316L不銹鋼管在氯離子環境中的腐蝕行為

2022-07-27 16:48:00 正佳不銹鋼

316L不銹鋼管對氧化性酸、稀堿液、大部分有機酸、無機鹽、大氣和水蒸氣等都具有良好的耐蝕性，被廣泛用于電廠、煉油廠、化工廠等，是許多大型裝置升級換代首選的材料。但其在氯離子環境中，如海洋中易發生點蝕、縫隙腐蝕及應力腐蝕等，特別是點蝕最為嚴重。在Cl―環境中，與317、254和3127不銹鋼相比，316L不銹鋼管具有最低的點蝕電位，點蝕的可能性最大，甚至可以引起穿孔。而且，點蝕往往還是誘發應力腐蝕的微裂紋源。

在含Cl―環境中，影響不銹鋼制品管腐蝕的因素較多，如溫度Cl―濃度、溶解氧、pH值、流速、浸泡時間等。其中，溫度和Cl―濃度對溶解氧含量的影響較大，也會影響氧去極化的腐蝕過程。目前普遍認為不銹鋼的點蝕電位隨著Cl―濃度的增加呈線性減小，點蝕的數量和深度不斷增加；但該結論存在局限性，沒有充分考慮溶解氧對腐蝕過程的影響。隨著溶液鹽度的增大，溶解氧含量降低，以氧去極化的陰極過程勢必受到影響。因此，Cl―濃度對316L不銹鋼管腐蝕行為的影響規律有待進一步深入研究。

專家們通過長周期浸泡試驗，并結合電化學方法，采用材料特定面積上的蝕孔數量、材料失重等評價參數研究Cl―濃度、浸泡時間對316L腐蝕行為的影響，系統研究了316L管材的點蝕行為規律。

試材選用316L奧氏體不銹鋼，加工成25mm×6mm×4mm，分別經240、400、800、1000號砂紙打磨，用去離子水、酒精清洗，吹風機吹干。進行浸泡腐蝕和電化學行為研究，結果表明：

1、316L不銹鋼管在含Cl―環境中的腐蝕呈點蝕特征，點蝕程度與Cl―濃度密切相關，試樣表面的點蝕坑數量均隨著浸泡時間延長而呈增多趨勢，但不同濃度溶液中的變化規律不盡相同：其中Cl―濃度為1%、2%和4%時蝕坑出現的數量較少，浸泡25 ～25d后，蝕坑數量變化不大，點蝕趨緩，浸泡60d后蝕坑數量約為20~30個；濃度為3%時點蝕最為嚴重，浸泡15d就出現37個蝕坑，且隨著浸泡時間延長，蝕坑數量明顯增多，浸泡45d后，蝕坑數量增加較少，點蝕趨緩，浸泡60d后試樣表面蝕坑數量達到120多個，發生嚴重點蝕。

2、316L不銹鋼焊管在NaCl溶液中鈍化膜的形成是緩慢的，膜結構具有不完整性，為點蝕的孕育、萌生提供了結構條件，而點蝕一旦形成，在自催化作用下繼續發展。

3、316L不銹鋼在Cl―體系中的腐蝕行為是Cl―濃度與溶解氧共同作用的結果。溶液中的Cl―含量的增加一方面為加速腐蝕提供了物質條件，促進腐蝕；另一方面，減少了介質中溶解氧的含量，抑制了腐蝕，兩者的綜合作用使腐蝕得以控制。