氯離子不但能引起不(bu)銹鋼孔蝕,更能引起不銹鋼的應(ying)力腐蝕破裂。發生應力腐蝕破裂的臨界氯離子濃度隨溫度的上升而減小,高溫下,氯離子濃度只要達到10-6kg/kg(pppm),即能引起破裂。發生氯離子應力腐蝕破裂的臨界溫度為70℃。具有氯離子濃縮的條件(反復蒸干、潤濕)是最易發生破裂的。工業中發生不銹鋼氯離子應力腐蝕破裂的情況相當普遍。不銹鋼氯離子應力腐蝕破裂不僅發生在管道的內壁,發生在管道外壁的事例也屢見不鮮。
至今人們對氯離子如何(he)使(shi)鈍化金(jin)屬(shu)轉變為活(huo)化狀態(tai)的機理還(huan)沒有定論,但(dan)大致可分(fen)為2種觀點:
①. 成相膜理論的(de)觀點認為,由于氯離子半徑小,穿透能力強(qiang),故(gu)它最(zui)容易穿透氧化(hua)膜內(nei)極小的(de)孔隙(xi),到達(da)金屬表面,并與金屬相互作用形成可溶性化(hua)合物,使氧化(hua)膜的(de)結構發生變化(hua),金屬產生腐蝕(shi)。
②. 吸(xi)(xi)附(fu)理論則認為(wei),氯(lv)(lv)離(li)(li)子破壞氧(yang)化膜的(de)(de)(de)(de)根本原因是(shi)由于氯(lv)(lv)離(li)(li)子有很(hen)強的(de)(de)(de)(de)可被金(jin)屬(shu)吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li),它們優先被金(jin)屬(shu)吸(xi)(xi)附(fu),并(bing)從金(jin)屬(shu)表(biao)面把氧(yang)排掉。因為(wei)氧(yang)決定著(zhu)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)鈍化狀態,氯(lv)(lv)離(li)(li)子和(he)氧(yang)爭(zheng)奪金(jin)屬(shu)表(biao)面上的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)點(dian),甚至可以(yi)取代吸(xi)(xi)附(fu)中的(de)(de)(de)(de)鈍化離(li)(li)子與金(jin)屬(shu)形成氯(lv)(lv)化物(wu),氯(lv)(lv)化物(wu)與金(jin)屬(shu)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)并(bing)不(bu)穩(wen)定,形成了(le)可溶(rong)性(xing)物(wu)質,這樣導致了(le)腐蝕的(de)(de)(de)(de)加速。
具(ju)有(you)自鈍(dun)化(hua)(hua)特性的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬在含(han)有(you)氯離子的(de)(de)(de)介質(zhi)(zhi)中,經常發(fa)生孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)。蝕(shi)(shi)孔(kong)(kong)通(tong)常沿著重力方向或橫向方向發(fa)展(zhan),孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)一(yi)旦形成(cheng)(cheng),具(ju)有(you)深挖的(de)(de)(de)動力,即向深處自動加(jia)速。含(han)有(you)氯離子的(de)(de)(de)水溶(rong)液中,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼表面的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)便產生了溶(rong)解,其原(yuan)因是(shi)氯離子能(neng)優先有(you)選擇(ze)地吸附在氧化(hua)(hua)膜(mo)上,把氧原(yuan)子排掉(diao),然(ran)后(hou)和氧化(hua)(hua)膜(mo)中的(de)(de)(de)陽(yang)離子結(jie)合成(cheng)(cheng)可(ke)溶(rong)性氯化(hua)(hua)物,結(jie)果在基(ji)底金(jin)(jin)屬上生成(cheng)(cheng)孔(kong)(kong)徑為20~30μm小蝕(shi)(shi)坑,這(zhe)些小蝕(shi)(shi)坑便是(shi)孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)核。在外加(jia)陽(yang)極極化(hua)(hua)條件(jian)下(xia),只要介質(zhi)(zhi)中含(han)有(you)一(yi)定量的(de)(de)(de)氯離子,便可(ke)能(neng)使蝕(shi)(shi)核發(fa)展(zhan)成(cheng)(cheng)蝕(shi)(shi)孔(kong)(kong)。在自然(ran)條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi),含(han)氯離子的(de)(de)(de)介質(zhi)(zhi)中含(han)有(you)氧或陽(yang)離子氧或陽(yang)離子氧化(hua)(hua)劑時(shi),能(neng)促使蝕(shi)(shi)核長(chang)大(da)成(cheng)(cheng)蝕(shi)(shi)孔(kong)(kong)。耐孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼基(ji)本上可(ke)分(fen)為3類(lei):鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼;鐵素(su)體-奧氏體雙相鋼;奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。
降低(di)氯(lv)離子腐(fu)蝕的(de)措(cuo)施(shi)有(you):
①. 設計時應優先選(xuan)用耐孔蝕材料。
②. 降(jiang)低氯離子在介(jie)質(zhi)中的(de)含(han)量(liang),操(cao)作時嚴防(fang)跑、冒、滴、漏等現象的(de)發生。
③. 在工藝條件許可的情況下,可加入緩蝕劑。對緩蝕劑的要求是,增加鈍化膜的穩定性或有利于受損鈍化膜得以再鈍化。例如,在10%的FeCl3溶液中加入3%的NaNO2,可長期防止1Cr18Ni9Ti鋼的孔蝕。
④. 采用外(wai)加(jia)陰(yin)極電流保護,抑制孔蝕(shi)。加(jia)強管理,做好管道的定期(qi)檢驗,以保證管道在合理的壽命期(qi)限內安全(quan)運行。材料耐氯離(li)子(zi)腐(fu)蝕(shi)能力不僅(jin)與(yu)氯離(li)子(zi)濃度有關(guan)系,與(yu)介(jie)質溫度也有關(guan)系。
作為管外側的(de)腐(fu)蝕因素,被認(ren)為是保溫(wen)材料(liao)的(de)問題(ti),對保溫(wen)材料(liao)進行分析(xi),被檢驗出含有約0.5%的(de)氯離子。這個數位可認(ren)為是保溫(wen)材料(liao)中含有的(de)雜質,或由于保溫(wen)層破損(sun)、浸(jin)入的(de)雨(yu)水(shui)中帶(dai)入并(bing)經過濃縮的(de)結果。

