不銹鋼的耐蝕機理介紹

不銹鋼水管(薄壁不銹鋼管)為什么耐腐蝕?這得從不銹鋼的不銹特性談起.
不銹鋼的不銹特性是由于鋼板表面特殊的鈍化保護膜，首先簡單介紹一下不銹鋼的耐蝕機理，即鈍化膜理論。
所謂鈍化膜就是在不銹鋼表面有一層以Cr2O3為主的薄膜。由于這個薄膜的存在使不銹鋼基體在各種介質中腐蝕受阻，這種現(xiàn)象稱為鈍化。這種鈍化膜的形成有兩種情況，一種是不銹鋼本身就有自鈍化的能力，這種自鈍化能力隨鉻含量的提高而加快。另一種較廣泛的形成條件是不銹鋼在各種水溶液（電解質）中，在被腐蝕的過程中形成鈍化膜而使腐蝕受阻。
為了更好的推廣使用不銹鋼,冶金學家一直在研究進一步改善不銹鋼耐腐蝕的能力,這就要研究不銹鋼的腐蝕類型.
一般不銹鋼的腐蝕類型分為兩類：均勻腐蝕、局部腐蝕.

1、均勻腐蝕

均勻腐蝕是指裸露在腐蝕環(huán)境的金屬表面全部發(fā)生電化學或化學反應，均勻受到腐蝕。這種腐蝕也可以測量其進行速度，也可以預測以后的腐蝕程度，設定安全系數(shù)，設定材料的使用期，所以它是眾多腐蝕種類中較不危險的腐蝕，通常均勻腐蝕的腐蝕程度按照重量、厚度減少的多少來衡量。除了特殊環(huán)境以外，不銹鋼的均勻腐蝕的速度很低，使用壽命長，維護費用低。
表7-1不銹鋼耐蝕性的十級標準

如果在使用過程中要求保持鏡面或尺寸精密的設備應選用1-3級的不銹鋼；要求長期不漏或要求使用年限的設備，應選用2-5級；對于檢修方便或壽命不需很長的設備可選用4-7級的不銹鋼。對于年腐蝕率很過1mm的一般不選用。

2、局部腐蝕

局部腐蝕是指在腐蝕介質的作用下，鋼的基體在特定的部位被快速腐蝕的一種腐蝕形式。這種腐蝕對設備的威脅很大，因此必須根據(jù)介質條件正確地選用不銹鋼。局部腐蝕主要類型有：晶間腐蝕、點蝕、應力腐蝕、銹蝕等。
● 晶間腐蝕
晶間腐蝕多發(fā)生在中等濃度硫酸、高濃度硝酸和有機酸等酸性介質中發(fā)生。腐蝕形式是不銹鋼基體的晶粒邊界受到加速腐蝕。產生這種腐蝕的原因是晶界處貧鉻造成的。
為了防止晶界貧鉻提高抗晶間腐蝕能力，主要有兩個辦法：一是降低鋼中的碳含量≤0.03%的很低碳不銹鋼；二是向鋼中添加鈦或鈮。
● 點蝕
點蝕是一種很危險的局部腐蝕，多發(fā)生在含有氯、溴、碘等水溶液中，產生小孔然后急劇進行腐蝕的現(xiàn)象，嚴重時會穿透鋼板， 一般不能以重量減少多少來評價其腐蝕程度。
提高耐點蝕能力的措施主要有兩方面，一是提高局部的耐點蝕能力，減少鋼中的夾雜物，特別是硫含量；二是鋼的基體抗點蝕能力，影響基體耐蝕性的合金元素主要是鉻、鉬、氮三個元素。
● 縫隙腐蝕
產生縫隙腐蝕的主要原因是設備內有縫隙，例如鉚接、墊片或者設備內有死角等原因，介質在這些地方由于不流動，所以氯離子濃縮而加快腐蝕。
為了防止發(fā)生縫隙腐蝕，首先應盡量避免有縫隙的設計，或使縫隙敞開；其次提高耐縫隙腐蝕的能力，其中合金元素的影響與點蝕相同。
● 應力腐蝕
應力腐蝕的外貌是沿設備厚度的垂直方向呈樹枝狀的腐蝕，使設備開裂。產生應力腐蝕的條件除介質條件外，與設備在制造過程產生拉伸應力有直接關系。發(fā)生這種腐蝕的主要設備有熱交換器、冷卻器、蒸汽發(fā)生器、送風機、干燥機和鍋爐等。
提高不銹鋼耐應力腐蝕的措施：一是提高耐應力腐蝕指標△Ni；二是對設備進行消除殘余應力的熱處理。
小結:生產不銹鋼水管的SUS 304 材料在大氣和水介質中基本不腐蝕, 腐蝕率＜0.001 mm/年,可以在大氣和水介質中長期使用.