304不(bu)锈(xiu)钢管(guan)的(de)表面因形成(cheng)致(zhi)密的(de)氧(yang)化铬薄(bao)膜而(er)具(ju)有高(gao)抗(kang)腐蚀能力,得以广(guang)泛(fan)应用于(yu)化工、石油(you)、核电等领(ling)域。然(ran)而,在抗(kang)均匀腐蚀(shi)的(de)同时,不锈(xiu)钢(gang)的局部(bu)点状(zhuang)腐(fu)蚀(shi)(即点(dian)蚀(shi))却(que)时常(chang)发生(sheng)。点蚀(shi)的(de)发生(sheng)起(qi)始(shi)于材(cai)料表面(mian),且(qie)经(jing)过(guo)形核与长大(da)两(liang)个(ge)阶(jie)段(duan),最终向(xiang)材料(liao)表(biao)面(mian)以下的纵深方(fang)向迅(xun)速扩展,容易(yi)造(zao)成(cheng)管壁(bi)穿(chuan)孔。那么,304不(bu)锈(xiu)钢管为(wei)什(shen)会腐(fu)蚀穿(chuan)孔(kong)?
1、氯离(li)子(zi)破坏氧化(hua)膜 Cr和(he)Ni使(shi)不(bu)锈钢制品管在氧化(hua)性介(jie)质中生(sheng)成(cheng)一(yi)层十分(fen)致密(mi)的氧化膜(mo),使其钝化,降(jiang)低(di)了不锈钢在氧化(hua)性介质(zhi)中(zhong)的(de)腐蚀速(su)度(du),使耐腐(fu)蚀(shi)性能提(ti)高(gao)。氯离(li)子(zi)的(de)活(huo)化作用对(dui)钢管氧化膜的(de)建(jian)立和(he)破(po)坏均(jun)起(qi)着(zhe)重(zhong)要作(zuo)用(yong)。
吸附理论(lun)则认(ren)为(wei),氯(lv)离子破(po)坏(huai)氧化膜(mo)的根本(ben)原(yuan)因是由(you)于氯(lv)离(li)子(zi)有很强的可被金(jin)属吸附(fu)的(de)能力(li),它们(men)优(you)先被金属(shu)吸附,并(bing)从(cong)304不锈(xiu)钢管表(biao)面把(ba)氧排(pai)掉(diao)。因为(wei)氧决定着(zhe)金(jin)属(shu)的(de)钝化状态(tai),氯(lv)离子(zi)和氧争夺(duo)金(jin)属(shu)表面上(shang)的(de)吸(xi)附点(dian),甚至(zhi)可(ke)以取代(dai)吸(xi)附(fu)中(zhong)的(de)钝(dun)化离子与金(jin)属形成(cheng)氯化物(wu),氯化物(wu)与金属表(biao)面的(de)吸(xi)附并(bing)不稳(wen)定(ding),形成了(le)可溶(rong)性物(wu)质,这样导(dao)致了腐(fu)蚀(shi)的加速(su)。
2、氯离子(zi)引起向(xiang)下腐蚀(shi)的加(jia)速 在(zai)含有Cl的介(jie)质中不锈(xiu)钢容(rong)易产(chan)生点(dian)蚀,这是(shi)因为Cl容(rong)易(yi)破坏不(bu)锈(xiu)钢(gang)焊(han)管(guan)表面氧化膜,穿(chuan)透氧化(hua)膜(mo)和(he)钢(gang)表面(mian)起(qi)作用,将(jiang)钢表(biao)面暴(bao)露出来形(xing)成(cheng)阳极(ji),产生点(dian)蚀。蚀(shi)孔通常沿(yan)着重(zhong)力方向(xiang)发展(zhan),孔(kong)蚀一旦(dan)形(xing)成,具有(you)深挖的动(dong)力(li),即(ji)向(xiang)深(shen)处自(zi)动(dong)加速。

含(han)有氯(lv)离(li)子(zi)的溶液中(zhong),304不(bu)锈(xiu)钢(gang)管表(biao)面(mian)的(de)氧化膜(mo)便(bian)产生了溶解,其原(yuan)因(yin)是由于(yu)氯离子能(neng)优先有选(xuan)择(ze)地吸附(fu)在氧化(hua)膜上,把(ba)氧原(yuan)子排掉,然后和(he)氧(yang)化(hua)膜(mo)中的(de)阳(yang)离(li)子(zi)结(jie)合成(cheng)可溶(rong)性氯(lv)化物,结(jie)果(guo)在基(ji)底金(jin)属(shu)上生(sheng)成(cheng)孔径为20~ 30 um小(xiao)蚀(shi)坑,这些小(xiao)蚀坑便(bian)是孔蚀核(he)。在外(wai)加(jia)阳(yang)极(ji)极(ji)化(hua)条(tiao)件(jian)下(xia),只(zhi)要(yao)介质中(zhong)含(han)有一定(ding)量的(de)氯(lv)离子,便(bian)可能(neng)使蚀(shi)核发(fa)展(zhan)成蚀孔(kong)。在(zai)自(zi)然条件(jian)下(xia)的腐(fu)蚀,含(han)氯离(li)子(zi)的(de)介(jie)质(zhi)中(zhong)含有(you)氧(yang)或阳(yang)离子氧或阳(yang)离(li)子氧(yang)化(hua)剂(ji)时(shi),能(neng)促(cu)使蚀核(he)长大(da)成(cheng)蚀(shi)孔。
在局(ju)部钝化(hua)膜破坏的(de)同(tong)时其(qi)余的保护膜保持(chi)完(wan)好(hao),这使(shi)得点(dian)蚀(shi)的条件(jian)得以(yi)实(shi)现和加(jia)强。根据电化学(xue)产生(sheng)机(ji)理,处(chu)于(yu)活化态的(de)304不(bu)锈钢管(guan)较(jiao)之(zhi)钝化(hua)态钢(gang)管(guan)的电极电位要(yao)高(gao)许多(duo),电(dian)解质溶液就(jiu)满足(zu)了(le)电(dian)化学(xue)腐蚀(shi)的(de)热力学条件(jian),活化(hua)态成(cheng)为阳(yang)极(ji),钝(dun)化(hua)态作(zuo)为(wei)阴(yin)极。腐(fu)蚀点只涉(she)及到一(yi)小部分(fen)金(jin)属(shu),其(qi)余的表面是(shi)一个(ge)大(da)的(de)阴极(ji)面积(ji)。在(zai)电化学(xue)反(fan)应(ying)中,阴极反(fan)应(ying)和阳极(ji)反(fan)应是以(yi)相同(tong)速度进行的(de),因此集(ji)中到阳极(ji)腐蚀点上(shang)的腐(fu)蚀(shi)速度(du)非(fei)常显(xian)著,有(you)明显(xian)的(de)穿(chuan)透作用,这样(yang)形(xing)成了(le)点(dian)腐(fu)蚀。
以(yi)上就是304不(bu)锈钢(gang)管为(wei)什(shen)会腐蚀(shi)穿孔(kong)的原因了,发生腐蚀穿孔(kong)的(de)原(yuan)因(yin)主(zhu)要(yao)是(shi)氯(lv)离(li)子破(po)坏氧(yang)化(hua)膜以(yi)及(ji)氯(lv)离(li)子腐(fu)蚀加(jia)快。因此,在氯(lv)离(li)子(zi)环境下,可(ke)以(yi)选(xuan)用(yong)304L、316L等(deng)不(bu)锈钢作为原材料。