嶺澳核電站循環(huán)水過(guò)濾系統(tǒng)316l不銹鋼管道點(diǎn)腐蝕的理論分析-文庫(kù)吧
2025-06-05 05:53 本頁(yè)面
【正文】 在金屬表面局部地方出現(xiàn)向深處發(fā)展的腐蝕小孔，其余表面不腐蝕或腐蝕很輕微，這種形態(tài)成為小孔腐蝕，簡(jiǎn)稱點(diǎn)蝕。金屬腐蝕按機(jī)理分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。點(diǎn)腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕中的局部腐蝕。一種點(diǎn)蝕是由局部充氣電池產(chǎn)生，類(lèi)似于金屬的縫隙腐蝕。另一種更常見(jiàn)的點(diǎn)蝕發(fā)生在有鈍化表現(xiàn)或被高耐蝕性氧化物覆蓋的金屬上。 電化學(xué)腐蝕的基本原理 通過(guò)原電池原理可以更好地說(shuō)明電化學(xué)腐蝕機(jī)理。當(dāng)2種活潑性不同的金屬（如銅和鋅）浸入電解質(zhì)溶液，2種金屬間將產(chǎn)生電位差，用導(dǎo)線連接將會(huì)有電流通過(guò)，在此過(guò)程中活潑金屬（鋅）將被消耗掉， 也就是被電化學(xué)腐蝕。不同于化學(xué)腐蝕（如金屬在空氣中的氧化，鋅在酸溶液中的析氫），電化學(xué)腐蝕一定有電流產(chǎn)生，并且電流量的大小直接與腐蝕物的生成量相關(guān)，即電流密度越大腐蝕速度越快。各種金屬在電解質(zhì)溶液中的活潑程度可用其標(biāo)準(zhǔn)電極電位表示，即金屬與含有單位活度（活度與濃度正相關(guān)，在濃度小于103mol/L時(shí)認(rèn)為兩者值相同）的金屬離子，在溫度298K（25℃）。 標(biāo)準(zhǔn)電極電位越低，金屬或合金越活潑，在與高電位金屬組成電偶對(duì)時(shí)更易被腐蝕。由此可見(jiàn)，決定金屬標(biāo)準(zhǔn)電極電位的因素除了金屬的本質(zhì)外還有：溶液金屬離子活度（濃度）、溫度、氣體分壓。另外一個(gè)重要影響因素是金屬表面覆蓋著的薄膜。除了金、鉑等極少數(shù)貴金屬外，絕大多數(shù)金屬在空氣中或水中可以形成具有一定保護(hù)作用的氧化膜，否則大部分金屬在自然界就無(wú)法存在。金屬表面膜的性質(zhì)對(duì)其腐蝕發(fā)生及腐蝕速度都有著重要影響。 不銹鋼的耐腐蝕原理 不銹鋼的重要因素在于其保護(hù)性氧化膜是自愈性的（例如它不象選擇性氧化而形成的那些保護(hù)性薄膜），致使這些材料能夠進(jìn)行加工而不失去抗氧化性。合金必須含有足夠量的鉻以形成基本上由Cr2O3組成的表皮，以便當(dāng)薄膜弄破時(shí)有足夠數(shù)目的鉻(Cr3+)陽(yáng)離子重新形成薄膜。如果鉻的比例低于完全保護(hù)所需要的比例，鉻就溶解在鐵表面形成的氧化物中而無(wú)法形成有效保護(hù)膜。起完全保護(hù)作用所需的鉻的比例取決于使用條件。在水溶液中，需要12%的鉻產(chǎn)生自鈍化作用形成包含大量Cr2O3的很薄的保護(hù)膜。在氣態(tài)氧化條件下，低于1000℃時(shí)，12%的鉻有很好的抗氧化性，在高于1000℃時(shí)，17%的鉻也有很好的抗氧化性。當(dāng)金屬含鉻量不夠或某些原因造成不銹鋼晶界出現(xiàn)貧鉻區(qū)的時(shí)候，就不能形成有效的保護(hù)性膜。 氯離子對(duì)不銹鋼鈍化膜的破壞 處于鈍態(tài)的金屬仍有一定的反應(yīng)能力，即鈍化膜的溶解和修復(fù)（再鈍化）處于動(dòng)平衡狀態(tài)。當(dāng)介質(zhì)中含有活性陰離子（常見(jiàn)的如氯離子）時(shí)，平衡便受到破壞，溶解占優(yōu)勢(shì)。其原因是氯離子能優(yōu)先地有選擇地吸附在鈍化膜上，把氧原子排擠掉，然后和鈍化膜中的陽(yáng)離子結(jié)合成可溶性氯化物，結(jié)果在新露出的基底金屬的特定點(diǎn)上生成小蝕坑（孔徑多在20～30μm），這些小蝕坑稱為孔蝕核，亦可理解為蝕孔生成的活性中心。氯離子的存在對(duì)不銹鋼的鈍態(tài)起到直接的破環(huán)作用。圖1表征了金屬鈍化區(qū)隨氯離子濃度增大而減小。A不存在氯離子；B低濃度氯離子；C高濃度氯離子圖1 對(duì)于呈現(xiàn)出鈍化性的金屬，氯離子對(duì)陽(yáng)極極化曲線的作用[2]圖1是對(duì)含不同濃度氯離子溶液中的不銹鋼試樣采取恒電位法測(cè)量的電位與電流關(guān)系曲線，從中看出陽(yáng)極電位達(dá)到一定值，電流密度突然變小，表示開(kāi)始形成穩(wěn)定的鈍化膜，其電阻比較高，并在一定的電位區(qū)域（鈍化區(qū)）內(nèi)保持。圖中顯示，隨著氯離子濃度的升高，其臨界電流密度增加，初級(jí)鈍化電位也升高，并縮小了鈍化區(qū)范圍。對(duì)這種特性的解釋是在鈍化電位區(qū)域內(nèi)，氯離子與氧化性物質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)，并且進(jìn)入薄膜之中，因此產(chǎn)生晶格缺陷，降低了氧化物的電阻率。因此在有氯離子存在的環(huán)境下，既不容易
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1