一、現(xiàn)象
腐蝕發(fā)生在不銹鋼管與介質(zhì)環(huán)境相接觸的整個界面上并以沿截面均勻減薄為特征(圖8.6),多出現(xiàn)在酸和熱堿介質(zhì)環(huán)境中。不銹鋼管的耐全面腐蝕性常以腐蝕速率,即或mm/a來進行評價。
二、原因
不能形成鈍化膜或鈍化膜不穩(wěn)定以及鈍化膜受到破壞又不能及時修復(fù);在實際工程應(yīng)用時,在許多電解質(zhì)腐蝕環(huán)境中,不銹鋼管即使處于鈍態(tài),也常常會以不同速度(有時甚至非常緩慢)進行溶解;最后,由于不銹鋼制設(shè)備、構(gòu)件、容器等厚度(或截面)的逐步減薄而失效。
三、防止措施
根據(jù)腐蝕介質(zhì)的種類、濃度、溫度等條件以及使用的具體要求來選擇耐蝕性的等級。再根據(jù)耐蝕性等級要求來選擇適宜的不銹鋼牌號。
表8.1列出了選擇不銹鋼耐全面腐蝕時的十級標(biāo)準(zhǔn)。選擇哪一級來滿足設(shè)備、構(gòu)件耐腐蝕的要求,除壽命長短外,設(shè)備、構(gòu)件的特點(厚、薄、大或小)和對所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量(雜質(zhì)、純度、顏色等)的要求也要考慮在內(nèi)。例如,對使用過程中,要求保持設(shè)備、構(gòu)件光潔鏡面或尺寸精密的以及對產(chǎn)品的雜質(zhì)、純度、顏色有特殊要求的用途,一般要選1~3級標(biāo)準(zhǔn);而對要求不高,檢修方便或壽命要求不是很長的設(shè)備、構(gòu)件,則可選用4~6級標(biāo)準(zhǔn)。但是,在正常情況下,大于6級標(biāo)準(zhǔn)是不選用的。
從表8.1可以看出,在全面腐蝕條件下,不銹鋼管的耐蝕性實際上是以其在該介質(zhì)條件下的腐蝕速率來進行評價的。在該介質(zhì)中,不銹鋼管的腐蝕速率在使用所允許的范圍內(nèi),便屬于耐腐蝕,但這并不是不腐蝕。
由于有大量的不銹鋼腐蝕手冊可供參考,又有不銹鋼在大量實際介質(zhì)中的試驗數(shù)據(jù)可供利用,加之還有大量使用不銹鋼的工程實踐經(jīng)驗,只要我們正確選擇和合理使用不銹鋼,不銹鋼的全面腐蝕事故是完全可以防止的。
一般來說,在實際應(yīng)用中,由于事前了解了所選用的不銹鋼在該介質(zhì)中的耐蝕性,即腐蝕速率,就掌握了在合理使用的條件下不銹鋼設(shè)備的使用壽命。
不銹鋼產(chǎn)生全面腐蝕的介質(zhì)環(huán)境很多,此處很難一一列舉。此處僅以硝酸為例簡述一下。
圖8.7系在沸騰溫度的硝酸中,常用不銹鋼在實驗室內(nèi)的試驗結(jié)果。
在實際硝酸生產(chǎn)中,主要是濃度為50%~70%和約98%的硝酸。
在硝酸用不銹鋼材料選用中,在共沸濃度例如67%以下,多選用18-8型,包括304、304L、304LN等,其中還包括如前述的超低碳,且低硅、磷的硝酸級不銹鋼。而在共沸濃度以上到濃度達75%,則可選用00Cr25Ni20(Nb)和硝酸級的高純不銹鋼Cr25Ni20(Nb)。硝酸濃度≥85%,則必須選用含4%~6% Si的高硅不銹鋼,如 0Cr17Nil1Si4AlTi,00Cr17Ni14Si4 和00Cr17Ni17Si6等。
材料選定后,所指合理使用,就是要防止使用18-8型不銹鋼時出現(xiàn)濃度大于67%的更濃硝酸;或者在使用高硅不銹鋼時,出現(xiàn)濃度小于85%的較稀的HNO3。正確選擇和合理使用相結(jié)合,一定會獲得滿意的使用結(jié)果。