304不锈钢基于氯离子环境下点腐蚀失效机理的研究
氯离子腐蚀不锈钢的原理
氯离子腐蚀不锈钢的原理氯离子腐蚀不锈钢的原理是指在含氯环境中，氯离子与不锈钢表面发生作用，导致不锈钢产生腐蚀现象。
不锈钢在大气环境中具有较好的耐腐蚀性能，主要是因为不锈钢表面形成了一层致密的氧化铬膜，称为钝化膜。
然而，在氯离子的存在下，钝化膜容易被破坏，导致不锈钢发生腐蚀。
1.氯离子的吸附和浸润：氯离子具有较强的亲水性，容易吸附在不锈钢表面并浸润到钝化膜下。
氯离子吸附在表面会导致表面电位升高，从而破坏了钝化膜的稳定性。
2.氯离子的电化学反应：在氯离子存在的条件下，钝化膜中的铬离子会与氯离子发生反应，生成可溶性的铬氯络合物，从而破坏了钝化膜的连续性。
这个过程被称为局部腐蚀，即氯离子会形成一个微小的腐蚀细胞，在细胞中，不锈钢表面处于阳极，而钝化膜破坏的部分则处于阴极，形成阳极和阴极之间的电流。
3.氯离子的传输：氯离子可以通过水分子或气态状态传输到不锈钢表面，特别是在高温高湿的环境中，氯离子的迁移速度会增加，导致氯离子浓度在钝化膜下积累，进一步加剧了腐蚀。
除了以上几个方面，氯离子腐蚀不锈钢还受到以下因素的影响：1.氯离子浓度：氯离子浓度越高，腐蚀速度越快。
当氯离子浓度低于一定的临界值时，腐蚀基本不发生。
但一旦超过临界值，腐蚀速率会显著增加。
2.温度和湿度：高温高湿的环境会加速氯离子的传输和吸附，进而加速不锈钢的腐蚀。
3.氧气含量：氧气对于钝化膜的稳定性至关重要，充足的氧气可以帮助钝化膜修复和再生。
因此，氯离子腐蚀不锈钢更为显著的情况通常发生在氧气缺乏的环境中，如密封系统。
总的来说，氯离子通过吸附、浸润、电化学反应等行为，破坏不锈钢表面的钝化膜，进而导致不锈钢发生腐蚀。
要防止氯离子腐蚀不锈钢，可以通过以下途径进行控制：1.减少氯离子的接触：避免在含氯环境中使用不锈钢材料，或者使用防腐涂料、防护层等措施将不锈钢与氯离子隔离。
2.增加氧气供应：通过增加通气量、增加氧气浓度等方式，提高不锈钢表面氧气的含量，增强钝化膜的稳定性。
氯离子与不锈钢腐蚀
氯离子与不锈钢腐蚀氯离子对不锈钢腐蚀的机理!氯离子腐蚀是一种金属晶粒间的腐蚀，表现为不锈钢的脆裂，而且电焊修补后，这中裂纹会沿着焊缝延伸。
根据我们公司的使用情况，设备使用了10年，水温度在70,85摄氏度时候，氯离子在100PPM左右，304的设备开始产生裂纹，最初在焊缝上最为突出，而316L的设备倒是还未出现问题。
但是按照规范奥氏体不锈钢设备氯离子的含量应该控制在25PPM。
从我们使用的情况看，cl-对304的腐蚀一般表现为应力腐蚀的特征，而且多数从焊缝的热影响区、煅件的本体等应力集中的区域开始出现腐蚀。
不锈钢耐腐蚀的机理是由于存在元素铬，铬在很多条件下能钝化从而使设备得以保护。
而以氯为代表的活性阴离子极易破坏钝化膜，在材料局部区域形成孔蚀核，最终形成蚀孔。
因而不锈钢最怕氯离子。
从资料看，什么样的不锈钢对氯离子都没有防腐蚀。
但是我们公司有一种产品的反应釜中包含双氧水，氯化钠，氢氧化钠。
但反应釜使用了好多年还没有出现腐蚀情况。
个人认为，碱性环境氯离子对材质腐蚀不是特别明显。
氯离子一般都是海水里，所以要选耐海水腐蚀的钢种，通常的18-8型奥氏体不锈钢经验证，耐海水腐蚀并不好。
在海水环境下不锈钢的使用，孔蚀、间隙腐蚀的局部腐蚀有时发生。
对这些局部腐蚀的抑制，已知增加Cr和Mo，奥氏体系不锈钢和双相钢，特别是添加N是有效果的，美国研制的超级奥氏体不锈钢(牌号我记不清了)，日本研制的高N奥氏体系不锈钢，因为316L,317L这类钢不抗海水腐蚀～以下钢种供参考:高强度耐海水腐蚀马氏体时效不锈钢 00Cr16Ni6Mo3Cu1N高强度耐海水腐蚀不锈钢 00Cr26Ni6Mo4CuTiAl耐海水不锈钢Yus270(20Cr,18Ni,6Mo,0(2N)(2 ,3(6 ，海水因地域不同而多少有些差异，溶于海水的盐类浓度为3其中氯离子浓度为19000 ppm。
而自来水的氯离子浓度上限值为200 ppm，所以海水中氯离子浓度相当于自来水的lOO倍。
氯离子浓度对304不锈钢耐蚀性能的影响
氯离子浓度对304不锈钢耐蚀性能的影响摘要：用动电位扫描法、环状阳极极化曲线法、交流阻抗法研究了304不锈钢在模拟冷却水中的耐腐蚀性能的影响。
动电位扫描显示Cl-的浓度增大，不锈钢的点蚀电位Eb降低，特别当[Cl-]>200 mg/L时，不锈钢电极会出现明显点蚀现象，点蚀电位Eb迅速降低，并随浓度增大而减少；保护电位与击穿电位的差值的大小反映了不锈钢钝化膜自我修复的能力；由交流阻抗图谱得到随氯离子浓度的增大，不锈钢界面阻抗值降低。
关键词：腐蚀；凝汽器；氯离子浓度；304不锈钢发电厂凝汽器可选管材主要为各类无缝铜合金管、钛管和不锈钢管（以薄壁焊接为主），环境恶化又使冷却水水源的污染日趋严重，从而使铜合金的腐蚀愈发突出，越来越多的内陆电厂将趋向于使用不锈钢管。
不锈钢凝汽器目前在国内的应用，还主要集中在内陆地区。
主要材质为304，316型不锈钢。
凝汽器管材的选择主要是根据冷却水的水质状况。
选择凝汽器管材的要求是：对各种管材采用一般的维护措施，在使用中不出现严重的腐蚀和泄漏，铜合金的使用寿命应在20 a以上，而钦管应在40 a以上。
选材还应从管材的价格维护费用等方面进行技术经济比较，并不是越“高级”越好。
从1989年上安电厂第1台350 MW机组的不锈钢管凝汽器投入运行，目前我国电厂已设计使用不锈钢管凝汽器有20多年历史。
20世纪90年代我国电厂的不锈钢管主要来自进口，由于不锈钢管在我国实际运行起步晚，经验不足，不锈钢管的使用暂时还没有形成相当规模，也面临着一些问题，但薄壁焊接不锈钢管凝汽器的使用仍呈明显的逐渐上升趋势。
由于冷却水中通常含有氯离子、硫酸根、硫及磷酸根等。
其中氯离子是破坏不锈钢钝化膜最重要的侵蚀性离子。
研究氯离子对不锈钢耐蚀性能的影响成为许多腐蚀工作者一项重要的任务，本课题在前人研究基础之上，通过实验对不锈钢在不同氯离子浓度的模拟冷却水溶液中的腐蚀极化情况以及交流阻抗情况进行分析，研究氯离子对不锈钢耐腐蚀性能的影响情况。
化工装置304不锈钢管道腐蚀失效的分析及对策
化工装置304不锈钢管道腐蚀失效的分析及对策【摘要】在化工领域，化工装置能否安全运行对于产品质量和生产效率有着十分重要的影响，本文以化工装置304不锈钢管道腐蚀为例，通过对材质的成分、力学性能、产生腐蚀的形成机理、影响因素、腐蚀原因及防止对策进行了探讨。
【关键词】不锈钢；管道；失效；点腐蚀304不锈钢，由于Cr的含量在18—20%，Ni的含量在9—12%，具有耐腐蚀性，足够的强度，很好的加工和焊接性能，所以在化工装置中大量使用，但在氯离子作用下会造成腐蚀失效，是发生事故、泄露，污染环境的安全隐患，笔者在农药厂杀螟松车间期间深有体会。
杀螟松是由氯化物+硝化物的缩合产品，从下面化学反应式，可以看出，农药杀螟松在合成过程中，会产生氯离子。
根据实验及小试生产，304不锈钢或者322不锈钢能够达到要求，所以该缩合釜采用了304不锈钢制作，考虑到生产过程中出现的氯离子腐蚀因素，该釜的设计中腐蚀余量增加以外，对于焊接工艺要求很高，整个釜体采用钝化工艺防腐等一系列措施后，再结合物料质量、操作工艺控制等，反应釜釜体能够经受反应过程中出现的氯离子腐蚀。
但是，该反应釜有一个甲苯回收接管，管径DN400mm，长度3000mm，与反应釜采用法兰连接，上部连接回收冷凝器，反应过程中甲苯气体上升至冷凝器，冷却后回收。
该接管是机修车间自制，制作要求较低，所以在不长的时间内，在焊缝附近出现了严重腐蚀，开始出现焊缝边沿凹陷，存在扩展状褐色锈迹并发展为小裂缝，产生泄漏。
拆卸后，管道和弯头是4mm钢板单面焊接制作，法兰处是角焊缝，未焊面存在间隙缝，焊缝边沿材质颜色发黑。
为了缩合反应釜能够安全运行，必须找出接管失效原因。
缩合反应釜工况参数；设计压力﹤0.1MPa、设计温度85～105℃、管子规格?426×4mm、弯头DN400*4、法兰JB1158 PN1.0DN400、材质304SS。
1 对304不锈钢管道腐蚀失效的初步分析首先，对304不锈钢管道的化学成分进行分析：直管、弯头、等都在分析之列，经送样进行金相分析，直管、弯头材质均为304，主要成分与标准相同。
氯离子对304不锈钢应力腐蚀
氯离子貌似是容易导致304应力腐蚀或晶间腐蚀
由于304不锈钢里有致钝化元素容易形成钝化膜，遇氯离子易发生小孔腐蚀或者点蚀所以要限制含量
用哈-C吧这个没问题。
一般现在在氯气和液氯方面用的材料现在都是这个。
要不就蒙耐尔合金
不锈钢304对氯离子腐蚀的敏感性随着温度升高，耐腐蚀性减[弱，有个经验数据，仅供参考，304在10℃时可耐228ppm氯离子腐蚀，在20℃时可耐150ppm氯离子腐蚀，在40℃时可耐71.3ppm氯离子腐蚀，在60℃时可耐37.5ppm氯离子腐蚀，在80℃时可耐20.5ppm 氯离子腐蚀，在100℃时可耐212ppm氯离子腐蚀。
316不锈钢在10℃时可耐1050ppm氯离子腐蚀，在20℃时可耐650ppm氯离子腐蚀，在40℃时可耐290ppm氯离子腐蚀，在60℃时可耐140ppm氯离子腐蚀，在80℃时可耐81ppm氯离子腐蚀，在100℃时可耐50ppm 氯离子腐蚀。
而超级不锈钢（254SMO)在40℃时可耐18500ppm氯离子腐蚀.。
氯离子对不锈钢腐蚀的机理
氯离子对不锈钢腐蚀的机理Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998氯离子对不锈钢腐蚀的机理在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。
普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。
Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。
Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。
氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。
虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为2 种观点。
成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。
吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。
因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。
电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。
这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。
因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。
3. 2 防止孔蚀的措施（1）在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量,可获得性能良好的钢种。
耐孔蚀不锈钢基本上可分为3 类:铁素体不锈钢;铁素体—奥氏体双相钢;奥氏体不锈钢。
设计时应优先选用耐孔蚀材料。
304不锈钢和氯离子的关系
304不锈钢和氯离子的关系引言：304不锈钢是一种常用的不锈钢材料，广泛应用于各个领域。
氯离子是一种常见的化学物质，存在于水中、盐中等环境中。
本文将探讨304不锈钢和氯离子之间的关系，包括氯离子对304不锈钢的腐蚀影响、防止腐蚀的方法等。
一、氯离子对304不锈钢的腐蚀影响氯离子在水中或潮湿环境中存在时，会与304不锈钢表面上的铁离子发生化学反应，形成氯化物。
氯化物具有较强的腐蚀性，会破坏304不锈钢表面的保护膜，导致不锈钢开始腐蚀。
这种腐蚀称为氯离子腐蚀。
氯离子腐蚀会导致304不锈钢表面出现点蚀、孔洞等问题，进而影响不锈钢的使用寿命和性能。
特别是在一些潮湿腐蚀环境中，如海洋工程、化工设备等，氯离子腐蚀对304不锈钢的影响更加明显。
二、防止氯离子腐蚀的方法1. 合理选择304不锈钢材料不同牌号的不锈钢对氯离子腐蚀的抵抗能力不同。
在选择304不锈钢材料时，应根据具体使用环境和要求，选择抗氯离子腐蚀能力较强的不锈钢牌号。
2. 表面处理对304不锈钢进行表面处理可以增加其抗氯离子腐蚀的能力。
常见的表面处理方法包括机械抛光、化学处理、电化学处理等。
这些处理能够清除表面的污染物和氧化物，增加不锈钢表面的平整度和光洁度，提高其抗腐蚀性能。
3. 添加抗氯离子腐蚀元素通过在304不锈钢中添加抗氯离子腐蚀元素，如钼（Mo）、铬（Cr）、钛（Ti）等，可以提高不锈钢的抗氯离子腐蚀能力。
这些元素能够与氯离子发生化学反应，形成稳定的氯化物，从而减缓腐蚀的速度。
4. 增加保护层在304不锈钢表面形成一层保护层，可以有效阻隔氯离子的侵蚀。
常用的方法包括电化学方法、热处理方法等。
这些方法能够在不锈钢表面形成一层致密的氧化膜或氮化膜，起到保护作用。
5. 控制环境条件在氯离子腐蚀环境中，控制环境条件也是防止腐蚀的重要手段。
降低环境中氯离子的浓度、降低温度、控制湿度等措施都可以减缓304不锈钢的腐蚀速度。
结论：304不锈钢和氯离子之间存在着一定的关系。
氯离子对不锈钢的腐蚀和腐蚀失效分析
氯离子对不锈钢的腐蚀和腐蚀失效分析引言：不锈钢以其优良的防腐性能被广泛应用于工业和日常生活领域。
然而，长期受到氯离子的侵蚀会导致不锈钢的腐蚀和腐蚀失效，从而影响其使用寿命和性能。
因此，深入研究氯离子对不锈钢的腐蚀机理和腐蚀失效分析对于提高不锈钢的抗腐蚀性能具有重要意义。
腐蚀机理：腐蚀失效分析：氯离子对不锈钢的腐蚀失效表现主要包括晶间腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂和均匀腐蚀。
晶间腐蚀是指在晶界处发生的腐蚀现象，由于晶界处氧化膜的缺陷，氯离子容易通过晶界进入金属基体，造成腐蚀。
点蚀是指在不锈钢表面形成局部的腐蚀坑，氯离子在这些局部缺陷处聚集形成小氯离子电池，导致具有负电荷的金属离子从中析出，从而形成小坑。
应力腐蚀开裂是指在受到应力作用的环境中，金属在存在氯离子的条件下发生腐蚀引起的开裂现象。
均匀腐蚀是不锈钢表面整体被氯离子侵蚀，形成均匀的腐蚀。
腐蚀防护措施：为了减少不锈钢的腐蚀和腐蚀失效，可以采取一系列的腐蚀防护措施：1.选择合适的钢种：合适的不锈钢钢种具有较高的耐腐蚀性能，可以更好地抵御氯离子的侵蚀。
2.表面处理：通过表面处理提高不锈钢的表面质量，增强其耐腐蚀性能。
如机械抛光、喷砂、酸洗等。
3.添加合适的合金元素：添加合适的合金元素，如钼、铬等，可以提高不锈钢的抗氯离子腐蚀性能。
4.制备氧化膜：在不锈钢表面形成致密的氧化膜，可以防止氯离子的进一步渗透。
5.控制环境中氯离子的浓度：控制环境中氯离子的浓度，降低氯离子对不锈钢的侵蚀程度。
结论：氯离子对不锈钢的腐蚀和腐蚀失效是由于氯离子穿透氧化膜与金属基体发生化学反应，导致不锈钢的电子流失和腐蚀加速。
腐蚀失效包括晶界腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂和均匀腐蚀。
为了提高不锈钢的抗腐蚀性能，可以采取选择合适钢种、表面处理、添加合金元素、制备氧化膜和控制环境中氯离子浓度等腐蚀防护措施。
深入研究氯离子对不锈钢腐蚀的机理和腐蚀失效分析，对于提高不锈钢的抗腐蚀性能具有重要意义。
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1.2 本课题研究的主要内容·································································································· 11
第二章 腐蚀失效的微观机理分析······························································ 12
陈小年 304 不锈钢基于氯离子环境下点腐蚀失效机理的研究
Abstract
304 stainless steel(0Cr18Ni9) for the good mechanical property, corrosion, heat resistance advantages and good price has been widely used. But 304 stainless steel in the chloride ions environment is very sensitive, the results show that the presence of chloride ions in the environment is considered to be the one of the main reason of the local corrosion of 304 stainless steel .Research the mechanism of 304 stainless steel pitting corrosion in chloride ions environment. Observe metallographic microstructure of the areas near the pitting corrosion and far away from the pitting corrosion by the metallographic experiment; Determine Cr content of the sample by EDXRF, in order to prove chloride ion impact on the element Cr of 304 stainless steel. Finally, determine corrosion rate of specimens by piecewise experiment method to prove otherness for corrosion rate in different period of 304 stainless steel in chloride environment. Keywords: 304 stainless steel, pitting corrosion, chloride ion, corrosion rate, anti-corrosion
陈小年 304 不锈钢基于氯离子环境下点腐蚀失效机理的研究
304 不锈钢基于氯离子环境下点腐蚀 失效机理的研究
专
业：材料成型及控制工程
学
生：陈小年
指 导 教 师：陈荣发
完 成 日 期：2011.5.24
扬州大学机械工程学院
陈小年 304 不锈钢基于氯离子环境下点腐蚀失效机理的研究
中文摘要
304 不锈钢(0Cr18Ni9)以其良好的力学性能及耐热耐腐蚀性能，并以良好的 性价比得到了广泛的应用。但是 304 不锈钢对环境中氯离子的敏感性非常强烈， 研究结果表明：环境中氯离子的存在被认为是 304 不锈钢发生局部腐蚀的主要原 因之一，近年来，由于氯离子环境造成的不锈钢管点蚀导致液体泄漏的事件屡见 不鲜，因此对不锈钢由于氯离子造成的点蚀现象的研究显得十分有意义。本文基 于 304 不锈钢在氯离子影响下造成的点腐蚀的研究，通过金相实验来观察点蚀孔 附近及非点蚀孔附近的金相组织；并用 EDXRF 对试样的 Cr 含量进行测定，以 证实氯离子对 304 不锈钢中关键元素 Cr 的影响；最后用分段实验法对试样进行 腐蚀速率的测定，以得出 304 不锈钢在氯离子环境下不同时间段腐蚀速率的差异 性。并提出防止不锈钢氯离子腐蚀的措施。 关键词：304 不锈钢，点腐蚀，氯离子，腐蚀速率，防腐蚀
第三章 304 不锈钢管的点蚀实验研究························································· 18
3.1 不锈钢管的工作环境····································································································· 18 3.2 实验分析·························································································································18
2.1 点蚀·································································································································12 2.1.1 点蚀形成的因素···பைடு நூலகம்····························································································· 12 2.1.2 点蚀的萌生········································································································· 12 2.1.3 点蚀的生长(发展)机理····················································································· 13 2.1.4 点蚀的研究方法································································································· 13
第五章 结论···································································································· 29
2.2 晶间腐蚀·························································································································14 2.3 应力腐蚀开裂················································································································· 15
3.2.1 宏观检查············································································································· 18 3.2.2 金相分析············································································································· 19 3.2.3 EDXRF 分析·········································································································· 19 3.2.4 腐蚀速率的测定································································································· 20 3.3 实验结论·························································································································25
第四章 304 不锈钢防腐蚀措施······································································26
4.1 固溶热处理·····················································································································26 4.2 影响固溶热处理的因素································································································· 27 4.3 固溶热处理的原理········································································································· 27 4.4 不锈钢固溶热处理·········································································································· 28