奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀开裂(下)
不锈钢知识增加不锈钢板裂解敏感性的环境因素包括较高的温度、增加的氯化物含量、较低的pH值和更高的拉伸应力水平。温度是一个重要的变量。
环境因素:
增加不锈钢板裂解敏感性的环境因素包括较高的温度、增加的氯化物含量、较低的pH值和更高的拉伸应力水平。温度是一个重要的变量。当不锈钢板完全浸没时,在低于60°C的温度下,很少见到不锈钢板发生氯化物应力腐蚀开裂。
溶解氧和氯化物水平之间存在协同关系。如果将氧含量降低至0.01-0.1ppm范围,则含有低至中等氯化物含量的水溶液不可能使奥氏体不锈钢破裂,如304L与316L不锈钢。在室温至中等温度下,氧气在水中的正常溶解度在大气压下为4.5-8ppm。
在实际使用环境中,蒸发会导致腐蚀性物质(如氯化物与H +离子)的局部积聚,导致严重的腐蚀性条件。在严重的蒸发条件下,不锈钢板会在远低于完全浸没条件下测量的阈值的温度下开裂。因此,当在热不锈钢板表面上涉及含氯溶液蒸发的应用指定材料时,必须谨慎。
图1显示304L和316L不锈钢作为温度和氯化物含量的函数的裂纹阈值。产生开裂所需的氯化物含量相对较低。在具有少至10ppm氯化物的环境中已经出现失效。对于具有浓缩(蒸发)机构(例如湿/干接口)或与耐热表面立即接触的溶液膜的环境尤其如此。在这些情况下,本体溶液中的几ppm氯化物可以在蒸发区域中浓缩至数百ppm。
图1:暴露于近中性含氯水的304和316合金的开裂阈值
浸入含氧中性氯化物溶液中的6Mo超级奥氏体不锈钢(UNS N08367)的裂纹阈值如图2所示。温度阈值远高于100℃范围,表明暴露于大气在中性氯化物溶液中沸腾不太可能产生开裂。
图2:浸入中性NaCl溶液中的6Mo超级奥氏体钢(UNS N08367)的开裂阈值。
如上所述,在低于60°C的温度下,很少见到氯化物应力腐蚀开裂。室内游泳池内的高负载应用是这一规则的例外,其具有独特的条件。