氯離子對不銹鋼腐蝕的機(jī)理-文庫吧資料
2025-08-15 13:02本頁面
【正文】 同濃度氯離子溶液中的不銹鋼試樣采取恒電位法測量的電位與電流關(guān)系曲線中可以看出陽極電位達(dá)到一定值，電流密度突然變小，表示開始形成穩(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。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。不銹鋼不耐氯離子腐蝕的原因氯離子對不銹鋼鈍化膜的破壞原理： 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)。雖然目前對防止氯離子對不銹鋼腐蝕的方法還不十分完善,但掌握一些最基本的防護(hù)措施,對保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行,還是十分必要的。氯離子對不銹鋼制壓力容器的腐蝕,對壓力容器的安全性有很大的影響。例如,在10 %的FeCl3 溶液中加入3 %的NaNO2 ,可長期防止1Cr18Ni9Ti 鋼的孔蝕。（3）在工藝條件許可的情況下,可加入緩蝕劑。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用耐孔蝕材料。鐵素體—奧氏體雙相鋼。3. 2 防止孔蝕的措施（1）在不銹鋼中加入鉬、氮、硅等元素或加入這些元素的同時(shí)提高鉻含量,可獲得性能良好的鋼種。介質(zhì)的流速對孔蝕的減緩起雙重作用,加大流速(仍處于層流狀態(tài)) ,一方面有利于溶解氧向金屬表面輸送,使氧化膜容易形成。實(shí)驗(yàn)表明,在陽極極化條件下,介質(zhì)中主要含有氯離子便可以使金屬發(fā)生孔蝕,而且隨著氯離子濃度的增加,孔蝕電位下降,使孔蝕容易發(fā)生,爾后又使孔蝕加速。大多數(shù)的孔蝕都是在含有氯離子或氯化物的介質(zhì)中發(fā)生的。這種由閉塞電路引起的孔內(nèi)酸化從而加速腐蝕的作用稱為自催化酸化作用。又由于氯化物水解的結(jié)果,孔內(nèi)介質(zhì)酸度增加,使陽極溶解加快,蝕孔進(jìn)一步發(fā)展,孔口介質(zhì)的pH值逐漸升高,水中的可溶性鹽將轉(zhuǎn)化為沉淀物,結(jié)果銹層、垢層一起在孔口沉積形成一個(gè)閉塞電池。孔內(nèi)介質(zhì)相對于孔外介質(zhì)呈滯流狀態(tài),溶解的金屬陽離子不易往外擴(kuò)散,溶解氧也不易擴(kuò)散進(jìn)來。介質(zhì)呈中性或弱堿性時(shí),孔外的主要反應(yīng)為:O2 + H2O + 2e →2OH 。蝕孔內(nèi)的金屬表面處于活化狀態(tài),電位較負(fù),蝕孔外的金屬表面處于鈍化狀態(tài),電位較正,于是孔內(nèi)和孔外構(gòu)成一個(gè)活態(tài)———鈍態(tài)微電偶腐蝕電池,電池具有大陰極小陽極面積比結(jié)構(gòu),陽極電流密度很大,蝕孔加深很快,孔外金屬表面同時(shí)受到陰極保護(hù),可繼續(xù)維持鈍化狀態(tài)。在自然條件下的腐蝕,含氯離子的介質(zhì)中含有氧或陽離子氧或陽離子氧化劑時(shí),能促使蝕核長大成蝕孔。含有氯離子的水溶液中,不銹鋼表面的氧化膜便產(chǎn)生了溶解,其原因是由于氯離子能優(yōu)先有選擇地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的陽離子結(jié)合成可溶性氯化物,結(jié)果在基底金屬上生成孔徑為20μm～30μm 小蝕坑,這些小蝕坑便是孔蝕核。具有自鈍化特性的金屬在含有氯離子的介質(zhì)中,經(jīng)常發(fā)生孔蝕。3 孔蝕失效及預(yù)防措施3. 1 孔蝕失效機(jī)理在壓力容器表面的局部地區(qū),出現(xiàn)向深處腐蝕的小孔,其余地區(qū)不腐蝕或腐蝕輕微,這種腐蝕形態(tài)稱為小孔腐蝕(也稱點(diǎn)蝕) 。實(shí)踐證明,在含有氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為500.
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