不锈钢 - 耐腐蚀性

涵盖了主题

介绍
一般腐蚀
点腐蚀
固定性等效数（PRE）
缝隙腐蚀
应力腐蚀破裂（SCC）
硫化应力腐蚀裂纹（SSC）
压力水平
环境
温度
晶间腐蚀
电腐蚀
接触腐蚀
钝化和腌制

介绍

耐腐蚀性是不锈钢应用的主要优势之一。但是，在某些情况下，不锈钢会遭受某些类型的腐蚀，因此应采取预防措施，以选择适合任何应用的钢制级。根据应用程序，腐蚀导致许多问题如下：

• 点蚀或腐蚀产品会通过影响装饰表面饰面来恶化产品的外观。
• 腐蚀会导致生锈或鳞片的形成，从而污染材料。这通常发生在食品加工系统中。
• 腐蚀减少了结构构件的横截面，从而导致结构的强度损失。
• 管道或油箱的穿孔，导致气体或流体泄漏。
• 不锈钢受到以下腐蚀现象之一：
• 接触腐蚀
• 电腐蚀
• 晶间腐蚀
• 应力腐蚀破裂
• 硫化应力腐蚀破裂
• 缝隙腐蚀
• 点腐蚀
• 一般腐蚀

一般腐蚀

腐蚀是通过溶解均匀去除材料的过程 - 例如，在含有强酸的化学植物中使用不锈钢。在这种情况下，材料的设计和寿命基于已发布的数据。

关于金属逐渐去除的描述可以从已发布的数据列表中获得。此外，该列表还包含对几个组织提供的各种化学物质的耐腐蚀性表，大量图表以及由不锈钢供应商和制造商发表的技术论文。

点腐蚀

在某些情况下 - 涉及酸性条件，适度高温和高氯化物浓度 - 发生局部腐蚀，导致配件和管道穿孔。这种类型的腐蚀可以穿透材料的横截面。含有大量铬，氮和钼的钢等级具有较高的耐蚀性耐药性。

固定性等效数（PRE）

点耐药性等效数（PRE）表示不锈钢的点耐药性速率。可以使用以下公式计算PRE：

pre =％cr + 3.3 x％mo + 16 x％n

由于在钢表面形成一个坑时，需要认真对待蚀腐蚀，它将在周围地区继续发展。

可以在实验室中评估通过蚀腐蚀攻击特定钢的趋势。已经设计了许多标准测试 - 最常见的是ASTM G48中给出的测试。如图1所示，可以绘制图形给出可能发生点腐蚀的温度。

可以在实验室中确定可通过点腐蚀影响特定钢的程度。尽管已经设计了许多标准测试程序，但最常见的程序是在ASTM G48中给出的。图1显示了提供可能发生点腐蚀的可能温度的图。

图1 -说明可能发生点腐蚀的温度

该图基于常规的氯化铁实验室测试。

缝隙腐蚀

不锈钢表面上存在的保护性氧化物层决定其耐腐蚀性。但是，该氧化物层在某些条件下容易受到破坏的影响，例如减少酸或某些具有降低大气的燃烧机制。组件的某些区域，例如尖锐的重点角或重叠的表面，具有形成促进腐蚀的缝隙的趋势。

缝隙需要足够的宽度才能进入腐蚀物，同时狭窄，以确保将腐蚀性保持在其位置。因此，缝隙腐蚀通常发生在几微米宽度的间隙中，并且在允许腐蚀物循环的树林中不会发生。可以通过避免缝隙的形成或保持打开状态来解决此问题。缝隙腐蚀类似于蚀腐蚀，与一种腐蚀具有抗性的合金对另一种腐蚀具有抗性。与蚀腐蚀相比，缝隙腐蚀发生在较低的温度下。

应力腐蚀破裂（SCC）

在压力和腐蚀性环境的条件下，不锈钢可能会受到快速和非常严重的腐蚀。应力可能是由于载荷的应用或制造方法的残余应力而导致的。最具破坏性的环境是具有高温的氯化物环境。钢的奥氏体群更常见受氯化物腐蚀的影响。另一方面，双链不锈钢比奥氏体等级更耐应力腐蚀（SCC）。铁素体等级不含SCC。

已经发现，在某些情况下，随着对处于危险的材料的施加压力，可以提高SCC耐药性。可以通过射击材料表面或退火表面以缓解拉伸应力来执行。

在某些条件下，氯化应力腐蚀失败发生在30至40°C的较低温度下发生。此类故障发生在室内氯化游泳池上方的温暖，潮湿的环境中，那里经常使用不锈钢固定装置悬挂通气管等物品。还报道了由于较高的温度下的压力腐蚀而导致的氯化物水平低至10 ppm的故障。

硫化应力腐蚀裂纹（SSC）

对石油和天然气工业应用至关重要的材料对硫化物应力腐蚀开裂的耐药性至关重要。硫化应力腐蚀发生裂纹是由于氯化物和硫化氢的缔合作用，拉伸应力的存在以及与温度的非线性关系。

硫化应力腐蚀开裂的三个主要因素是应力水平，环境和温度。

压力水平

在某些情况下，可以在每种材料中观察到阈值应力。一些报告显示，H2s浓度的浓度增加了连续降低阈值应力。根据NACE规范的MR0175，对于硫化物环境，公共奥氏体等级的最大硬度限制为22hrc，以避免硫化物应力腐蚀破裂。

环境

硫化氢，氯化物和pH是硫化物应力腐蚀破裂的主要药物。

温度

氯化物的浓度随温度的升高而增加，而氢的作用降低 - 由于其在铁氧体基质中的迁移率增加。结果，可以在60-100°C的范围内观察到最大敏感性。焊缝处的热点，冷工作的存在，表面状况和铁氧体量是促进硫化物应力腐蚀开裂的某些次要因素。

晶间腐蚀

晶间腐蚀是由缺陷的微结构（例如碳化物沉淀）引起的快速和局部腐蚀的过程。将奥氏体钢暴露于一段时间内的温度为425至850°C时，或将钢加热到高温，然后缓慢冷却，沿钢的晶缘形成了碳化物颗粒。yabo214这会恶化金属表面的周围环境，从而降低了钢的耐腐蚀性。在这种情况下，钢被称为“敏感”。

碳化物沉淀通常取决于时间，温度和碳含量。最关键的温度范围约为700°C，在该温度范围内，0.06％的碳钢倾向于在2分钟内沉淀碳化物。可以通过将其加热到1000°C以上，然后淬灭水，以将其加热，从而将其保留在溶液中，从而防止碳化物的形成，从而将其加热，然后将其加热到1000°C以上，然后将其加热，从而将其加热。但是，这种处理不适合焊接或加热结构，因此必须设计特殊的钢等级以避免此问题。这种特殊级别的321级用钛稳定，并用Niobium稳定下来。

使用额外的低碳等级（例如304L和316L等级）是克服晶间腐蚀的另一种方法。这些等级的碳水平极低，因此它们对碳化物沉淀具有更大的抵抗力。

在大多数环境中，敏化的奥氏体不锈钢没有晶间腐蚀，例如碱性盐溶液，室温下的冰醋酸和淡水。还应注意，不锈钢的高温强度仍然不受晶界碳化物的影响。用于高温应用的等级通常具有高碳含量，从而增强了其蠕变阻力和高温强度。

电腐蚀

电腐蚀是一种电化学过程，涉及电流流动。由于两种不同的金属在电导液中的接触而引起的电效应。以下是电腐蚀的三个主要条件：

• 金属的表面应由电解质桥接。
• 两种不同的金属必须相互接触。
• 应在电流系列中彼此分开两种金属。

图2- 说明流动海水中的电流系列金属

避免混合金属制造可以防止电腐蚀。但是，这实际上是不可能的，因此，通常建议切割金属之间的电接触以预防电腐蚀。可以使用橡胶，塑料垫圈或袖子，或使用防护罩或排干电解质来切割电气接触。

电腐蚀作用也基于不同金属的区域。如果较低的材料的面积大于较高的材料的面积，则腐蚀作用可能可以忽略不计。相比之下，大面积金属与小面积金属的接触将增加电腐蚀的速度。例如，铝板通常使用不锈钢螺钉固定，但是固定在大面积不锈钢上的铝制螺钉会以快速的速度腐蚀。

接触腐蚀

这种类型的腐蚀结合了电流，缝隙和点蚀腐蚀，并且发生在小颗粒（例如碳钢）的地方，将碳钢（例如碳钢）留在不锈钢的表面上。yabo214接触腐蚀发生是因为电源细胞本质上是阳极性的，因此它倾向于迅速腐蚀，从而形成点腐蚀。这种类型的腐蚀的最常见原因是由于碳钢研磨而形成了碎屑，或者使用被碳钢污染的工具。

所有存储或处理不锈钢的仓库和研讨会必须采取预防措施以防止这种潜在问题，这一点至关重要。不锈钢和碳钢储物架之间的接触可以使用地毯，木材或保护性塑料来防止。起重机抬起固定装置和叉车Tynes是需要保护的其他处理仪器。干净的织物吊索通常被认为是有用的替代方法。

钝化和腌制

使用硝酸和氢氟酸的混合物或用稀硝酸钝化的酸水可用于去除由于不锈钢表面上的碳钢碎屑而导致的污染。