氯离子对不锈钢腐蚀的机理

1、氯离子对不锈钢腐蚀的机理在化工生产中，腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生，是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差，不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr和Ni是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr和Ni使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜，使不锈钢钝化，降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度，使不锈钢的耐腐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯 离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论，但大致可分为2种观点。成相膜理论的观点认为，由于氯离子半径小，穿透能力强，故它最容易穿透氧化膜内极小的

2、孔隙，到达金属表面，并与金属相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发生变化，金属产生腐蚀。吸附理论则认为，氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力，它们优先被金属吸附，并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态，氯离子和氧争夺金属 表面上的吸附点，甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物，氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质，这样导致了腐蚀的加速。电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明，氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1个特定的电位值，在此电位下，不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位，击穿电位越大，金属的钝态越稳定。因

3、此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在 各种介质中的耐腐蚀能力。3. 2 防止孔蚀的措施（1） 在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量，可获得性能良好的钢种。耐孔蚀不锈钢基本上可分为3类:铁素体不锈钢；铁素体一奥氏体双相钢；奥氏体不锈钢。设计时应优先选用耐孔蚀材料。（2） 降低氯离子在介质中的含量，操作时严防跑、冒、滴、漏等现象的发生。（3）在工艺条件许可的情况下，可加入缓蚀剂。对缓蚀剂的要求是，增加钝化膜的稳定性或有利于 受损钝化膜得以再钝化。 例如，在10 %的FeCI3溶液中加入3 %的NaN02 ,可长期防止1Cr18Ni9Ti 钢的孔蚀。（4）

4、 采用外加阴极电流保护，抑制孔蚀。氯离子对不锈钢制压力容器的腐蚀，对压力容器的安全性有很大的影响。即使是合理的设计、精确的制造避免或减少了容器本身的缺陷，但是，在长期使用中,由于各种错综复杂因素的联合作用，容器也会受到一定的腐蚀。虽然目前对防止氯离子对不锈钢腐蚀的方法还不十分完善，但掌握一些最基本的防护措施，对保证生产的正常进行，还是十分必要的。除此之外，还应严格按照操作规程操作，加强设备管理，做好容器的定期检验，以保证容器在合 理的寿命期限内安全运行。（1）.氯离子对不锈钢设备耐蚀性的影响工作介质中氯离子的含量和工作温度对不锈钢引起的腐蚀开裂，如825合金、G合金、625合金。而含镍8%12

5、%的合金是最容易发生应 力开裂的201 的含 Ni3.5-5.5 , 202 的含 Ni4.0-6.0 , 301 的含 Ni6.0-8.0 , 302 的含 Ni8.0-10.0 , 302HQ/XM7的含 Ni8.5-10.5 , 303 的含 Ni8.0-10.0 , 303Cu, 304, 304H,304HC,304HCM的含 Ni8.0-10.0 ,304L 的含 Ni9.0-1.3 , 304M的含 Ni8.9-10.0 , 304N1 的含 Ni7.0-10.5 , 305 的含 Ni10.5-13.0 , 305J1 的含 Ni11.0-13.5 , 309S 的含 Ni12

6、.0-15.0 , 310S 的含 Ni19.0-22.0 , 314 的含 Ni19.0-22.0 , 316 的含 Ni10.0-14.0 , 316Cu 的含 Ni10.0-14.0 , 316L 的含 Ni12.0-15.0 , 321 的含 Ni9.0-13.0,410 , 416 , 420 , 410L,430,430F,这些不含 Ni , 631 (J1)的含 Ni6.5-8.5中国GB 1220-92俄罗斯GOST 5632-72日本JISG4303-91美国ASTMA276-96比利时BS970Part1BSEN10088-1-95德国DIN17400-96DINEN100

7、88-1-95法国NFA35-578-91NFEN10088-1-95ISO683/13-86TR4956/841Cr17M n6Ni5N-SUS201201X12CrM nNiN 17-7-5X12CrM nNiN 17-7-5X12CrM nNiN 17-7-5A-21Cr18M n8Ni5N12KH17G9AH4SUS202202X12CrM nNiN 18-9-5X12CrM nNiN 18-9-5X12CrM nNiN 18-9-5A-31Cr17Ni7-SUS301301BS970Part1-96 301S21-NFA35-574-95Z12CN17.07141Cr18Ni912K

8、H18H9SUS302302302S31DIN17440-96X12CrNi18-9Z10CN18.0912Y1Cr18Ni9-SUS303303303S31X12CrNiS18-9Z10CNF18.0917Y1Cr18Ni9Se12KH18H10ESUS303Se303Se303S42-17a0Cr18Ni908KH18H10SUS304304304S31X5CrNi18-10Z7CN18.091100Cr19Ni1103KH18H11SUS304L304L304S11X2CrNi19-11X2CrNi19-11100Cr19Ni9N-SUS304N1304N-0Cr19Ni10NbN-SU

9、S304N2XM21-00Cr18Ni10N-SUS304LN-X2CrNiN18-10X2CrNiN18-10X2CrNiN18-1010N1Cr18Ni1212KH18H12TSUS305305X4CrNi18-12X4CrNi18-12X4CrNI18-12130Cr23Ni13-SUS309S309S-NFA35-578-91Z15CN23-13150Cr25Ni20-SUS310S310S310S31-Z8CN25-20160Cr17Ni12Mo208KH17H13M2TSUS316316316S31X5CrNiMo17-12-2Z7CND17-12-22020a0Cr18Ni12M

10、o2Ti08KH17H13M2TSUS316Ti316TiS31635320S31X6CrNiMoTi17-12-2X6CrNiMoTi17-12-22100Cr17Ni14Mo203KH17H14M2SUS316L316L316S13X2CrNiMo18-14-3X2CrNiMo17-12-21919a0Cr17Ni12Mo2N-SUS316N316NX5CrNiMo17-12-2X5CrNiMo17-12-2X5CrNiMo17-12-2-00Cr17Ni13Mo2N-SUS316LN316LNX2CrNiMo17-11-2X2CrNiMoN17-11-2X2CrNiMo17-11-219

11、N19aN0Cr18Ni12Mo2Cu2-SUS316J1-00Cr18Ni14Mo2Cu2-SUS316JIL-0Cr19Ni13Mo308KH17H15M3TSUS317317316S33X5CrNiMo17-13-3-00Cr19Ni13Mo303KH16H15M3SUS317L317LPart-4 317S12X2CrNiMo18-15-4X2CrNiMo18-15-4240Cr18Ni16Mo5-SUS317J1-1Cr18Ni9Ti12KH18H10T-321321S31X6CrNitl18-10X6CrNiTi18-10110Cr18Ni10Ti08KH18H10TSUS3213

12、21321S31X6CrNiTi18-10X6CrNiTi18-10150Cr18Ni11Nb08KH18H12BSUS347347347S31X6CrNiNb18-10X6CrNiNb18-10160Cr18Ni9Cu3SUSXM7XM7X3CrNiCu18-9-4X3CrNiCu18-9-4X3CrNiCu18-9-4-0Cr18Ni13Si4-SUSXM15J1XM15-0Cr26Ni5Mo2-SUS329J1-1Cr18Ni11Si4AlTi15KH18H12G4TYUJ-0Cr13AI-SUS405405405S31X6CrAl13X6CrAl13500Cr12-SUS410L-Z3

13、CT12-1Cr1712KH17SUS430430430S17X6Cr17X6Cr178YCr17SUS430F-X6CrMoS17-8a1Cr17MoSUS434-X6CrMo17-1X6CrMo17-1X6CrMo17-19c00Cr30Mo2SUS447J1-00Cr27MoSUSXM27XM27-1Cr12SUS403403410S21X6Cr13X6Cr1331Cr1312KH13SUS410410410S21X12Cr13-30Cr13AeSUS405405403S17X6Cr13X6Cr131Y1Cr13SUS416-416S21-X12CrS1371Cr13MoSUS410J1

14、-X12CrM1262Cr1320KH13SUS420J1420420S37X20Cr13X20Cr1343Cr1330KH13SUS420J2420420S37X30Cr13X30Cr135Y3Cr13SUS420F-4Cr1340KH13-X46Cr13X46Cr13X46Cr13-1Cr17Ni214KH17H2SUS431431431S29X17CrNi16-2X17CrNi16-2967Cr17SUS440A-8Cr17SUS440B-9Cr1795KH18SUS440C-11Cr17SUS440C-Y11Cr17SUS440F-9Cr18MoSUS440C440C-9Cr18MoV

15、-X90CrMoV18X90CrMoV18X90CrMoV18-0Cr17Ni4Cu4NbSUS630ASTM A564M-95 S17400-ISO683/16-7610Cr17Ni7Al09KH17H7YUSUS63117700X7CrNiAL17-7X7CrNiAl17-7X7CrNiAl17-72SAF 2507San dvik SAF 2507 is high-alloy super dupiex st in less steel for service un der extremely corrosive con diti ons.It is developed mai nly f

16、or chloride containing en vir onments like seawater and therefore, it contains high amounts of chromium(Cr)molybdenum (Mo) and nitrogen (N).SAF 2205San dvik SAF 2205 is a medium-alloy duplex stai nless steel with high corrosi on resista nee.andThis steel is the most widely used of the three. Con ti

17、nual developme nt work for many years has lead to in creased n itroge n molybde num (Mo) conten ts, thus further improvi ng the weldability and corrosi on resesta nee.SAF 2304Sandvik SAF 2304 is a low-alloy duplex stainless steel. It contains no molybdunum and has lower nickel content than the other

18、 two. It is developed as a hihg-stre ngth and low-cost alter native to the sta ndard auste nitic grades 304L and 316L.CHEMICAL COMPOSITION (WEIGHT-%)GradeCrNiMoNC MaxSi MaxMn MaxP MaxS MaxSAF 250725740.30.0300.81.20.0350.015SAF 22052253.20.180.0301.02.00.0300.015SAF 2304234.5-0.10.0301.02.00.0350.015TYPE OF STEELSANDVIKUNSEN*W-NrDINAFNORSSSAF 2507S327501.4410-X2CrNiMoN25 7 4-2328SAF 2205S31803/S322051.44621.4462X2CrNiMON22 5 3Z2CND 22-05-032377SAF 2304S323041.43621.4362X2CrNiM23 4Z2CN 23-04AZ2327 Valid for sheet / plate, strip, semi-fi ni shed products, bars, r