嶺澳核電站循環(huán)水過濾系統(tǒng)316l不銹鋼管道點(diǎn)腐蝕的理論分析-在線瀏覽
2024-07-31 05:53本頁面
【正文】 3mol/L時(shí)認(rèn)為兩者值相同）的金屬離子，在溫度298K（25℃）。 由此可見，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。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法存在。 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。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法形成有效保護(hù)膜。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。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。 當(dāng)介質(zhì)中含有活性陰離子（常見的如氯離子）時(shí)，平衡便受到破壞，溶解占優(yōu)勢。氯離子的存在對不銹鋼的鈍態(tài)起到直接的破環(huán)作用。A不存在氯離子；B低濃度氯離子；C高濃度氯離子圖1 對于呈現(xiàn)出鈍化性的金屬，氯離子對陽極極化曲線的作用[2]圖1是對含不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，從中看出陽極電位達(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。對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)競爭，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。在局部鈍化膜破壞的同時(shí)其余的保護(hù)膜保持完好，這使得點(diǎn)蝕的條件得以實(shí)現(xiàn)和加強(qiáng)。腐蝕點(diǎn)只涉及到一小部分金屬，其余的表面是一個(gè)大的陰極面積。 點(diǎn)腐蝕形成的過程點(diǎn)蝕首先從亞穩(wěn)態(tài)孔蝕行為開始。蝕核形成后，相當(dāng)一部分點(diǎn)仍可能再鈍化，若再鈍化阻力小，蝕核就不再長大。蝕孔一旦形成則加速生長，現(xiàn)以不銹鋼在充氣的含氯離子的介質(zhì)中的腐蝕過程為例說明，見圖2。蝕孔內(nèi)金屬表面處于活態(tài)，電位較負(fù)；蝕孔外金屬表面處于鈍態(tài)，電位較正，于是孔內(nèi)和孔外構(gòu)成了一個(gè)活態(tài)——鈍態(tài)微電偶腐蝕電池，電池具有大陰極——小陽極的面積比結(jié)構(gòu)，陽極電流密度很大，蝕孔加深很快?？變?nèi)主要發(fā)生陽極溶解反應(yīng)：Fe→Fe2++2eCr→Cr3++3eNi→Ni2++2e孔外在中性或弱堿性條件下發(fā)生的主要反應(yīng)：1/2 O2+H2O+2e→2OH 由圖可見，陰、陽極彼此分離，二次腐蝕產(chǎn)物將在孔口形成，沒有多大保護(hù)作用。由于孔內(nèi)金屬陽離子濃度的增加，帶負(fù)電的氯離子向孔內(nèi)遷移以維持電中性，在孔內(nèi)形成金屬氯化物（如FeCl2等）的濃縮溶液，這種富集氯離子的溶液可使孔內(nèi)金屬表面繼續(xù)維持活性。隨著腐蝕的進(jìn)行，孔口介質(zhì)的pH值逐漸升高，水中的可溶性鹽如Ca(HCO3)2將轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀，結(jié)果銹層與垢層一起在孔口沉積形成一個(gè)閉塞電池，這樣就使孔內(nèi)外物質(zhì)交換更困難，從而使孔內(nèi)金屬氯化物更加濃縮，最終蝕孔的高速深化可把金屬斷面蝕穿。產(chǎn)生腐蝕反應(yīng)的金屬表面的微環(huán)境情況非常重要，在這樣的表面上形成的局部腐蝕環(huán)境與名義上的大環(huán)境有很大不同。5 影響點(diǎn)腐蝕的因素金屬或合金的性質(zhì)、表面狀況、介質(zhì)的性質(zhì)、pH值、溫度、流速和時(shí)間等，都是影響點(diǎn)腐蝕的主要因素。組分、雜質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)決定著其耐腐蝕性。適量的鉬和鉻聯(lián)合作用可在氯化物存在的情況下有效穩(wěn)定鈍化膜。如果存在水溶液條件，就形成了以裸露的鉻為陽極，以不銹鋼為陰極的原電池。這稱之為“焊接接頭晶間腐蝕”，這種鋼稱之為“活化處理”的鋼。鈍化膜是保護(hù)不銹鋼的主要屏障，但另一方面具有鈍化特性的金屬或合金，鈍化能力越強(qiáng)則對孔蝕的敏感性越高，不銹鋼較碳鋼易發(fā)生點(diǎn)腐蝕就是這個(gè)道理。大多數(shù)的孔蝕事例都是在含有氯
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