一、現象
腐蝕發生在不銹鋼管與介質環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),多出現在酸和熱堿介質環境中。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定以及鈍化膜受到破壞又不能及時修復;在實際工程應用時,在許多電解質腐蝕環境中,不銹鋼管即使處于鈍態,也常常會以不同速度(有時甚至非常緩慢)進行溶解;最后,由于不銹鋼制設備、構件、容器等厚度(或截面)的逐步減薄而失效。
三、防止措施
根據腐蝕介質的種類、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準。選擇哪一級來滿足設備、構件耐腐蝕的要求,除壽命長短外,設備、構件的特點(厚、薄、大或小)和對所生產的產品的質量(雜質、純度、顏色等)的要求也要考慮在內。例如,對使用過程中,要求保持設備、構件光潔鏡面或尺寸精密的以及對產品的雜質、純度、顏色有特殊要求的用途,一般要選1~3級標準;而對要求不高,檢修方便或壽命要求不是很長的設備、構件,則可選用4~6級標準。但是,在正常情況下,大于6級標準是不選用的。
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條件下的腐蝕速率來進行評價的。在該介質中,不銹鋼管的腐蝕速率在使用所允許的范圍內,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中的試驗數據可供利用,加之還有大量使用不銹鋼的工程實踐經驗,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,在實際應用中,由于事前了解了所選用的不銹鋼在該介質中的耐蝕性,即腐蝕速率,就掌握了在合理使用的條件下不銹鋼設備的使用壽命。
不銹鋼產生全面腐蝕的介質環境很多,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的試驗結果。
在實際硝酸生產中,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型不銹鋼時出現濃度大于67%的更濃硝酸;或者在使用高硅不銹鋼時,出現濃度小于85%的較稀的HNO3。正確選擇和合理使用相結合,一定會獲得滿意的使用結果。