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316L不锈钢管的海水腐蚀

作者:admin 来源: 日期:2020/10/1 15:19:54 人气:9

316L奥氏体不锈钢管简介

奥氏体不锈钢管,因其良好的韧性、可塑性及耐腐蚀性,被广泛应用于石油、化工以及船舶建造等行业。316L不锈钢管属于超低碳300系列奥氏体不锈钢管,其C含量一般不超过0.08%,是一种镍、铬含量较高的无磁性不锈钢管材料,化学组成名称022Cr17Ni12Mo2。“316L”代表该不锈钢管316不锈钢管中的标号(各国标号包括:日本的SUS316SUS316L以及美国的AISI316等等),具体化学元素组成如表1.2所示。

其中,镍元素含量较高(达到10%~14%),使得铁素体转变为奥氏体后,其内部结构更加稳定;同时极低的含炭量,大大减少了生成富铬碳化物的可能性,提高了不锈钢管抗晶间腐蚀的能力;另外,316L按照2%~3%的比例加入了造价较高的钼元素,进一步提高了此种不锈钢管的耐腐蚀性能。

虽然316L不锈钢管具有上述的诸多优点,但仍有研究指出,由于海水中含有大量的卤素离子(主要以氯离子为主),316L不锈钢管如长期处于海洋环境中,仍然会不可避免的发生不同程度的腐蚀现象。

海水的主要成分

海水是一种混合溶液,其成分较为复杂,主要是水以及溶解于水中的多种化学元素。迄今为止,已发现的化学元素约80多种,按照含量可分为,常量元素和微量元素。常量元素主要包括:氧、钠、钾、镁、钙、硫、碳、溴等11种,约占海水中化学元素总含量的99.8%99.9%。这些化学元素,大多数是以盐类离子的形式溶解于海水中的,其中,氯化钠最多,硫酸类盐占次席。海水中主要盐的含量详见表1.3。值得注意的是,海水的常量元素之间的浓度比例几乎不变。

不锈钢管系的海水腐蚀

1)根据文献,海水中盐的含量约为3.5%。由表3中可见,海水中含有大量的氯化物盐,从而析出大量的氯离子,海水中氯离子约占离子总量的55%不锈钢管对氯离子比较敏感,如果表面的钝化膜出现破损,极易在基体表面形成微电池,进而发生电化学反应,形成点蚀。前面提到过,在不锈钢管成分中起很大作用的一个元素是钼,它的作用是增强不锈钢管的耐腐蚀性,但有研究表明,一旦点蚀已经发生,钼元素的作用将明显降低,如果没有其他因素的干预,则腐蚀过程不可逆。同时,这些氯离子还会阻碍不锈钢管自身钝化膜的形成,并造成一定的破坏。

2)海水中含有大量的氯离子,腐蚀的速率会随着管内海水流速的加快及温度的提升,而越来越快。

3)海水管路中的海水一般直接取自于海表,海水呈中性,pH值在8.2左右,这种酸碱度的水中,其氧的溶解度几乎达到最大。而在电化学腐蚀过程中,氧是一种主要的去极化剂,因此,海水中的溶氧量也是产生腐蚀的另一项重要因素。

4)另外,海水中还含有大量的微生物,泥沙颗粒及腐败的有机物等,也会增加海水不锈钢管系被腐蚀的几率。