不锈钢板的腐蚀种类与影响因素(一)

不锈钢知识
通常情况下,不锈钢板材都具备比较不错的耐腐蚀性能,但如果在一些特殊操作工况下,不锈钢板会产生例如点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等情况,其中应力腐蚀、晶间腐蚀会给工程造成重大的安全隐患。

通常情况下,不锈钢板材都具备比较不错的耐腐蚀性能,但如果在一些特殊操作工况下,不锈钢板会产生例如点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等情况,其中应力腐蚀、晶间腐蚀会给工程造成重大的安全隐患。

不锈钢板

不锈钢板

下面结合工程实际,分别介绍上述各种腐蚀产生的机理与不锈钢在化学介质中的抗腐蚀性,并重点介绍晶间腐蚀形成的原因与耐腐蚀措施。不锈钢耐腐蚀能力由于其金相组织与化学成分(主要是合金元素)的不同而有所区别。

不锈钢板的点蚀也叫做坑蚀与小孔腐蚀,不锈钢板点蚀是在特定的腐蚀介质中发生的。通常发生在含有卤素阴离子的溶液中,其中以氯化物、溴化物的腐蚀性能最强,是不锈钢常见的腐蚀介质之一。点蚀则通常会产生在不锈钢板表面的钝化膜上,而不锈钢板的耐腐蚀性主要决定于保护性的钝化膜。尽管点蚀的范围较小,但只要产生了则其腐蚀速率就会非常快,严重时甚至还会导致设备穿孔。此外在多数情况下点蚀都存在形成晶间腐蚀、应力腐蚀的潜在危害。

点蚀形成的原因是因为不锈钢板材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均匀性,当介质中含有某些活性阴离子(如Cl-)时,就会首先被吸附在金属表面某些点上,从而使不锈钢板表面钝化膜产生破坏。因为钝化膜破坏处的基体金属显露出来使其呈活化状态,而钝化膜处为钝态,这样就形成了活性-钝性腐蚀电池[1]。由于阳极面积比阴极面积小得多,阳极电流密度大,所以阳极金属很快腐蚀成小孔。产生点蚀有两个重要条件,一是金属在介质中必须达到某一临界电位,二是侵蚀性的卤化物阴离子达到某一浓度。

影响不锈钢板点蚀的因素主要有三种,分别是介质因素、合金元素影响和热处理温度。

在卤化物中,氧化性的金属离子(如Fe3+、Cu2+、Hg2+)也能促使点蚀产生;溶液中的O2和其它氧化剂是产生点蚀的必要条件,氧化剂具有去极化作用;但溶液中某些含氧的阴离子(如氢氧化物、硝酸盐等)能防止点蚀,因为它们置换了金属表面上的Cl-离子。

合金元素的影响。在不锈钢中加入钼能提高膜的稳定性,使不锈钢表面生成很致密而牢固的钝化膜。实验证明,随钼含量的增加点蚀电位迅速提高,腐蚀数率很快降低;铬是增加不锈钢抗点蚀性能的基本元素之一,铬主要是提高钢的钝化膜的修复能力或称再生能力。

热处理温度的影响。不同的热处理制度对点蚀的影响非常大,若在有利于碳化物析出的温度下进行热处理,则形成点蚀的概率会大大增加。