔深的或重叠的表面的方法的结果。这些都可以形成的裂缝可以促进腐蚀。腐蚀站点充当,缝隙具有足够的宽度,以允许输入的腐蚀剂是,但足够窄,以确保该腐蚀剂停滞不前。因此,缝隙腐蚀通常发生宽几微米的间隙,还没有发现在其中循环的腐蚀剂是可能的凹槽或狭槽。此问题通常可以通过关注的组件的设计,特别是避免形成裂缝或至少保持它们尽可能开放的克服。缝隙腐蚀是一个非常类似的机制,以点蚀合金耐一耐都。,因为它会发生在显着较低的温度下比点蚀,缝隙腐蚀,可以被看作是一个更严重形式的点蚀。
应力腐蚀开裂(SCC) 不锈钢的耐腐蚀性能如何?
不锈钢的综合作用下的应力和一定的腐蚀性环境,可以非常迅速和严重的腐蚀形式。的应力必须拉伸和可以导致从施加的载荷在服务,或应力设立由组件例如干扰的类型适合的销孔中,或从制造如冷加工的方法,从所得的残余应力。*具破坏性的环境是在水中的氯化物,特别是在升高的温度下如海水的溶液。作为一个后果不锈钢被限制在其应用程序中,用于保持热水(高于约50℃)包含甚至微量氯化物(超过一百万分之几)。这种形式的腐蚀是只适用于钢的奥氏体基和有关的镍含量。316级是不是更耐SCC比304。双相不锈钢更耐SCC是奥氏体不锈钢相比,与品位2205几乎不受在温度高达约150℃,和超级双相不锈钢再次更耐。铁素体不锈钢一般不存在这个问题的。
在某些情况下,它已经发现,有可能施加的压缩应力,提高耐SCC处的组件的风险,例如喷丸处理的表面,这是可以做到。另一种替代方法是,以确保该产品是免费的,拉伸应力通过退火作为*终的运算。这些问题的解决方案在某些情况下,已被成功的,但需要非常仔细评估,保证残留或施加拉伸应力的情况下,因为它可能是非常困难的。
从实际情况来看,304级,在一定条件下可能就足够了。比如,在水中含有100 - 300份每百万(ppm)氯化物在中等温度下使用304级。试图建立限制是有风险的,因为干/湿的条件下可以集中精力氯化物应力腐蚀开裂的概率增加。海水,氯离子含量为约2%(20,000 ppm和416 ppm)。海水高于50°C中遇到的应用,如沿海发电站的热交换器。
*近已经出现了少量的氯化物应力腐蚀失效的情况下,在较低的温度比以前认为的可能。这些都发生在温暖,潮湿的气氛以上室内氯化泳池的不锈钢装置(通常是316)经常被用来暂停项目,如通风管道。温度低至30至40°C已参与。也出现了故障低至10ppm的氯化物含量的在较高的温度下,由于应力腐蚀。这个非常严重的问题还没有完全理解。
硫化物应力腐蚀开裂(SSC)
许多用户在石油和天然气行业的*重要的是材料的抗硫化物应力腐蚀开裂。的SSC的机制尚未明确地定义,但涉及的氯化物和硫化氢联合分析动作,需要的拉伸应力的存在下,与温度具有非线性关系。
的三个主要因素是应力水平,环境和温度。
应力水平
的阈值应力,有时可以识别每一种材料 - 环境组合。一些公布的数据显示,随着H2S含量持续下降的临界应力。为了防止SSC NACE规范MR0175硫化氢环境限制了普通奥氏体不锈钢硬度22HRC*大。
环境 不锈钢的耐腐蚀性能如何?
主要代理氯,硫化氢和pH值。这些影响因素之间有协同作用,H2S含量高的硫化物具有明显的抑制效果。
温度
随着温度的升高,氯增加的贡献,但氢的影响,由于其在铁素体基体的流动性增加而降低。净结果是在该区域的*大易感性60-100℃。许多次要因素也已确定,包括量的铁素体,表面状况,存在的寒冷的工作,并在焊缝的热色调。
晶间腐蚀
晶间腐蚀是相对快速和局部腐蚀的一种形式,与有缺陷的显微组织被称为碳化物析出。当奥氏体钢已被用于在一段时间内暴露在范围约425至850℃,或当钢已被加热到更高的温度,并允许冷却通过该温度范围内,在一个相对较慢的速率(如后发生焊接或退火后的空气冷却),在钢中的铬和碳结合起来,形成沿整个钢中的晶界的碳化铬颗粒。这些晶粒边界中的碳化物颗粒的形成耗尽周围的金属中的铬和降低其耐蚀性,使钢优先沿晶界腐蚀。钢在此条件下被认为是“敏感”。
应当指出,碳化物析出取决于温度的碳含量,温度和时间。*关键的温度范围是700℃左右,在0.06%碳钢会析出碳化物在约2分钟,而从这个问题,0.02%的碳的钢是有效的**。
是可能的回收钢患有碳化物析出,通过加热高于1000℃,随后水淬,以保留在溶液中的碳和铬等防止碳化物的形成。焊接或加热的大多数结构不能给予该热处理,因此,特殊牌号的钢已被设计来避免这个问题。这些都是稳定等级321(钛稳定的)和347(铌稳定的)。钛和铌的每一个具有高得多的碳的亲和力比铬,因此,碳化钛,碳化铌和钽的碳化物的形成,而不是铬的碳化物,铬留在溶液中,并确保充分的耐腐蚀性。
用于克服晶间腐蚀的另一种方法是使用额外的低碳钢种如牌号316L和304L,这些具有非常低的碳含量(一般小于0.03%),因此,相当多的耐碳化物的析出。
许多环境不造成在敏化的奥氏体不锈钢钢的晶间腐蚀,例如在室温下,冰醋酸,碱性盐溶液,如碳酸钠,饮用水和大多数内陆机构的新鲜水。对于这样的环境中,它也不会是必要的关心过敏。有轻钢一般也没有问题,因为它通常冷却非常迅速以下焊接或其他暴露于高温的。
的情况也是如此,不锈钢的高温强度的晶界碳化物的存在下,不会对人体有害。这是专门用于与这些应用程序的牌号往往故意具有高的碳含量,因为这将增加其高温强度和抗蠕变性。这些是“H”的变形,如牌号304H,316H,321H,347H,并且也310。所有这些具有碳含量故意的范围,在该范围内将发生沉淀。
电偶腐蚀
由于腐蚀是一种电化学过程,涉及的电流流动,腐蚀可以由一个原电池效应而产生的异种金属接触在电解质(电解质是一种导电液体)从产生的。事实上三个条件所需的电偶腐蚀继续进行;两种金属,必须广泛上的电偶系列分离(参见图2),它们必须是电接触,并通过导电流体,其表面必须被桥接。这三个条件中的任何的去除将防止电化腐蚀。
因此,*明显的预防手段,以避免混合的金属加工。常,这是不实际的,但预防也可以通过除去电接触 - 这可以使用塑料或橡胶垫圈或套管,通过以下来实现,或通过确保的情况下的电解质,如改善排水,或通过使用防护罩。这种效果也是取决于的异种金属的相对面积。如果那么高贵材料(阳极材料,还向图2中的右侧)的面积是大的,而更高贵(阴极)的腐蚀作用大大降低,而且实际上可能变得微不足道。相反,大面积的贵金属接触一个小面积的减高贵将加速的电偶腐蚀速率。例如,它是常见的做法是用不锈钢螺丝固定铝板,但有可能迅速腐蚀铝螺钉在一个大面积的不锈钢。
接触腐蚀
这种结合的点蚀,缝隙腐蚀和电化腐蚀的元素,并且其中小颗粒的异物,特别是碳素钢,不锈钢表面上留下时发生。攻击开始作为一个原电池 - 异物的粒子是阳极,因此可能被迅速腐蚀掉,但在严重的情况下也可以形成一个坑在不锈钢,可以继续从该点和点蚀。*普遍的原因是来自附近的碳素钢,或使用与碳钢污染的工具研磨碎片。出于这个原因,一些制造专用的不锈钢讲习班与碳钢接触被完全避免。
所有的车间和仓库处理或存储不锈钢的,还必须知道这个潜在的问题,并采取预防措施,以防止它。可用于保护塑料,木材或地毯带,不锈钢产品和碳钢仓储货架之间,以防止接触。其它处理被保护设备的包括叉车tynes,和起重机的起重装置。清洁织物吊索经常被认为是一种非常有用的备选方法。
钝化和酸洗 不锈钢的耐腐蚀性能如何?
如果不锈钢并成为由碳钢碎片污染这可以通过用稀硝酸或氢氟酸和硝酸的混合与酸洗钝化除去。
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