不銹鋼管受介質的化學及電化學作用而破壞的現象稱為腐蝕。不(bu)銹(xiu)鋼管腐蝕主要有均勻腐蝕、晶間腐蝕、點腐蝕、選擇性腐蝕和應力腐蝕(shi)斷裂等。在腐蝕介質作用下,沿著或緊挨著不銹(xiu)鋼晶粒邊界發生的電化學腐蝕形態稱為晶間腐蝕。不銹鋼管用于可能引起晶間腐蝕的環境時,應按GB/T 4334.1~4334.5《不銹鋼腐蝕試驗方法》進行晶間腐蝕傾向性試驗。不銹鋼壓力容器晶間腐蝕試驗方法、受檢試件狀態、驗收要求應按GB/T 21433《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗》的相關規定執行。下述介質在足夠濃度和一定溫度下屬于具有對不銹鋼管產生晶間腐蝕能力的介質。
無機酸(suan)(suan):硝酸(suan)(suan)、硫(liu)酸(suan)(suan)、鹽(yan)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)、鉻酸(suan)(suan)、亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)、氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)、氫(qing)溴酸(suan)(suan)、氫(qing)碘酸(suan)(suan)、氫(qing)氰(qing)酸(suan)(suan)、氯氰(qing)酸(suan)(suan)、氨基磺酸(suan)(suan)、次(ci)氯酸(suan)(suan)等(deng)。
有機酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan):工(gong)業(ye)乙(yi)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、乙(yi)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)酐、甲(jia)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、草酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、乳(ru)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、乙(yi)二(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、丙二(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、苯二(er)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、環烷(wan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、水楊酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、脂肪酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、蘋果酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、檸(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、馬來酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、富(fu)馬酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)等。
鹽類:硝(xiao)酸(suan)(suan)銨(an)、硝(xiao)酸(suan)(suan)鈣(gai)、硝(xiao)酸(suan)(suan)銀、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鐵(tie)、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鈉、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鋁、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)氫鈉、硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)亞(ya)鐵(tie)、亞(ya)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鐵(tie)、亞(ya)硝(xiao)酸(suan)(suan)鈣(gai)、氯(lv)化鈉、氯(lv)化鐵(tie)、氯(lv)化鉻、次氯(lv)酸(suan)(suan)鈉、氫氟酸(suan)(suan)鈉等(deng)溶液。
其他(ta):氫(qing)氧化鈉、硫(liu)化鐵(tie)、硫(liu)化鋁、硫(liu)化鈉、濕(shi)二氧化硫(liu)、三氯化鐵(tie)、尿素氨基甲酸(suan)(suan)(suan)銨(an)溶液(ye)、亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)紙漿(jiang)、牛皮紙漿(jiang)、亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)蒸煮液(ye)、玉米淀粉漿(jiang)(由鹽酸(suan)(suan)(suan)或硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)制(zhi))、甜菜汁、石(shi)油原(yuan)油、油田污水、海水、輕水堆(dui)高溫水等。
奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕原因很多,主要有以下幾方面。
1. 碳化鉻析(xi)出(chu)引(yin)起的晶間腐(fu)蝕
不銹鋼管在300~950℃(奧氏體不銹鋼在450~800℃溫度范圍內加熱或進行敏化處理時)溫度范圍內可能在晶界析出碳化鉻,析出的碳化鉻為Cr23C6、(Cr,Fe)23C6或(Cr,Fe,Mo)23C6碳化鉻沉淀于晶界(其鉻含量常達90%以上,大大高于不銹鋼的平均鉻含量)。由于鉻的擴散速度慢,只有在晶界附近的鉻擴散到晶界處形成碳化物析出,導致晶粒邊界區域形成貧鉻現象,如圖3-1所示。當貧鉻區的鉻含量降低到小于12.5%時,在腐蝕性介質作用下就會發生晶間腐蝕。
為了防止晶間腐蝕的(de)(de)產(chan)生,可采取如下方(fang)法:采用超低(di)碳(tan)材料、盡量降低(di)碳(tan)含(han)量(<0.03%);增加(jia)穩定(ding)(ding)化(hua)(hua)元(yuan)素,如鈦、鈮等(deng);固溶處理(li)(1010~1120℃)、穩定(ding)(ding)化(hua)(hua)處理(li)(適用于含(han)穩定(ding)(ding)化(hua)(hua)元(yuan)素的(de)(de)不銹鋼);加(jia)入能形(xing)成(cheng)雙(shuang)相(xiang)組織的(de)(de)元(yuan)素,形(xing)成(cheng)雙(shuang)相(xiang)組織等(deng)。
2. δ相析出引起(qi)的晶間(jian)腐蝕(shi)
超低碳不銹鋼,由于碳含量極低,可防止晶間析出Cr23C6、(Cr、Fe)23C6引起的晶間腐蝕。但有些含鉬奧氏體不銹鋼,如Cr17Ni13Mo2在敏化溫度區間晶間析出δ相,在特殊的腐蝕介質中(沸騰質量分數為65%的硝酸溶液),δ相發生腐蝕,從而引起晶間腐蝕。
3. 晶(jing)界吸(xi)附引起的晶(jing)間腐蝕
該腐(fu)蝕是一(yi)種特殊條件(jian)下發生(sheng)的(de)(de)晶間腐(fu)蝕。普通的(de)(de)Cr18-Ni8 奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)管在強氧化性的(de)(de)硝酸溶液中(zhong)會產生(sheng)晶間腐(fu)蝕,而雜質極少的(de)(de)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)不發生(sheng)上述(shu)現象。研究已(yi)表明、Cr14-Ni4不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)雜質磷(lin)在晶界(jie)吸(xi)附是導致其在硝酸溶液中(zhong)產生(sheng)晶間腐(fu)蝕的(de)(de)原因。
4. 穩定化元素高溫溶解引起的晶間(jian)腐蝕
該(gai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)多發(fa)生于含Ti或Nb的奧氏(shi)體不銹鋼管,焊(han)后若(ruo)工件在敏化溫度工作,焊(han)接接頭與強(qiang)氧化性硝酸溶(rong)液接觸(chu),沿熔合(he)區(qu)或緊(jin)鄰熔合(he)區(qu)的高溫熱影響(xiang)區(qu)發(fa)生選擇性腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(狹長縫狀的晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi))。該(gai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)又稱為“刀(dao)(dao)蝕(shi)(shi)(shi)”、“刀(dao)(dao)口腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)”或“刀(dao)(dao)線腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)”。