一般认为不锈钢更耐腐蚀,但在某些装置中并不是这么回事情。如装置内存在盐酸、次氯酸腐蚀,不锈钢螺栓受Cl-腐蚀,经过一段时间之后容易粘合在一起,在拆卸时不容易拆掉,经常被锯断。不锈钢的主要化学成分是铁铬合金,铬使钢的耐腐蚀能力大为提高。在铬钢中加入镍、钼、钛、锰等其它金属时,可进一步改善其耐腐蚀性和工艺加工性能。不锈钢中铬的含量一般在 12% 以上。常见的不锈钢品种有两大类:一类是含铬在 12% 的铬不锈钢;另一类是含铬为 16%-20% ,含镍为 8%-14% 的铬镍不锈钢。后一类不锈钢耐腐蚀性能更好,机械加工性能也较优良,在化工设备制造领域用途很广。 --- 铬镍不锈钢的典型代表是含铬 18% ,含镍 8% 的不锈钢,俗称 18-8 铬镍钢。但即使这种有优良耐腐蚀性的不锈钢也不是对所有化学药品都有抵抗能力。 18-8 铬镍钢和含铬量在 11.5%-18% 的不锈钢(马氏体钢)和含铬量在 11.5%-27% 不锈钢(低碳钢)对各种化学药品的耐腐蚀情况不同。 18-8 铬镍钢有良好的耐腐蚀性能,这是因为它的表面有一层致密的氧化铬薄膜保护内部使其在通常的条件下不被腐蚀,但在高温条件下仍会受腐蚀,如在 80 ℃ 以上的高温下, 18-8 铬镍钢会被 60% 的硫酸、醋酸和草酸所腐蚀。另外水溶液中含有氯离子等卤素离子时会对不锈钢的腐蚀起促进作用,如盐酸对不锈钢有强烈的腐蚀作用,次氯酸盐水溶液中的活性氯含量在 200mg • kg-1 以上时会对不锈钢有显著的腐蚀作用,水溶液中活性氯含量在 10mg • kg-1 时经过长时间接触也会使不锈钢表面稍变粗糙。食盐、氯化铵、次氯酸等含氯离子的水溶液也会对不锈钢造成腐蚀。另外,氯、溴等单质对不锈钢有强烈的腐蚀作用。而氯离子对碳素钢的腐蚀比对奥氏体不锈钢的腐蚀轻得多。
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。
A:T304不锈钢 氯离子含量为0-200mg/L
B:T316不锈钢 氯离子含量为<1000mg/L
C:T317不锈钢 氯离子含量为<5000mg/L
城市自来水供应公司设备以及小区二次水箱所采用的不锈钢设备较大,更存在很多的焊缝,在次氯酸水溶液环境中,不到几年,焊缝就已经腐蚀较为严重,锈迹斑斑,对水质污染严重,不锈钢本体设备也存在着漏坑甚至穿孔腐蚀的危险,一般五年内就需要维修,而且二次水箱使用一段时间后,水垢及微生物附着在不锈钢表面上,污染水质,需要半年清洗一次,水质变差问题突出。
1 .腐蚀机理分析
A:腐蚀的种类很多,金属腐蚀的形态可分为均匀腐蚀和局部腐蚀,前者较均匀的发生在金属全部表面,后者只发生在局部[川。局部腐蚀典型的有:晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀、冲刷腐蚀、腐蚀疲劳、脱层腐蚀。有氯离子存在的循环冷却水对设备主要损害腐蚀是点腐蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀。点腐蚀也称为孔腐蚀,是高度局部的腐蚀形态,在金属表面腐蚀成坑,更进一步形成深孔使金属板穿透。在设备表面一般会覆盖保护性的钝化膜,腐蚀较轻微,但会由于板面上的缺陷(如:划痕、撞点、非金属夹杂物等)致使微小破口暴露的金属成为电池阳极,周围扩大面积的膜成为阴极,阳极电流高度集中,使腐蚀迅速向内发展,进而产生局部的严重腐蚀点。应力腐蚀是在金属板存在拉应力的情况下且有腐蚀造成金属板破裂,也称为应力腐蚀破裂。缝隙腐蚀是点腐蚀的特殊形式,发生在缝隙内,破坏形态为沟缝状,严重者可穿透。缝隙内是缺氧区,也处于闭塞状态,缝内pH值下降,氯离子浓度增大,由此加速腐蚀。因此缝隙腐蚀也是不锈钢设备的典型腐蚀。
B: 温度对腐蚀的影响
腐蚀是一种化学反应,每升温10℃,腐蚀的速度约增加1-3倍。通常腐蚀率总是随着温度升高而加快,温度升高,扩散速度增加,电解液电阻下降,使腐蚀电池的反应加快。当然也有例外,当升温可以降低其它因素的作用,腐蚀有可能随之降低。
一般来讲,304可耐氯离子浓度为200mg/L左右,316L可耐800mg/L左右.若系统压力较高(5~6Bar),氯离子浓度又高于10000mg/L,316L也就撑两年即会穿孔。
可采用整体涂层工艺,局部接缝处采用涂完底漆后再用丁基橡胶或硅酮胶加以保护,再涂面漆的工艺。我们用石墨烯包覆钛纳米涂料解决了很多的海水中腐蚀问题,其中最大的就是海水循环水管道,凝汽器水侧等,你也可以用厚浆型环氧或者陶瓷环氧涂层配合聚氨酯等面漆使用。