1、什么是不銹鋼點腐蝕?點蝕的機理?點蝕發(fā)生的條件?點腐蝕的影響?防止點腐蝕的措施?
材料腐蝕按腐蝕形態(tài)可分為全面腐蝕和局部腐蝕,其中全面腐蝕包括均勻腐蝕和不均勻腐蝕;局部腐蝕包括點蝕、縫隙腐蝕及絲狀腐蝕、電偶腐蝕、晶間腐蝕和選擇性腐蝕等。
局部腐蝕具有下列特征:1)腐蝕的發(fā)生在金屬的某一特定部位;2)陽極區(qū)和陰極區(qū)可以截然分開,其位置可以用肉眼或微觀觀察加以區(qū)分;3)同時次生腐蝕產(chǎn)物又可在陰、陽極交界的第三地點形成。
金屬材料在某些環(huán)境介質(zhì)中,經(jīng)過一定的時間后,大部分表面不發(fā)生席蝕或腐蝕很輕微,但在表面的微小區(qū)城內(nèi),出現(xiàn)蝕孔或麻點,且隨著時間的推移,蝕孔不斷向縱深方向發(fā)展,形成小孔狀腐蝕坑。這種現(xiàn)象稱為點腐蝕,亦稱為點蝕、小孔腐蝕、孔蝕。
點蝕是一種腐蝕集中在金屬表面的很小范圍內(nèi),并深入到金屬內(nèi)部的小孔狀腐蝕形態(tài),蝕孔直徑小、深度深,其余地方不腐蝕或腐蝕很輕微。點蝕通常發(fā)生在易鈍化金屬或合金中, 同時往往在有侵蝕性陰離子與氧化劑共存條件下。點蝕的斷面形貌有窄深形、橢圓形、寬淺形、皮下形、底切形、水平形與垂直形。
點蝕表面形貌和示意圖
點蝕發(fā)生的條件是滿足材料、介質(zhì)和電化學三個方面的條件:1)點蝕多發(fā)生在容易鈍化的金屬材料上或表面有陰極性鍍層的金屬上;2)點蝕發(fā)生于有特殊離子的腐蝕介質(zhì)中;3)點蝕發(fā)生在特定臨界電位(點蝕電位或破裂電位)以上。
點蝕的機理:
第一階段---蝕孔成核(發(fā)生);鈍化膜破壞理論和吸附理論
第二階段---蝕孔生長(發(fā)展);以“閉塞電池”的形成為基礎(chǔ),并進而形成“活化-鈍化腐蝕電池”的自催化理論
點腐蝕的影響有:
1)點蝕導致金屬的失重非常小,由于陽極面積很小,局部腐蝕速度很快,常使設(shè)備和管壁穿孔,從而導致突發(fā)事故。
2)對點蝕的檢查比較困難,因為蝕孔尺寸很小,而且經(jīng)常被腐蝕產(chǎn)物遮蓋,因而定量測量和比較點蝕的程度也很困難
3)點蝕能夠加劇其他類型的局部腐蝕, 如品同腐蝕, 應力腐蝕開裂腐蝕疲勞等。
4)點蝕是破壞性和隱患性最大的腐蝕形態(tài)之一
點腐蝕的防止措施:
1)改善介質(zhì)條件--降低CI-含量,減少氧化劑(如除氧和Fe3+、Cu2+),降低溫度,提高pH,使用緩蝕劑。
2)選用耐點蝕的合金材料--近年來發(fā)展了很多含有高含量Cr、Mo,及含N、低C (<0.03%)的奧氏體不銹鋼。雙相鋼和高純鐵素體不銹鋼抗點蝕性能良好。Ti和Ti合金具有最好的耐點蝕性能。
3)對材料表面進行鈍化處理,提高其鈍態(tài)穩(wěn)定性
4)陰極保護--使電位低于Eb,最好低于Ep,使不銹鋼處于穩(wěn)定鈍化區(qū)。這稱為鈍化型陰極保護,應用時要特別注意嚴格控制電位。
2、不銹鋼點腐蝕測試相關(guān)標準有哪些?
ASTM G48-2011 用氯化鐵溶液測定不銹鋼和相關(guān)合金點狀腐蝕和隙間腐蝕的試驗方法
GB/T 17897-2016 金屬和合金的腐蝕 不銹鋼三氯化鐵點腐蝕試驗方法
JIS G0578-2000 不銹鋼的氯化鐵腐蝕試驗方法
GB/T 18590-2001 金屬和合金的腐蝕 點蝕評定方法
3、不銹鋼點腐蝕試驗要點
ASTM G48-2011用氯化鐵溶液測定不銹鋼和相關(guān)合金點狀腐蝕和隙間腐蝕的試驗方法
1)方法A是點腐蝕測試,方法B是縫隙腐蝕測試,方法C,D,E,F都是臨界點腐蝕/縫隙腐蝕溫度測試
2)試樣要求:一般加工成50mm*25mm*(3-4mm),平行樣一般是2-3個
3)試驗溶液:100gFeCl36H2O+900mLH2O
4)測試溫度:推薦22℃±2℃或50±2℃,
5)測試腐蝕時間:推薦72h
6)結(jié)果表現(xiàn)形式:
單位面積失重,X=(m前-m后)/S總,一般要求X不大于0.0001g/cm2
最大點腐蝕深度,平均點腐蝕深度,點腐蝕面密度,縫隙腐蝕深度等
1)在表面鈍化膜薄弱區(qū)(表面缺陷處,夾雜物,機械加工,沉淀化合物處)先形成孔蝕核。
2)孔蝕核活化區(qū)金屬和鈍化膜構(gòu)成原電池腐蝕,加深孔深,直至穿孔。
GB/T 17897-2016 金屬和合金的腐蝕 不銹鋼三氯化鐵點腐蝕試驗方法
1)試驗溶液:方法A 6%三氯化鐵溶液、方法B 6%三氯化鐵鹽酸溶液
2)試樣要求:試驗總面積在10cm2以上,參考尺寸(30mm~50mm)*(20mm~30mm)*(實際厚度~5mm)
3)試驗方法:
方法A。用符合HG/T 3474規(guī)定的分析純?nèi)趸F(FeCl3?6H2O)100g溶于900mL蒸餾水或
去離子水中,配制成6%FeCl3溶液。試驗溫度為22℃士1℃或50℃土1℃,連續(xù)試驗72h。
方法B。把符合GB/T 622規(guī)定的優(yōu)級純鹽酸和蒸餾水或去離子水配置成0.05 mol/L(即稀釋約245倍)的鹽酸溶液,把符合HG/T 3474規(guī)定的分析純?nèi)趸F((FeCl3?6H2O)100 g溶于900 mL 0.05 mol/L鹽酸溶液中,配制成0.16%HCl+6%FeCl3溶液。試驗溫度為35℃士1℃或50℃士1℃,連續(xù)試驗24h。
4)測試溫度:A法,22℃士1℃或50℃土1℃;B法,35℃士1℃或50℃士1℃
5)腐蝕時間:A法,72h;B法,24h
6)結(jié)果評定:單位面積、單位時間的失重表示,單位是g/(m2?h)
腐蝕率的計算公式如下:
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