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精密不锈钢管的耐腐蚀性能及其点腐蚀影响因素的研究

作者: 来源:原创 日期:2016/8/14 22:40:21 人气:58

精密不锈钢管的耐蚀性能由于精密不锈钢管在耐腐蚀方面具有十分优良的性能,不会出现均匀腐蚀面失效,因此“腐蚀余量”对不锈钢来说没有意义。薄壁不锈钢良好的耐腐蚀性缘于不锈钢材料中含有的铬元素,当铬浸蚀在氧气中时,会在材料表面形成一层很薄的铬氧化物保护层,隔绝了材料与空气、水的接触。铬氧化物层在受到损害时能自我修复,这种现象称为“自我钝化”。薄壁不锈钢材料表面的光泽也是这个铬氧化物层产生的。

    相关资料显示普通奥氏体不锈钢SUS304能耐水中硫化氰气体长期腐蚀。即使在输送高浓度H2S气体时,使用寿命可达100年。奥氏体SUS304不锈钢在pH值为1-2.5的酸中或酸亚铁溶液中,耐蚀性能非常好,腐蚀速度为0.2mm/ 10年。奥氏体SUS304不锈钢在水中不容易发生一般的腐蚀,在干净、透气、含氧量低的水中,其使用寿命几乎是没有限制的。

点性与缝隙腐性-电化学腐蚀薄壁不锈钢相对其他给水管材具有很好的耐均匀腐蚀性,在一些特殊的环境条件下,薄壁不锈钢也会出现某些局部腐蚀面失效,精密不锈钢管主要遇到的局部腐蚀有:点蚀和缝隙腐蚀,这两种腐蚀很相似,在一定的介质条件下,特别是含有氯化物离子存在时都会发生,这是因为薄壁不锈钢表面杂质、污物或有缺陷的部位钝化膜破坏而形成。是典型的不锈钢点蚀诱发因素,人们对不锈钢点蚀行为的影响进行了广泛研究,得出点蚀主要由侵蚀性阴离子引起。介质中的离子吸附在金属表面某些点上,使不锈钢表面钝化膜发生破坏,使得钝化膜破坏处的基体金属显露出来使其呈活化状态,而钝化膜处于钝态,这样就形成了活性-钝性腐蚀电池,从而导致了不锈钢的点蚀。因而薄壁不锈钢对于氯离子的耐受性很低,如水中的抓离子含量过高,易在不锈钢表面产生点蚀现象,水中氯离子热水及温度愈高愈易发生腐蚀,所以在氯离子热水较高环境,为防止点蚀和缝隙腐蚀的发生,应选择含高铬、镍、铝、氮的不锈钢。国标《精密不锈钢管道连接技术规范》中指出了精密不锈钢管材、管件输送水中允许抓化物含量见表1-1。本课题以该表中的氯化物允许量为基本数据,预期能得出薄壁不锈钢的最宜氯化物适用范围。微生物腐蚀(MIC腐蚀)也是造成精密不锈钢管严重的点腐蚀和缝隙腐蚀的因素之一。最初人们对微生物腐蚀的认识仅限于个别的微生物腐蚀失效事故的描述。80年代中期,随着表面分析技术(如环境扫描电镜(SEM/ESEM )、子力和激光共焦显微镜)的发展,人们可以测量生物膜的厚度和组成,精确确定之为了可能,尤其是对使用时间较长管网来说,管壁上很容易形成生物膜,微生物大量富集,有细菌(为盖氏铁柄杆菌属、铁襄缸锰茵属)、真茵、藻类、酵母等微生物会产生酸破坏保护涂层,形成化学腐蚀电池,生成硫化氰,浓缩金属离子盐,氧化金属离子,消除阴极的极性等现象。目前国内外针对微生物引起的精密不锈钢管管壁腐蚀也有一些报道,但主要集中在微生物对薄壁不锈钢腐蚀行为的影响方面,而对于在微生物环境作用下精密不锈钢管壁腐蚀过程中水质方面的研究报道较少。

研究内容本课题基于国标《精密不锈钢管连接技术规范》中规定的生活供水中316L. 316. 304L304精密不锈钢管材、管件允许化物含量参数,以期通过测试和分析比较耐腐蚀性及腐蚀速率,确定各材质精密不锈钢管材、管件实际应用中氯化物允许含量的最宜适用范围:分析比较在相同供水环境中微生物对316L. 316. 304L304薄壁不锈钢的腐蚀速率:确定与氯化物对薄壁不锈钢腐蚀速率及微生物对薄壁不锈钢腐蚀速率相关性较大的水质指标。