不銹鋼的耐蝕機(jī)理介紹

不銹鋼水管(薄壁不銹鋼管)為什么耐腐蝕?這得從不銹鋼的不銹特性談起.
不銹鋼的不銹特性是由于鋼板表面特殊的鈍化保護(hù)膜，首先簡(jiǎn)單介紹一下不銹鋼的耐蝕機(jī)理，即鈍化膜理論。
所謂鈍化膜就是在不銹鋼表面有一層以Cr2O3為主的薄膜。由于這個(gè)薄膜的存在使不銹鋼基體在各種介質(zhì)中腐蝕受阻，這種現(xiàn)象稱為鈍化。這種鈍化膜的形成有兩種情況，一種是不銹鋼本身就有自鈍化的能力，這種自鈍化能力隨鉻含量的提高而加快。另一種較廣泛的形成條件是不銹鋼在各種水溶液（電解質(zhì)）中，在被腐蝕的過(guò)程中形成鈍化膜而使腐蝕受阻。
為了更好的推廣使用不銹鋼,冶金學(xué)家一直在研究進(jìn)一步改善不銹鋼耐腐蝕的能力,這就要研究不銹鋼的腐蝕類型.
一般不銹鋼的腐蝕類型分為兩類：均勻腐蝕、局部腐蝕.

1、均勻腐蝕

均勻腐蝕是指裸露在腐蝕環(huán)境的金屬表面全部發(fā)生電化學(xué)或化學(xué)反應(yīng)，均勻受到腐蝕。這種腐蝕也可以測(cè)量其進(jìn)行速度，也可以預(yù)測(cè)以后的腐蝕程度，設(shè)定安全系數(shù)，設(shè)定材料的使用期，所以它是眾多腐蝕種類中較不危險(xiǎn)的腐蝕，通常均勻腐蝕的腐蝕程度按照重量、厚度減少的多少來(lái)衡量。除了特殊環(huán)境以外，不銹鋼的均勻腐蝕的速度很低，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低。
表7-1不銹鋼耐蝕性的十級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

如果在使用過(guò)程中要求保持鏡面或尺寸精密的設(shè)備應(yīng)選用1-3級(jí)的不銹鋼；要求長(zhǎng)期不漏或要求使用年限的設(shè)備，應(yīng)選用2-5級(jí)；對(duì)于檢修方便或壽命不需很長(zhǎng)的設(shè)備可選用4-7級(jí)的不銹鋼。對(duì)于年腐蝕率很過(guò)1mm的一般不選用。

2、局部腐蝕

局部腐蝕是指在腐蝕介質(zhì)的作用下，鋼的基體在特定的部位被快速腐蝕的一種腐蝕形式。這種腐蝕對(duì)設(shè)備的威脅很大，因此必須根據(jù)介質(zhì)條件正確地選用不銹鋼。局部腐蝕主要類型有：晶間腐蝕、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕、銹蝕等。
● 晶間腐蝕
晶間腐蝕多發(fā)生在中等濃度硫酸、高濃度硝酸和有機(jī)酸等酸性介質(zhì)中發(fā)生。腐蝕形式是不銹鋼基體的晶粒邊界受到加速腐蝕。產(chǎn)生這種腐蝕的原因是晶界處貧鉻造成的。
為了防止晶界貧鉻提高抗晶間腐蝕能力，主要有兩個(gè)辦法：一是降低鋼中的碳含量≤0.03%的很低碳不銹鋼；二是向鋼中添加鈦或鈮。
● 點(diǎn)蝕
點(diǎn)蝕是一種很危險(xiǎn)的局部腐蝕，多發(fā)生在含有氯、溴、碘等水溶液中，產(chǎn)生小孔然后急劇進(jìn)行腐蝕的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)穿透鋼板， 一般不能以重量減少多少來(lái)評(píng)價(jià)其腐蝕程度。
提高耐點(diǎn)蝕能力的措施主要有兩方面，一是提高局部的耐點(diǎn)蝕能力，減少鋼中的夾雜物，特別是硫含量；二是鋼的基體抗點(diǎn)蝕能力，影響基體耐蝕性的合金元素主要是鉻、鉬、氮三個(gè)元素。
● 縫隙腐蝕
產(chǎn)生縫隙腐蝕的主要原因是設(shè)備內(nèi)有縫隙，例如鉚接、墊片或者設(shè)備內(nèi)有死角等原因，介質(zhì)在這些地方由于不流動(dòng)，所以氯離子濃縮而加快腐蝕。
為了防止發(fā)生縫隙腐蝕，首先應(yīng)盡量避免有縫隙的設(shè)計(jì)，或使縫隙敞開(kāi)；其次提高耐縫隙腐蝕的能力，其中合金元素的影響與點(diǎn)蝕相同。
● 應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕的外貌是沿設(shè)備厚度的垂直方向呈樹(shù)枝狀的腐蝕，使設(shè)備開(kāi)裂。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的條件除介質(zhì)條件外，與設(shè)備在制造過(guò)程產(chǎn)生拉伸應(yīng)力有直接關(guān)系。發(fā)生這種腐蝕的主要設(shè)備有熱交換器、冷卻器、蒸汽發(fā)生器、送風(fēng)機(jī)、干燥機(jī)和鍋爐等。
提高不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕的措施：一是提高耐應(yīng)力腐蝕指標(biāo)△Ni；二是對(duì)設(shè)備進(jìn)行消除殘余應(yīng)力的熱處理。
小結(jié):生產(chǎn)不銹鋼水管的SUS 304 材料在大氣和水介質(zhì)中基本不腐蝕, 腐蝕率＜0.001 mm/年,可以在大氣和水介質(zhì)中長(zhǎng)期使用.