氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀

第２７卷第９期工业水处理Ｖ０１．２７Ｎｏ．９２００７年９月Ｉｎｄｕｓｔｒ甜ＷａＬｅｒｎｅａｔⅡｌｅｎＬＳｅｐ．，加０７

氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀

鲍其鼐

（上海石化股份有限公司，上海２００５４０）

【摘要］综述ｒ有关氯离子对冷却水系统中不锈钢腐蚀研究的最新进展，涉及冷却水中氯离子引发小锈钢ｆＬ蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的机理，氯离子的限度，以及影响水中不锈钢腐蚀的其他因素。对如何应对冷却水中氯离子的负面效应提出ｒ见解。

［关键词］氧离，；冷却水；不锈钢腐蚀

［中图分类号］ＴＧｌ７；ＴＱ０８５＋４１２［文献标识码］Ａ［文章编号］１００５—８２９ｘ（２００７）０９一０００１—０６

ＴｈｅｒｅｌａｔｉＯｎｓｈｉＤｂｅｔｌ＾，ｅｅｎｃｈｌＯｒ＿ｄｅｉＯｎａｎｄｔｈｅｃＯｒｒＯｓｉＯｎＯｆｓｔａｉｎｌｅｓｓ

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奥氏不锈钢合金常用于电厂、炼厂、化工厂和造纸厂，在冷却水系统中酱遍使用的合金钢３０４和３１６更是性价比高的品种。奥氏不锈钢ｌ齄韧、可延展．最重要的是易加工和焊接。３０４又称１８／８，是世界上川得最多的不锈钢合金。当可用于制作管材、热交换器的壳和管、平板和框式交换器以及反应器的水夹套等。对管壳式换热器而言，冷却水可走管程，也可走壳程：可以呈水平．也可垂直放置。

然而，多年以来人们就已发现，用于冷却水系统中的３０４／３１６并非真正“不锈”．它们会被腐蚀、穿孔、断裂，这些现象又均与冷却水中的氯离子有关。这样，氯离子对冷却水系统中不锈钢的腐蚀就成为人们非常关心的问题。几十年来，由于机理尚不完全清楚，影响因素复杂，对于冷却水中可容忍的氯离子浓度是多少刁‘能避免不锈钢腐蚀还不能给出明确的答案，至今也还没有适用的国际标准。用户方面（特别是搞设备的）希望把氯离子的限制订得严一些．而水处理人员认为这显然不利于提高浓缩倍数与节水。争辩双方能出示的根据往往只是一屿设备公司或水处理公司自己制定的使用导则．尴尬的场面不时发生。

笔者综述了有关氯离子对冷却水系统中不锈钢腐蚀研究的最新进展，涉及冷却水中氯离子引发不锈钢孔蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的机理，氯离子的限度．以及影响水中不锈钢腐蚀的其他因素。同时．笔者也对直ｎ何应对冷却水中氯离了的负面效应提出了自己的看法。

１不锈钢在水中的腐蚀

１．１溶解氧电化学腐蚀

金属材料由于受到介质的作用而发生状态的变化，转变为新相，从而遭受破坏，称为腐蚀。介质对金属腐蚀可分为两类，物理作用与化学作用。化学作用又分为两种．即化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀指金属与接触物质直接发生化学反廊引起的腐蚀；电化学腐蚀指不纯的金属（或合金）接触电解质溶液时发生原电池反应所造成的腐蚀。钢铁在水中的腐蚀

　万方数据

专论与综述Ｊ．业水处理２００７一０９，２７（９）

就是电化学腐蚀：

阳极：Ｆｅ—｝Ｆｅ２＿＋２ｅ

阴极：１／２０２＋Ｈ２０＋２ｅ＿２０Ｈ

总反应式：

Ｆｅ＋１／２０２＋Ｈ２０斗Ｆｅ（０Ｈ）２

因为氧是阴极去极化剂，因此称此类反应为溶解氧电化学腐蚀。

很显然，在溶解氧饱和的冷却水中一般的碳钢必将发生这类均匀的微电池腐蚀，但只要能抑制阳极或者阴极反应，就能抑制电化学腐蚀的进行。不锈钢就是通过改变钢铁化学组成，使之在表面成膜，并抑制这类阴、阳极反应的进行。

１－２局部腐蚀

不锈钢合金之所以耐蚀，是因为有一层超薄的氧化铬薄膜，当含铬的质量分数大于１１％的钢碰到水时，这层膜瞬间就形成了。这层氧化膜成为钢和环境问的壁垒，能有效地钝化处于腐蚀介质中的金属表面。当环境有助于保持钝化时，不锈钢合金的腐蚀速率极低。除了特殊环境外，奥氏不锈钢不会发生均匀腐蚀。如果保护氧化物不稳定，或是钝化作用消失．膜遭到破坏时．不锈钢就将发生腐蚀。由于大阴极对小阳极的缘故，这类腐蚀是局部腐蚀，包括孔蚀、缝隙腐蚀、廊力腐蚀开裂（ｓｃｃ）等等。

在氧化条件下不锈钢的性能最好，水相中的氧则是保持不锈钢钝化的基础。当不锈钢表面比较清洁．而叉处于流水中时其耐蚀性最强。为保持不锈钢热交换器管的清洁，需要保持一定的水流速度，低于Ｏ．９－Ⅱ／ｓ的工况应予以避免。因为流速较低和在折流挡板及管板处较助产生沉积，用不锈钢制造的冷却水壳程换热器更易发生局部腐蚀。停车期间不流动的冷却水容易发生孔蚀和微生物引起的腐蚀（ＭＩｃ），这对于不锈钢设备的长周期运转是有害的。已有报道说．当水压试验后不锈钢系统中残留死水时会发生快速的ＭＩＣ。

２氯离子对冷却水系统中不锈钢的腐蚀

多年以来人们就已发现，冷却水系统中不锈钢的局部腐蚀与水中氯离子有关。国内冷却水工作者的共识是，氯离子不直接参与腐蚀，而氯化物的造酸倾向和它的游离酸的强酸性将促进缝隙腐蚀、孔蚀（垢下腐蚀）和不锈钢的应力腐蚀。

在电化学腐蚀过程中．Ｃｌ一向过剩正电衙区迁移集中：

Ｆｅ“＋２Ｃｌ一—｝ＦｅＣｌ，

２

ＦｅＣｌ，＋２Ｈ，０—，Ｆｅ（ＯＨ），＋２Ｈ＋＋２Ｃｒ

笔者认为．根据上述机理就断言氯离子不直接参与腐蚀似乎较为勉强。因为没有氯离子的参与，不锈钢的局部腐蚀（孔蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂）就不会发生。

２．１氯离子引发冷却水中不锈钢腐蚀的机理２．１．１孔蚀

冷却水系统中不锈钢ｆＬ蚀能使管子穿孔而几乎没有重量损失，因此很难监控。孔蚀产生的最常见原因是不锈钢与含氯离子水的接触。氯离子孔蚀的危害在于会在小锈钒表面下产生大的凹穴。低流速或“死水”通常会引起孔蚀．而很高的流速则能阻止腐蚀性物质沿表面的浓缩，并减缓孔蚀的趋势。

一旦凹穴被引发所：达到稳定的阶段．它将在不锈钢内连续扩展；由于穴内溶液的酸性比周围环境强得多，其中的金属就更易被腐蚀。在引发阶段，腐蚀产物会形成一个硬壳覆盖在凹穴上面，这个封闭区的大小是孔蚀持续的关键。凹穴里的正电荷密度很大，能通过电迁移吸引氯离子以保持穴内的电中性。由于金属氯化物的水解和ＨＣｌ的生成，即使水体近乎中性，不锈钢凹穴内的ｐＨ也能接近ｌ。因为是小阳极（凹穴）相对于大刚极（周围区域），腐蚀速率就可能很高。一般来说，３０４／３１６不锈钢的孔蚀倾向将随温度和氯离子浓度的升高而增加。

大多数不锈钢３０４／３１６凹穴引发于硫化锰（ＭｎＳ）包裹体。Ｍｎｓ是炼钢过程中不＿廿ｆ避免的辛‘染物。即使采用氩氧脱碳（ＡＯＤ）Ｔ艺，硫质量分数降至Ｏ．０１０％～Ｏ．０２０％也是如此。

虽然人们接受了３００系列不锈钢孔蚀起源于ＭｎＳ包裹体，但不清楚在什么情况下Ｍｎｓ包裹体会生成富硫的硬壳覆盖Ｊ：凹穴上面，『ｆ【ｉ这正是孔蚀的关键过程。近米研究人员使用了特殊的分析测试方法（纳米级离子质谱），确实证明ｒ孔蚀起始于Ｍｎｓ包裹体附近几百纳米狭窄的贫铬区，后者的铬质量分数可从１７％～１８％降至１２％一１４％。基ｆ这项研究．２００２年Ｍ．Ｐ．Ｒｖａｎ等１’提山了小锈钢孔蚀机理：（１）金属在熔融到同化期问ＭｎＳ包裹体及其周围不锈钢组分发牛了变化；（２）紧靠Ｍｎｓ包裹体的贫铬区发牛腐蚀形成ｒ一圈窄的沟槽（２００～４００ｎｍ宽），氯离子迁移进沟槽以维持电荷平衡；（３）ｍ于金属氯化物的水解使沟槽内的局部环境被酸化：（４）ＭｎＳ包裹体溶解在酸性环境里，含硫产物形成一个硬壳覆盖在先前的包裹体上，这就提供了一个封闭的环境，

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工业水处理２００７—０９，２７（９）

鲍其鼐：氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀对处于其中的钢基质是小稳定的；（５）持续的孔蚀接踵而来，如图１所示。

一

言硫钫硬盖。，７－ｚ

一－鞘一舀适

（ａ）以ｆｊｉ『的ｆＬ蚀引发模型：Ｍｎｓ包襄体的溶解１，形成含硫物性盖盖

住的封闭区２．从金属表面往ＦＨ膳成孔蚀３；

（ｈ）新的模型：Ｍｎｓ包裹体周制的贫铬区４，贫铬区｛释解引发孔蚀５，它造成了一个青氯离子的局部酸化环境，厉者使Ｍｎｓ包裹体溶解，弗形成含硫物硬盖盖住的封闭区

图ｌ不锈钢硫化锰包裹体处孔蚀诱发机理

这种模型的确立．就意味着在含氯离子的冷却水中，３０４／３１６不锈钢的孔蚀是不可避免的。当然，人们也寄希望于不锈钢冶炼工艺的进步。２．１．２缝隙腐蚀

缝隙腐蚀的机理与孔蚀十分相似，也是由于氯离子的迁移与氯化物的水解，在局部区域形成酸性环境，致使合会被破坏。当然，缝隙腐蚀也常与３０４／３１６不锈钢中的ＭＩｌＳ包裹体有关。由于缝隙客观存在．缝隙腐蚀就比孔蚀更为容易。缝隙腐蚀可在金属／金属或金属／非金属的连接处发生，诸如螺纹连接、铆接、栓接、垫片及垢下。缝隙的几何形状（宽度、深度）是一个重要的因素，通常缝隙腐蚀就出现在只有几ＬＬｍ宽的窄豁缝中。在冷却水系统中，不锈钢板式和框式换热器常发生缝隙腐蚀，阕为在垫片（金属月｝金属）和平板与平板（金属／金属）连接处可能形成许多缝隙。不锈钢换热器的缝隙腐蚀也常发生在沉积物和生物膜的下面。

总的来说，与孔蚀相比，缝隙腐蚀对氯离子的限

度将更为严格，因为更窄的缝隙使腐蚀产物的浓度更高，ｐＨ也就更低。２．１．３应力倩蚀开裂

对３００系列不锈铡而言，氯离子应力腐蚀开裂（ｓＣｃ）所要求的起始应力较低，所以呵以认为足够的应力总是存在的．不论是施加的应力、热循环产生的应力还是焊接形成的残余应力。除非进行退火，否则在存有残余应力的焊接区特别容易发生氯离子应力腐蚀开裂，．

氯离子常引起两种方式的不锈钢ＳＣＣ，即穿晶

ｓｃｃ和晶问ＳＣｃ．其中穿晶ｓｃｃ更常见。对穿晶ＳＣＣ而商‘温度是最重要的影响因素之一。温度较高时在较低的氯离子浓度下穿晶ｓｃｃ就可能发生。基于装置上使用不锈钢容器和管道的经验．穿晶ｓｃｃ几乎总在温度高于５５～６０℃时发生．在较低温度时也有可能发生，但不常见。发生晶问ＳＣＣ的主要原因据信是临近焊接处的敏化作用，它通常会在低于环境温度下发生。图２为３０４／３１６不锈钢ＳＣＣ与氯离子浓度和温度的关系“。

图２

３０４／３１６不锈钢ＳＣＣ与氯离子浓度和温度的关系

齐冬子…根据国内１３套大化肥１０年运行的数据．详细讨论了这个问题，也得出了３０４／３１６不锈钢

氯离子ｓｃｃ与温度密切相关的结论。

最令人感兴趣的问题还是氯离子的界限．是否能给出一个氯离子值或范围，低于它ｓｃｃ将不会发生，答案还是“没有”。２００２年Ｐ．Ｍｕｒａｋｅｄｈａｍｎ…声称，在通常的水环境巾，不锈钢３０４／３１６最大能抗衡

１０００

ｍ∥Ｌ氯离子而不发生ｓｃｃ。

氯离子ｓｃｃ也是一种局部腐蚀，整个过程分为

两个阶段，即引发阶段及扩展阶段。事实上奥氏不锈钢破裂的引发．更多地取决于局部的化学环境而不是应力集中。在引发过程中形成封闭的凹穴＋然后屉与孔蚀和缝隙腐蚀一样的氯离子富集和酸化。在大多数涉及氯离了与３００系列不锈钢接触的场合，ＳＣＣ是在孔蚀区引发的。

２．１．４微生物引起的腐蚀及其他

微生物引起的腐蚀（ＭＩｃ）涉及腐蚀过程中微生物的相互作ＪＬ｝』。冷却水系统中许多不锈钢的孔蚀和

缝隙腐蚀的实例与此有关。不锈钢表面上微生物的

积聚会改变它们的腐蚀性能并使合金在低氯离子冷却水中易发生孔蚀。在装置预运行及开车期间，由于

频频接触未处理的滞流或死水，不锈钢没备很易发生ＭＩｃ。就不锈钢设备而言，ＭＩｃ几乎占腐蚀破坏的

２０％．

３

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专论与综述工业水处理２００７一０９，２７（９）

３００系列不锈钢与ＭＩＣ相关腐蚀的通常形式是在焊接处或其附近发生孔蚀。一般有下列特征：（１）表面上有小孔并在表面下有大的空穴；（２）孔穴周围有锈蚀状沉积的同心环；（３）微红色堆积物盖住孔穴；（４）孔蚀更易发生于管子的底部。

ＭＩｃ同座生菌相关．后者靠多糖黏附于金属表面上形成生物膜。这是困微生物而生长在表面上的膜，其中单个细胞黏结在黏泥和无机物构成的基质中。典型的生物膜足细菌的混合种群，既有好氧菌也有厌氧菌，它们相互影响支持新陈代谢过程。虽然存有生物膜的金属表面可以不发生ＭＩＣ，但是没有生物膜的形成就不可能有ＭＩＣ。所以，防止ＭＩＣ的一项策略是监测和控制系统中的生物膜。

为了控制冷却水系统中不锈钢腐蚀．微生物控制是必须的．这包括日常的浮游与座生微生物的监测与控制。氧化性杀生剂与非氧化性杀生剂的结合使用仍是常用的有效方法。但必须注意，为了控制生物膜的生长，不能仅靠异养菌的监测，因为它只反映了浮游生物的情况．而生物膜与座生微生物的关系更为密切。

有关ＭＩＣ的机理报道很多。３０４／３１６不锈钢的ＭＩｃ通常与铁／锰氧化菌（铁细菌）、硫酸盐还原菌、硫化物氧化菌有关。铁细菌通过将Ｆｅ“氧化成Ｆｅ“释放能量，并生成酸性氯化铁。这类细菌能浓缩水中的铁和锰．生成无机沉积物．阻隔金属表面。硫酸盐还原菌（ｓＲＢ）产生硫化铁，氢去极化，有助于氯离子的攻击。硫化物氧化菌将硫化物氧化成硫酸。

近年来人们十分关注公用工程中不锈钢因锰的沉积和ＭＩＣ引起的孔蚀。有些人确信在北美最常见的ＭＩｃ涉及锰氧化菌．例如．早已发现有锰沉积物时换热器管子的腐蚀。锰的沉积物一般呈深棕色或黑色。

地表水和地下水中常存有低浓度的锰离子（１０。级），而许多微生物常会引起Ｍｎ０：的沉积，特别是金属氧化菌。锰与氯或其它卤素反应也会生成Ｍｎ０：。Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ研究了水中不同锰离子浓度对锰沉积的影响。指出，水中锰质量浓度小于ｌＯ斗ｇ／Ｌ时沉积可能性很小，在１０～５０汕∥Ｌ之间时如有锰氧化菌或使用了过量氧化性杀生剂就可能沉积。当锰质量浓度大于５０¨∥Ｌ时因生物和化学氧化而产生的沉积风险很大。

现在已经清楚为什么锰的沉积会促进３０４／３１６发生严重的孔蚀和缝隙腐蚀。一种机理是ＭｎＯ，沉

４积物与其下面的金属表面之间形成电偶，破坏了保护膜（与Ｍｎｓ包裹体类似），氯化物水解造成酸性环境并发生孔蚀。另一种稍有不同的说法是强氧化剂如氯或某种微生物可以将二价锰离子氧化成四价或七价的高锰酸盐．因为后者使开路电位高于孔蚀电位，这种局部的环境促进了氯离子的侵蚀性。

２．２冷却水中的氧离子限度

涉及冷却水系统中３０４／３１６不锈钢应用的一个最常见问题是．为了避免｝Ｌ蚀和缝隙腐蚀，可容忍的氯离予浓度是多少？几十年来．在文献中能见到一般的导则．但没有特别的推荐标准，各方提出的限度相差甚远，近期还无法统一。

美国钢铁研究院１９７４年的一篇论文建议．３０４在水中通常可接受高至１０００ｍｇ／Ｌ的氯离子，大于这个限度就应该用３１６。同时也报导，只要保持高度清洁，３０４可在数千ｍ异／Ｌ氯离子的水中使用。１９７９年ＩＮＣＯ表示，６０℃和ｐＨ４．Ｏ～６．Ｏ时，１００ｍ以的

氯离子对３０４和３１６均不会造成孔蚀；氯离子１０００ｍ玑时，３０４和３１６均有可能发生孔蚀但不常见。

ＴｕｔｈｉⅡ１９９０年报道．３０４只能在氯离子小于２００ｍ∥Ｌ时抵御缝隙腐蚀，而３１６的氯离子限度则可高达将近１０００ｍ以。ＤｉⅡｏｎ１９９５年给出的可接受的氯离子界限是３０４为２００～５００Ⅱｌ∥Ｌ，３１６为５００～３０００ｍ∥Ｌ。Ｒ．Ａ．ｗｈｉｔｅｌ９９８年报道，可避免孔蚀和缝隙腐蚀的氯离子临界质量浓度对３０４Ｌ是２００ｍ∥Ｌ而对３１６Ｌ是１０００ｍｇ／Ｌ；它给ｆ｛｛的条件是ｐＨ６—８，温度最高４９℃，余氯小于２ｍ∥Ｌ，水中无诱发腐蚀的细菌，无锰离子。

已经知道温度是氯离子诱发奥氏不锈钢孔蚀的一个重要冈素。１９９１年Ｒ．Ａ．ｗｈｉＬｅ等就提出了一个保守的推荐㈣，为在ｐＨ８．３的冷却水中使用的３００系列不锈钢建议了不同温度下避免孔蚀和缝隙腐蚀的氯离子限度，如表１。

有许多方法可用来评估各种不锈钢的耐氯离子局部腐蚀的能力。Ｒ．Ｆ．Ａ．Ｊａｒｇｅｈｕｓ—Ｐｅｔｔｅｒｓｓｏｎ１９９８年提出了用耐孔蚀当量数ＰＲＥ—Ｎ（ＰｉｔｔｉｎｇＲｅｓｉｓｔ卸ｃｅＥⅡｕｉｖａｌｅｎｔＮｕｍｂｅｒ）来表征合金中不同元素对耐氯离子孔蚀的影响…。

ＰＲＥ—Ｎ＝１％Ｃｒ＋３３％Ｍｏ＋１６％Ｎ

从这个公式可见，Ｍｏ对耐氯孔蚀的贡献大于ｃｒ的３倍。另一种评估各种不锈钢在古氯离子水中耐局部腐蚀的指标的是根据ＡｓＴＭＧ４８得出的临界孔蚀温度ＣＣＴ（ＣｒｉｔｉｃａｌＣｒｅｖｉｃｅＴｅｍｐｅｒａｔｌｌｒｅ）。

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工业水处理２００７一０９，２７（９）鲍其鼐：氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀

袁１推荐的不同温度和材质下的氯离子限度

ｍ∥Ｌ

Ｋｏｖａｃｈ和ＲｅｄⅡｌｏｎｄ评估ｒＣＣＴ、１）ＲＥ—Ｎ以及长期孔蚀试验的数据，建立了这些参数间的关联。图３是２００２年Ｄ．ｓ．Ｊａｎｉｋｏｗｓｋｉ【７３给出的有关这些参数问的改版的关系图，并推荐了相关的氯离子限度，３０４氯离子的最高限为１５０ｍｇ／Ｌ．而３１６接近４００ｍｇ／Ｌ。

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图３各种不锈钢ＣＣＴ、ＰＲＥ—Ｎ和氯离子限度的关系有关不锈钢应用时的氯离子浓度，某些行业有自己的非官方的限度。美国合成氨工业确定５００ｍ∥Ｌ氯离子是３１６不锈钢避免孔蚀和应力腐蚀开裂（ｓｃｃ）一个合理的限度：而美国许多炼油厂在冷却水氯离子质量浓度为５００～１０００ｍ∥Ｌ时几乎没有问题．当然这是水走管程可保持一定流速时的情况。根据国内实际经验，笔者认为．只要系统设计合理，化学处理的缓蚀、阻垢效果明显，微生物污垢得到控制．设备金属表面清洁，在有３０４／３１６的冷却水系统中５００～７００ｍ叽的氯离子是可以接受的。其中化肥、化工、炼油等可能因工艺介质泄漏造成微生物污垢的系统可严一些，电力等微生物问题较易控制的系统可宽一些。

上述情况表明，虽然近年来人们对冷却水系统中氯离子诱导不锈钢腐蚀做了大量工作．也取得了相当的进展，但还是无法确立可以避免冷却水中不锈钢局部腐蚀的氯离子限度标准。事实上这也可以理解，因为影响因素太多．无沧实验室还是现场均有可能得出一些片面的结果。设备用户为了安全要求把氯离子限制严一些，水处理人员为ｒ节水觉得没必要，一个不是“高科技”的问题就这么卡住了。

３正确对待氯离子的负面效应

综述了有关氯离子与冷却水系统中不锈钢腐蚀的研究进展后．笔者将自己的看法简述如下。

（１）关于限制冷却水中氯离子浓度。

氯离子不可避免地会引起冷却水中３０４／３１６这一类不锈钢的局部腐蚀，包括孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等等，这一点已确认无疑。通过限制氯离子浓度来解决这一问题是很合理的想法。但是，补水中的氯离子是自然界的客观存在。面对高氯离子浓度的补水．如果一定要限制冷却水中的氯离子浓度，只能花高价纯化补水．或者低浓缩运行造成水资源的浪费。因此，必须在环境、费用、效果之间作出综合平衡．限制冷却水中氯离子浓度不应是解决冷却水系统中不锈钢腐蚀的唯一对策。

（２）保持设备表面清洁与合适的水流速度和温度是控制不锈钢腐蚀的关键。

３００系列不锈钢之所以耐蚀，是因为有一层超薄的、肉眼实际上看不见的氧化铬薄膜。膜的破损是腐蚀的开始，保护这层膜是缓蚀的关键。当环境有助于保持钝化时．不锈钢合金发生局部腐蚀的可能性就大大降低。因此，必须采用合适的化学处理方案，解决好冷却水系统中的腐蚀、结垢和微生物问题，保持没备表面清洁以降低不锈钢合金局部腐蚀可能性。

同时，由于水相中的氧是保持不锈钢钝化的基础，当不锈钢表面比较清洁，而又处于流水中时其耐蚀性最强。所以，在工艺设计时应尽量避免采用慢流速而又易产生死角的不锈钢壳程换热器。保持设备表面清洁与合适的水流速度和温度是控制氯离子引发不锈钢局部腐蚀的重要关键。

（３）设备材料的选择与改进。

Ｅ．Ｒｏｂｅｒｔ等…指出．一般来说，近代的产品会优于过去的产品，但对３００系列不锈钢耐氯离子腐蚀却并非如此。这主要是起因于熔炼工艺的进步和生产厂商经济上的竞争。由于广泛使用氩氧脱碳

５

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专论与综述工业水处理２００７—０９，２７（９）

（ＡＯＤ），有助ｆ精确控制各种合金元素（Ｎｉ、ｃｒ、Ｍｏ、ｃ、Ｎ、ｓ），现在生产的３０４／３１６合衾所含的元素伉就非常接近ＡＳｌｌＭ所规定的低限（见表２）。例如，２０年前３０４含铬约１９％，３１６的钼含量接近２．６％。而现在的３０４铬刚过１８％，而３１６的钼已低ｒ２．１％。这屿年３０４的镍含量降低了近１％．３１６则降了超过２％的镍和１．Ｏ％～Ｏ．５％的铬。这些元素量的降低直接影响了３００系统不锈钢的耐蚀性。

表２不锈铜的组成（质量分数）％注：单一值丧示上限。

但在另一方面，人口Ｊ对耐蚀合金的研发从未停止。２５４一ＳＭ０（２０Ｃｒ＋１８Ｎｉ＋６Ｍｏ＋Ｏ．７Ｃｕ＋０．２Ｎ）等一系列耐海水腐蚀的奥氏体不锈钢已经投入应用。笔者认为．对于补充水氯离子高的系统，为了节水并保护环境．经综合平衡，在一些关键部位提高设备的材质也是可取的。

４结束语

Ｙ１）不锈钢合金依靠一层超薄的氧化铬薄膜抵御腐蚀．当冷却水中的材料冈贫铬、或其他因素引起氧化膜破裂时，｝Ｌ蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等局部腐蚀就开始了。

ｆ２）冷却水中氯离子的存在是不锈钢局部腐蚀的决定性因素。维持冷却水的一定流速（１—１．５ｒｎ／ｓ）和温度，消灭滞留（死水）区，控制微生物污垢和其他沉积，保持清洁的金属表面是减轻冷却水中氯离子引发不锈钢局部腐蚀的关键。

（３１由于影响因素众多，要确定冷却水系统中不发生不锈钢局部腐蚀的氯离子浓度标准是困难的。根据实际经验，笔者认为，只要系统设计合理，化学处理的缓蚀、阻垢效果明显，微生物污垢得到控制，设备金属表面清洁，在有３０４／３１６的冷却水系统中５００一７００ｍｇ／Ｌ的氯离子是可以接受的。

（４）在限制冷却水中氯离了浓度的同时，应该考虑工艺条件的改进，包括水温、流速以及设备材质的提高。近年来，人们已通过添加Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎ、Ｃｕ等元素制备了多种耐海水（耐卤素）腐蚀的不锈钢。对于补水氯离子高的系统，为了节水并保护环境，经综合

６平衡．在一些关键部位提高设备的制质也是可取的。

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［５１ｗｈｉｋＲＡ．ＥｈｍｋｃＥＦＭａｔｅｎａｌ８ｓｄｅｃｔｌｏｎｆｏｒＲｅ６ｎｅｎｅｓａｎｄＡｓ卅ｃｉａ【ｅｄＦａｃｌｌｌｔ斌［ｃ。“ＡｃＥ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，１９９ｌ：ｌ“

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［作者简介］鲍其鼐（１９４０一），１９６５年毕业于复月大学化学系，砸上．教授级高工，上海右化原科技开发公司总Ｔ程师，中

国化Ｔ学会理事兼丁业水处理专、ｌｐ委员会副主任。电

话：１３６０１７３１２７ｌ。Ｅ＿ｍａｌｌ：ｑｍｉｈａ０＠ｖｉｐｓｉｎａｃｏｌｕ。

［收稿日期］２００７一０３一０２

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方数据

氯离子与冷却水系统中不锈钢的腐蚀

作者：鲍其鼐， Bao Qinai

作者单位：上海石化股份有限公司,上海,200540

刊名：

工业水处理

英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT

年，卷(期)：2007，27(9)

引用次数：0次

参考文献(8条)

1.Ryan M P.William D E.Chater R J Why Stainless Steel Corrodes 2002(6873)

2.McIntyre D R Experience Survey,Stress Corrosion Cracking of Austenitic Stainless Steel in Water 1987

3.齐冬子敞开式循环冷却水系统的化学处理 2006

4.Muraleedharau P Metallurgical Influences on Stress Corrosion Cracking Corrosion of Austenitic Stainless Steels Mechanism,Mitigation and Monitoring 2002

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6.Jargelius-Pettersson R F A Application of the Pitting Resistance Equivalent Concept to Some Highly Alloyed Austenitic Stainless Stells 1998(2)

7.Janikowski D S Consideration in Selecting Stainless Steel for Heat Exchanger Application in Power Generatio 2002

8.Robert E.Hargrave P E Behavior of 300-Series Stainless Steel Heat Exchangers in Cooling Water Service 2004

相似文献(10条)

1.会议论文马欣金属在含氯离子水介质中的腐蚀行为2002

采用旋转挂片失重法、全浸失重法和电化学方法研究了20<'#>碳钢、18-8不锈钢和316L不锈钢在中碱性氯离子水溶液中的腐蚀行为,结果表明:有机磷酸盐/锌盐类缓蚀剂及复合剂对高浓度氯离子溶液中的20<'#>碳钢的腐蚀有抑制作用,但不能抑制不锈钢的孔蚀;钼酸钠加速不锈钢的孔蚀,十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等含有较长碳链的表面活性剂可提高不锈钢孔蚀的击穿电位,且与十二醇复配后具有协同缓蚀作用,且对抑制孔蚀的发生有效.

2.学位论文曲秀华304不锈钢在含氯离子循环冷却水中腐蚀敏感性的影响2008

本文采用动电位扫描法、交流阻抗技术、恒变形原位电化学测试及EDS能谱分析等方法研究了304不锈钢在含氯离子的模拟高硬度和低硬度工业循环冷却水环境中的局部腐蚀行为。应用动电位扫描技术，研究了304不锈钢在NaCl溶液，Na<,2>SO<,4>+NaCl溶液及低、高硬度模拟循环冷却水溶液中的腐蚀敏感性并通过动电位扫描和交流阻抗法及恒变形原位电化学测试等方法研究了温度、水处理剂及应力对不锈钢在循环冷却水中腐蚀敏感性的影响。为污水回用技术的应用和推广提供一定的参考依据。 研究结果表明：介质中如不含Cl<'->，则SO<,4><'2->对点蚀破裂电位E<,b>没有明显影响，如存在Cl<'->，SO<,4><'2->的存在能够明显抑制Cl<'->的吸附使304不锈钢腐蚀敏感性减小。相同Cl<'->浓度时，Cl<'->/SO<,4><'2->(质量比)越小

，304不锈钢的耐蚀性越强。304不锈钢在低硬度循环冷却水溶液中的E<,b>值比在高硬度循环冷却水中负，表明不锈钢在低硬度循环水中点腐蚀敏感性更大。RP-98H是复合型缓蚀剂其缓蚀效率达84.8％。304不锈钢在60℃含有RP-04L水处理剂的高硬度循环冷却水中静置48h的阻垢率为70.93％。动电位扫描和交流阻抗实验都表明应力的存在使不锈钢的腐蚀敏感性明显增大。随着温度的升高304不锈钢高、低硬度循环冷却水溶液中的点蚀敏感性均增加。

3.期刊论文余俊祥.曹志刚.YU Jun-Xiang.CAO Zhi-gang溴化锂主机冷却水水质问题分析-制冷空调与电力机械

2005,26(4)

对一例具体工程溴化锂主体铜管腐蚀的原因进行详细实验分析,发现冷却水中产生铜管点蚀的主要原因是冷却水中存在着Cl-离子,但腐蚀部位的Cl-含量却大大低于国家行业标准中控制含量,故在此文中提出质疑.

4.会议论文唐永明.杨文忠.俞斌钨酸盐在高氯离子溶液中的协同作用研究2000

采用极化曲线、旋转性挂片等方法研究了钨酸盐与有机磷酸、正磷酸盐和锌盐等缓蚀剂在低硬度、高氯离子的水质条件下的缓蚀作用。结果表明

，几种缓蚀剂之间具有良好的协同效应，其中锌盐是一种优良的阴极型缓蚀剂。

5.期刊论文黄强.张东明.康晓春.张宝文干冰膨胀烟丝生产线循环冷却水的水处理-烟草科技2008(7)

由于卷烟厂大多采用自来水作为循环冷却水源,随着水分的不断蒸发,水中碳酸氢盐浓度的增加,以及自来水中存在较高的氯离子,由此造成腐蚀与结垢现象,对干冰膨胀烟丝生产线设备产生许多不良影响:CO,高/低压压缩机排气压力、温度较高;贮罐压力超出设定值,而向大气中排放;冷凝器管壁大面积生锈,系统管道、换热器内存在黏泥等,从而影响设备的正常运行.为此采用化学水处理法,使用低氯离子的自来水作为冷却水源,在运行初期进行清洗预膜处理,日常投加阻垢缓蚀剂、杀菌灭藻剂.达到阻垢缓蚀的目的.改进后的干冰膨胀烟丝生产线循环冷却水系统运行效果良好,结垢、腐蚀等均控制在正常范围内.在日常运行中,通过动态监控水质,及时调整药剂量,定时清理,保证了循环水系统的正常安全运行.

6.期刊论文马欣.Ma Xin金属在含氯离子水介质中的腐蚀行为-石油化工腐蚀与防护2005,22(5)

采用旋转挂片失重法、全浸失重法和电化学方法研究了20号碳钢、18-8不锈钢和316L不锈钢在中碱性氯离子水溶液中的腐蚀行为.结果表明:有机膦酸盐/锌盐类缓蚀剂及其复合剂对高浓度氯离子溶液中的20号碳钢的腐蚀有抑制作用,但不能抑制不锈钢的孔蚀;钼酸钠加速不锈钢的孔蚀,十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠等含有较长碳链的表面活性剂可提高不锈钢孔蚀的击穿电位,且与十二醇复配后具有协同缓蚀作用,对抑制孔蚀的发生有效.

7.会议论文杨文忠.唐永明.俞斌.周本省钼(钨)酸盐在高氯离子溶液中的缓蚀作用研究2001

本文采用极化曲线、旋转挂片等方法研究了钼(钨)酸盐与有机磷酸、正磷酸盐和锌盐等在高氯离子的水质条件下对碳钢的缓蚀作用.结果表明,几种缓蚀剂之间具有良好的协同效应,其中锌盐的作用最为明显.

8.期刊论文徐文莉.梁磊.王艳明.XU Wen-li.LIANG Lei.WANG Yan-ming长江口水域氯离子浓度分布模型及预测模

型-水资源保护2008,24(3)

对长江口水域冷却水中氯离子浓度的样本数据进行统计分析,建立氯离子浓度分布的数学模型,氯离子浓度近似服从对数正态分布,并对比分析邻近水厂和电厂冷却水中的氯离子浓度,显示两者氯离子的浓度没有显著性差异,为预测全年水中氯离子的浓度提供依据,并给出最小样本容量的选取.

9.学位论文张慧鑫不锈钢凝汽器用水质稳定剂研究2007

在工业循环冷却水中，为了控制腐蚀、结垢及微生物黏泥等而必须添加水质稳定剂。相对成熟使用于铜管凝汽器的水质稳定剂，在国内有关不锈钢凝汽器的水质稳定剂研究较少，许多以不锈钢管替代铜合金管的凝汽器，运行后仍采用铜合金管凝汽器的水质稳定剂。另外，铜合金与不锈钢的耐蚀机理有所不同，吸附类的铜合金缓蚀剂(如BTA等)反而会加剧不锈钢的腐蚀。本文针对适用于不锈钢管凝汽器的水质稳定剂展开研究。 本文采用静态阻垢法筛选并评价了5种阻垢剂的阻垢性能，利用药剂之间的协同效应，将上述几种药剂进行复配。结果表明：低磷配方：PASP：HEDP：HPMA=1:1:1，最小使用浓度为3mg/L时，阻垢率可达90％以上。无磷配方PASP：HPMA=1:1:1，在药剂总量为8mg/L时，阻垢可达到94.20％。 本文选取5种缓蚀剂

，采用动电位极化曲线测其点蚀电位并评定其缓蚀效果。结果表明：在本文所使用药剂100mg/L以下浓度范围内，NaNO<,3>、NaNO<,2>、Na<,2>WO<,4>可以保护不锈钢不受侵蚀。锌盐作为阴极型缓蚀剂，它能在金属表面形成一层致密的氢氧化锌薄膜，由于这层薄膜的存在能阻止O<,2>通过，影响不锈钢表面自钝化膜的形成，从而影响不锈钢的耐腐蚀性能。 本文针对3种常用的杀生剂，评价其在电厂原水及4倍冷却水中对不锈钢耐蚀性能的影响。结果表明：次氯酸盐和新洁尔灭对不锈钢的侵蚀性均随着其在冷却水中浓度的提高及持续存在时间的增长而增大；而异噻唑啉酮对不锈钢腐蚀电位没有影响，是一种适用于不锈钢的杀生剂。 本实验用极化曲线测定冷却水原水中不锈钢的点蚀电位。表明：随着原水的浓缩不锈钢出现点蚀，且浓缩倍数越高，点蚀电位越低。水质分析显示：在冷却水浓缩过程中[Cl<'->]/[Ca<'2+>]比值逐渐增大，使冷却水对不锈钢的侵蚀性增强。在该水质条件下

，综合考虑不锈钢凝汽器用水质稳定剂的阻垢及缓蚀性能，分别得到五种复配配方药剂H-1，H-2，H-3，H-4，H-5。 将上述五种复合药剂进行动电位极化曲线测试，评定其对不锈钢耐蚀性能影响。结果显示：在含H-1药剂冷却水中，浓缩倍数≤4时，不锈钢不出现点蚀，水质分析显示此时[Cl<'->]/[Ca<'2+>]比值未变；继续浓缩时，[Cl<'->]/[Ca<'2+>]比值逐渐增大，同时不锈钢点蚀电位快速下降。冷却水中钙垢的沉积导致不锈钢的点蚀。在含H-2药剂时，不锈钢在浓缩倍数≤5时不出现点蚀，继续浓缩，点蚀电位下降。在含H-3，H-4，H-5药剂时，不锈钢在浓缩至6倍的冷却水中仍未点蚀

，说明这3种药剂的阻垢和缓蚀效果较好。从经济性角度选择H-1进行动态模拟，从模拟结果可知，不锈钢在冷却水浓缩至3.5-4倍时，其污垢热阻在

3.5×10<'-4>M<'2>℃/W左右保持稳定，且沉积物以软垢为主，动态模拟实验结果与实验室结果基本吻合。本文针对复合药剂可通过其阻垢性能抑制不锈钢点蚀这一特性，研究了复合药剂的相互作用机理。表明：复合药剂通过络合增溶作用增大溶液中钙离子浓度，从而防止碳酸钙垢的析出；并通过保持溶液中氯离子和缓蚀性含氧酸根离子浓度的比值相对稳定，从而防止不锈钢发生点蚀。通过SEM、XRD、IR等现代化分析手段测试了几种药剂对碳酸钙结晶过程的影响，发现：当碳酸钙晶体从过饱和溶液中析出时，复合药剂可以促使碳酸钙晶型发生转化，生成稳定态的六方方解石；另外，由于药剂的主要成分可以吸附在碳酸钙晶体的活性增长点上与Ca<'2+>螯合，抑制了晶格的定向成长，使晶格歪曲，部分吸附在晶体上的化合物，随着晶体增长被卷入晶格中，使CaCO<,3>晶格发生错位，在垢层中形成一些空洞，分子与分子之间的相互作用减小，从而使硬垢变软。

10.期刊论文周柏青.徐淑姣.刘霞.ZHOU Bai-qing.XU Shu-jiao.LIU Xia用△A监控循环冷却水水质存在问题初探

-热力发电2009,38(3)

工业循环冷却水水质监测中,普遍采用△A来监控结垢情况,但生产及试验中发现,常出现△A<0的数据,这会对判断和决策产生误导,给安全生产及经济运行带来隐患.对△A出现误差的原因进行了分析,认为是氯离子和碱度的测定误差对△A产生了影响.对此给出的解决方案为:(1)在实验室中采用重量法取代用氯离子浓度计算△A的方法;(2)在现场采用极限碳酸盐硬度法或安装在线污垢热阻监测仪来取代△A法.

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/4413817490.html,/Periodical_gyscl200709001.aspx

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氯离子腐蚀介绍

氯离子腐蚀研究 一：氯离子可破坏金属氧化膜保护层，形成点蚀或坑蚀。对奥氏体不锈钢会出现晶间腐蚀。 曾碰到过这种问题，最后结论是没有解决办法，用别的材料成本太高效果也不见得很好没考虑，所以就正常用16MnR然后考虑点腐蚀余量。 除了衬胶,衬塑也可以呀,如果是管线,当然最好的办法还是选用钛材,只是花钱多啊! 对氯离子腐蚀，可以采用双相不锈钢。 二：这个与氯离子的浓度有关系和操作温度有关。 通常可以用碳钢，不如纯碱的盐水工段有不少设备就采用碳钢材料。当然为了增加寿命可以采用内部涂漆、衬胶等。 有条件可以采用双相钢，钛材等。 而且钢材的抗拉强度不要太高，最便宜的还是内壁衬胶，也是一个不错的方法。我们的盐酸罐就是这种方法。 当然其温度压力也有要求。 脱硫行业中会用一些254SMO，Al6XN，SAF2507，1.4529等，不重要的地方也可以衬胶

我同意六楼的观点,我们买的泵基本上是2605 三：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） 管道中氯离子含量高是不是会对管道产生腐蚀，这个过程是怎样的是什么和什么发生反应？介绍的详细一点谢谢了 最佳答案 不一定是酸性才腐蚀，这种问题我以前碰到过——氯离子的应力腐蚀开裂，一般不锈钢对Cl离子比较敏感。建议用“不锈钢”、“ Cl离子”、“应力腐蚀”等关键词搜索获取更多资料，也可以寻找这方面的专著，讲述更清楚明白。譬如：

氯离子腐蚀及不锈钢知识(精.选)

氯离子对热力机组的腐蚀危害极大,其腐蚀表现形式主要是破坏金 属表面的钝化膜,进而向金属晶格里面渗透,引起金属表面性质的变化. 本文分析了氯离子对金属腐蚀的机理,并针对热力系统内部氯离子的来源,提出了相应的解决措施. 岭澳核电站循环水过滤系统316L不锈钢管道点腐蚀的理论分析 316L 抋o 简隆新1 ，时建华2 （1.中广核工程有限公司，广东深圳 518124； 2.大亚湾核电运营管理有限公司，广东深圳 518124） 简单介绍了循环水旋转滤网反冲洗系统及316L不锈钢管道的使用情况， 分析了316L不锈钢的抗腐蚀性。详细介绍了点腐蚀形成的机理和影响因素，分析了316L不锈钢点腐蚀的情况，提出了对反冲洗管道可采取的防 护措施。 316L不锈钢；管道；点腐蚀 : a 316L . 316L . , a . . : 316L ; ; 1 循环水旋转滤网反冲洗系统简介 循环水过滤系统()的主要设备是旋转海水滤网，在其运行中要不断 清除滤出的污物，通过反冲洗系统来实现。反冲洗的水源与主循环水一

样引自旋转滤网后的海水水室，后经两级泵加压和中间过滤输至旋转滤网的特定部位冲洗污物，设计流速2.3m。反冲洗海水管道设计采用公称直径150（壁厚 7.11）的316L不锈钢管。输送的海水含氯量为17g，摩尔浓度为0.48，为防止回路中海生物滋生，注入次氯酸钠溶液，使循环水入口次氯酸钠的质量分数控制在1×10-6。 2 316L不锈钢管道的使用情况 系统于2000-05-17完成安装交付调试，进行单体调试及系统试运。2001年4月，1号机组管道首次出现泄漏，泄漏部位位于管道竖直段与水平段弯头焊口处，泄漏点表现为穿透性孔，孔的直径很小，但肉眼可见，管道内壁腐蚀处呈扩展状褐色锈迹，判断为典型的不锈钢点腐蚀。当时的处理措施是切除泄漏的管段，更换同材质的新管段，并在新管段底部增加了一个疏水阀，目的是在管道停运期间排空管内积水以防止腐蚀的再次发生。但在2001年9月，1号机管道又发现漏点。2001年10月电厂决定将所有反冲洗管道更换为碳钢衬胶管道。改造后运行至今未发生泄漏。 3 316L不锈钢的抗腐蚀性分析 316L不锈钢属300系列合金奥氏体不锈钢，由于铬、镍含量高，是最耐腐蚀的不锈钢之一，并具有很好的机械性能。字母“L”表示低碳（碳含量被控制在0.03%以下），以避免在临界温度范围(430～900℃)内

氯离子对不锈钢的腐蚀

氯离子对不锈钢的腐蚀 问题描述：对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀，各种权威的书籍均有严格的要求，氯离子含量要小于25ppm，否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢，因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀，采取预防措施，延长使用寿命，或合理选材。 不锈钢的腐蚀失效分析： 1、应力腐蚀失：不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施：合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力：装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力，防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程：严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6 以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。 2、孔蚀失效及预防措施 小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解，结果在基底金属上生成孔径为20μm～30μm小蚀坑这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施：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。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。 3、点腐蚀：由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物，这些非金属化合物，在Cl 离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀，在闭塞电池的作用，坑外的Cl离子将向坑内迁移，而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中，加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好，Mo含量添加的越多，耐坑点腐蚀的性能越好。 4.缝隙腐蚀 缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样，是由于缝隙中存在闭塞电池的作用，导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙，以及换热管与管板孔的缝隙部位，缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系，一旦有了缝隙腐蚀环境，其诱导应力腐蚀的几率是很高的。 总结 1：几种不锈钢在含氯(Cl—)水溶液中的适用条件 一、板片材料的选用 （1）注：不含气体、PH值为7(即中性)、流动的含氯水溶液。 （2）奥氏体不锈钢对硫化物(SO2 、SO3)腐蚀有一定的抗力。但是，Ni含量越高，耐蚀性将降低（因生成低熔点NiS）,可能引起硫化物应力腐蚀开裂。硫化物应力腐蚀开 裂同材料的硬度有关，奥氏体不锈钢的硬度应≤HB228；Ni-Mo或Ni–Mo–Cr合金的 硬度不限；碳素钢的硬度应≤HB225； 3）必须注意板片材料与垫片或胶粘剂的相容性。例如，应避免将含氯的垫片或胶粘剂（如氯丁橡胶或以其为溶质的胶粘剂）与不锈钢板片组配,或者将氟橡胶、聚四氟乙烯（PTFE）垫片与钛板板片组配；

不锈钢特性及氯离子腐蚀

腐蚀与不锈钢 应力腐蚀 应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。 应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。 它的发生一般有以下四个特征： 一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。 二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。 三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。 四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分 应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂 晶间腐蚀 说明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。 晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

不锈钢的晶间腐蚀: 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C6等。但是由于铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（不含钛或铌的牌 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

氯离子对钢筋腐蚀

摘要 氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀最主要的原因之一，氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀，对腐蚀过程具有催化作用，然而只有混凝土中氯离子的浓度达到一定的临界值后，钢筋才会发生腐蚀。由于影响钢筋腐蚀的因素复杂众多，至今仍然难以确定统一的氯离子浓度临界值。这里本文将着重阐述钢筋腐蚀行为和氯离子的去钝化机理、混凝土中氯离子的来源和保护钢筋的措施及其研究进展。 关键词：钢筋，混凝土，钢筋腐蚀，氯离子 前言 钢筋在混凝土高碱性环境中的钝态条件被破坏，便会腐蚀。钢筋钝化膜破坏机理主要是混凝土的碳化物和氯化物侵入，这两种因素既影响混凝土孔隙液的pH值，又影响钢筋的电位值，因而直接影响钢筋的稳定性。 由于氯化物的侵蚀使钢筋混凝土构筑物发生破坏而造成重大损失的现象十分普遍。比如，北京西直门立交桥于1979年建成投入使用，不到20年其钢筋混凝土结构便被腐蚀得十分严重，不得不进行加固维护。引起西直门立交桥过早腐蚀破坏的原因是多方面的，但冬季经常向立交桥撒含氯化物除冰盐（如工业用盐）是最为重要的一个因素。台湾四面环海，许多钢筋混凝土构筑物受破坏以及不断发生的“海砂屋”事件，也是氯化物侵蚀所引起的。目前，中国大陆也存在“海砂屋”现象。 氯离子的侵蚀引起钢筋局部腐蚀是最有害的，对此，各国都予以高度重视。由于钢筋混凝土结构的复杂性和研究条件的差异，研究结果和结论并不完全一致，许多问题还有待深入研究。这里主要对国内外氯离子与钢筋腐蚀关系的研究进展和防止氯化物侵蚀的措施进行阐述。 1 钢筋腐蚀与氯离子去钝化机理 钢筋混凝土是多相、不均质的复杂体系，钢筋表面具有电化学不均匀性，存在着电位较负的阳极区和电位较正的阴极区；一般钢筋表面总处于混凝土孔隙液膜中，即钢筋表面阳极区和阴极区之间存在电解质溶液；由于混凝土的多孔性，其构筑物总是透气和透水的，即通常氧可以通过毛细孔道达到钢筋表面作为氧化剂接受钢筋发生腐蚀产生的自由电子。因此，钢筋表面存在活化状态，则可构成腐蚀电池，钢筋就会发生电化学腐蚀。但在正常情况下，钢筋在混凝土中不会发生腐蚀。这是因为钢筋表面在碱性混凝土孔隙液中生成钝化膜，发生阳极钝化阻止了钢筋的腐蚀。因此，长期保持混凝土固有的高碱性是保护钢筋不受腐蚀、保证钢筋混凝土构筑物耐久性的一条有效途径。但是，在氯离子侵蚀严重的情况下钢筋的腐蚀还是时有发生。 混凝土中钢筋的腐蚀是电化学腐蚀，但有其特殊性。钢筋腐蚀的先决条件是表面去钝化。通常认为其基本反应是在阳极区铁失去电子变为铁离子，导致铁的溶解。铁离子可进一步反应生成氢氧化物和氧化物，在阴极区进行氧的还原反应。由于腐蚀产生的多种形式的氢氧化物和氧化物的体积比铁原来本身的体积大好几倍，因此，可造成钢筋混凝土结构的局部应力集中而膨胀开裂，进一步促进了钢筋的腐蚀。 氯离子是极强的去钝化剂，关于氯离子的去钝化机理认识还不一致，有人认为是氯离子易渗入钝化膜，也有人认为是Cl-优先于氧和OH-被钢吸附。一般认为，在不均质的混凝土中氯离子能够破坏钢筋表面钝化膜，使钢筋发生局部腐蚀。在阳极区铁发生腐蚀生成铁离子，当钢筋／混凝土界面环境存在氯离子时，在腐蚀电池产生的电场作用下，氯离子不断向阳极区迁移

氯离子对不锈钢腐蚀原理

氯离子对不锈钢有多种腐蚀 1对钝化膜的破坏 目前有几种理论，比较权威： 1>成相膜理论：Cl-半径小，穿透能力强，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的化合物，使氧化膜的结构发生变化。 2>吸附理论：Cl-有很强的可被金属吸附的能力，优先被金属吸附，并从金属表面把氧排掉，氯离子和氧子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 2孔蚀（点蚀）孔蚀失效机理 在压力容器表面的局部地区,出现向深处腐蚀的小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀轻微,这种腐蚀形态称为小孔腐蚀(也称点蚀)。点蚀一般在静止的介质中容易发生。具有自钝化特性的金属在含有氯离子的介质中, 经常发生孔蚀。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,具有深挖的动力,即向深处自动加速。 含有氯离子的水溶液中,不锈钢表面的氧化膜便产生了溶解,其原因是由于氯离子能优先有选择地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物,结果在基底金属上生成孔径为20μm ～30μm小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。在外加阳极极化条件下,只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。在自然条件下的腐蚀,含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时,能促使蚀核长大成蚀孔。氧化剂能促进阳极极化过程,使金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位以上。蚀孔内的金属表面处于活化状态电位较负,蚀孔外的金属表面处于钝化状态,电位较正,于是孔内和孔外构成一个活态———钝态微电偶腐蚀电池,电池具有大阴极小阳极面积比结构,阳极电流密度很大,蚀孔加深很快,孔外金属表面同时受到阴极保护,可继续维持钝化状态。孔内主要发生阳极溶解: Fe →Fe2+ + 2e , Cr →Cr3 + + 3e , Ni →Ni2 + + 2e。 介质呈中性或弱碱性时,孔外的主要反应为: O2 + H2O + 2e →2OH-。 由于阴、阳两极彼此分离,二次腐蚀产物将在孔口形成,没有多大的保护作用。孔内介质相对于孔外介质呈滞流状态,溶解的金属阳离子不易往外扩,溶解氧也不易扩散进来。由于孔内金属阳离子浓度增加,氯离子迁入以维持电中性,这样就使孔内形成金属氯化物的浓溶液,这种浓溶液可使孔内金属表面继续维持活化状态。又由于氯化物水解的结果,孔内介质酸度增加,使阳极溶解加快,蚀孔进一步发展,孔口介质的pH值逐渐升高,水中的可溶性盐将转化为沉淀物,结果锈层、垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池。闭塞电池形成后 ,孔内、外物质交换更加困难,孔内金属氯化物更加浓缩,氯化物水解使介质酸度进一步增加,酸度的增加将使阳极溶解速度进一步加快,蚀孔的高速度深化,可把金属断面蚀穿。这种由闭塞电路引起的孔内酸化从而加速腐蚀的作用称为自催化酸化作用。影响孔蚀的因素很多,金属或合金的性质、表面状态,介质的性质、pH值、温度等都是影响孔蚀的主要因素。大多数的孔蚀都是在含有氯离子或氯化物的介质中发生的。有自钝化特性的金属孔蚀的敏感性较高,钝化能力越强,则敏感性越高。 奥氏体不锈钢最怕氯离子. 因为CL-能在奥氏体的晶间与不锈钢中的Cr,生成络化物在晶间上造成贫铬区使不锈钢在晶间率先发生腐蚀破坏这就是晶间腐蚀所以有cl-的场合不能用奥

钢筋锈蚀的机理

钢筋锈蚀的机理 公司内部编号：（GooD?TMMT?MMUT?UUPTY?UUYY?DTTI?钢筋锈蚀的机理

1前言 钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的耐久性和安全性影响极大。混凝土在多种因素作用下（如碳化、氯离子侵蚀等），钢筋因原先在碱性介质中生成的钝化膜被破坏而渐渐失去保护作用，导致钢筋锈蚀，生成的铁锈体积比被腐蚀掉的金属体积大3~4倍，使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂，而裂缝一旦产生，钢筋锈蚀速度大大加快，结构构件的承载力与可靠性劣化的速度大大加快，有的共至发展到钢筋锈断，危及结构的安全。 文献资料表明，钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏已成为世界各国普遍关注的一大灾害。美国标准局1975年的调查表明，混凝土中钢筋的腐蚀占全美各种腐蚀的40%：日本新干线使用不到10年，就出现大面积因钢筋腐蚀引起的混凝土开裂、剥蚀。在我国，大量采用钢筋混凝土结构已有儿十年历史，对于遭受恶劣环境条件的腐蚀作用影响，尤其是在20世纪五六十年代，由于要求早强或防冻在混凝土中掺加过量的氯盐的结构，耐久性破坏现象非常严重。长期以来，人们发现混凝土结构在复杂恶劣的环境下会出现未老先衰的现象，尤其是接连不断的工程事故，使学术界在血的教训面前深刻认识到研究和提高混凝土耐久性的现实意义。 笔者将对钢筋锈蚀机理、影响因素、腐蚀过程、锈后钢筋混凝土的力学性能及粘结性能等进行分析，提出钢筋锈蚀应采取的预防措施，提高混凝土的耐久性和结构的安全性，减少耐久性破坏造成的损失，将是一项具有重大实际意义和社会经济效益的研究课题。 2对钢筋锈蚀的分析 混凝土中钢筋锈蚀机理的研究 一一电化学反应过程

氯离子对不锈钢腐蚀的机理

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。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理 其中在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断 裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。 ②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶 液中才容易发生应力腐蚀。 ③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应力腐蚀裂纹的产生主要与氯离子的浓度和温度有关。 压力容器的应力来源: ①外载荷引起的容器外表面的拉应力。 ②压力容器在制造过程中产生的各种残余应力,如装配过程中产生的装配残余应力,制造过程中产生的焊接残余应力。在化工生产中,压力容器所接触的介质是多种多样的,很多介质中含有氯离子,在这些条件下,压力容器就发生应力腐蚀失效。铬镍不锈钢在含有氧的氯离子的水溶液中,首先在金属表面形成了一层氧化膜,它阻止了腐蚀的进行,使不锈钢钝化。由于压力容器本身的拉应力和保护膜增厚带来的附加应力,使局部地区的保护膜破裂,破裂处的基体金属直接暴露在腐蚀介质中,该处的电极电位比保护膜完整的部分低,形成了微电池的阳极,产生阳极溶解。因为阳极小、阴极大,所以阳极溶解速度很大,腐蚀到一定程度后,又形成新的保护膜,但在拉应力的作用下又可重新破坏,发生新的阳极溶解。在这种保护膜反复形成和反复破裂过程中,就会使某些局部地区的腐蚀加深,最后形成孔洞,而孔洞的存在又造成应力集中,更加速了孔洞表面的塑性变形和保护膜的破裂。这种拉应力与腐蚀介质的共同作用便形成了应力腐蚀裂纹。 2. 2 应力腐蚀失效的防护措施 控制应力腐蚀失效的方法,从内因入手,合理选材,从外因入手,控制应力、控制介质或控制电位等。实际情况 千变万化,可按实际情况具体使用。 （1）选用耐应力腐蚀材料 近年来发展了多种耐应力腐蚀的不锈钢,主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素

水泥中氯离子对钢筋的腐蚀

氯离子对钢筋腐蚀机理的影响 [摘要] 氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之一，氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀，对腐蚀过程具有催化作用。但只有混凝土中氯离子的浓度达到一定的临界值后，钢筋才会发生腐蚀。由于影响因素多，至今难以确定统一的氯离子浓度临界值。着重阐述了钢筋腐蚀行为和氯离子的去钝化机理、混凝土中氯离子的来源和保护钢筋的措施及其研究进 展。 [关键词] 钢筋混凝土；钢筋；腐蚀；氯离子 0 前言 钢筋在混凝土高碱性环境中的钝态条件被破坏，便被腐蚀。钢筋钝化膜破坏机理主要是混凝土的碳化和氯化物侵入，这两种因素既影响混凝土孔隙液的pH值，又影响钢筋的电位值，因而直接影响钢筋的稳定性。因氯化物的侵蚀引起钢筋混凝土构筑物破坏而造成重大损失的现象非常严重。北京西直门立交桥于1979年建成投入使用，不到20a钢筋混凝土的腐蚀已十分严重，不得不进行改建。引起西直门立交桥过早破坏的原因是多方面的，但长期在冬季向立交桥撒含氯化物除冰盐引起钢筋腐蚀使立交桥结构受到破坏是突出的因素。台湾四面环海，许多钢筋混凝土构筑物受破坏以及不断发生的“海砂屋”事件，也是氯化物侵蚀所引起的。目前，中国大陆也存在“海砂屋”现象。氯离子的侵蚀引起钢筋局部腐蚀是最有害的，对此，各国都给予了高度的重视。由于钢筋混凝土结构的复杂性和研究条件的差异，研究结果和结论并不完全一致，许多问题还有待深入研究。本工作主要对国内外氯离子与钢筋腐蚀系的研究进展和防止氯化物侵蚀的措施进行评述。 1 钢筋腐蚀与氯离子去钝化机理 钢筋混凝土是多相、不均质的特殊复杂体系，钢筋表面具有电化学不均匀性，存在着电位较负的阳极区和电位较正的阴极区；一般钢筋表面总处于混凝土孔隙液膜中，即钢筋表面阳极区和阴极区之间存在电解质溶液；由于混凝土的多孔性，

氯离子腐蚀介绍

氯离子腐蚀研究一：氯离子可破坏金属氧化膜保护层，形成点蚀或坑蚀。对奥氏体不锈钢会出现晶间腐蚀。 曾碰到过这种问题，最后结论是没有解决办法，用别的材料成本太高效果也不见得很好没考虑，所以就正常用16MnR然后考虑点腐蚀余量。 除了衬胶,衬塑也可以呀,如果是管线,当然最好的办法还是选用钛材,只是花钱多啊! 对氯离子腐蚀，可以采用双相不锈钢。 二：这个与氯离子的浓度有关系和操作温度有关。 通常可以用碳钢，不如纯碱的盐水工段有不少设备就采用碳钢材料。当然为了增加寿命可以采用内部涂漆、衬胶等。 有条件可以采用双相钢，钛材等。 而且钢材的抗拉强度不要太高，最便宜的还是内壁衬胶，也是一个不错的方法。我们的盐酸罐就是这种方法。 当然其温度压力也有要求。 脱硫行业中会用一些254SMO，Al6XN，SAF2507，等，不重要的地方也可以衬胶 我同意六楼的观点,我们买的泵基本上是2605

三：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） 管道中氯离子含量高是不是会对管道产生腐蚀，这个过程是怎样的 是什么和什么发生反应？介绍的详细一点谢谢了 最佳答案 不一定是酸性才腐蚀，这种问题我以前碰到过——氯离子的应力腐蚀开裂，一般不锈钢对Cl离子比较敏感。建议用“不锈钢”、“ Cl 离子”、 “应力腐蚀”等关键词搜索获取更多资料，也可以寻找这方面的专着，讲述更清楚明白。譬如：

氯离子对不锈钢腐蚀原理终审稿)

氯离子对不锈钢腐蚀原 理 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

氯离子对不锈钢有多种腐蚀? 1.对钝化膜的破坏? 目前有几种理论，比较权威： 成相膜理论：Cl-半径小，穿透能力强，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的化合物，使氧化膜的结构发生变化。 吸附理论：Cl-有很强的可被金属吸附的能力，优先被金属吸附，并从金属表面把氧排掉，氯离子和氧子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。 2.孔蚀（点蚀）孔蚀失效机理? 在压力容器表面的局部地区,出现向深处腐蚀的小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀轻微,这种腐蚀形态称为小孔腐蚀(也称点蚀)。点蚀一般在静止的介质中容易发生。具有自钝化特性的金属在含有氯离子的介质中,经常发生孔蚀。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,具有深挖的动力,即向深处自动加速。 含有氯离子的水溶液中,不锈钢表面的氧化膜便产生了溶解,其原因是由于氯离

子能优先有选择地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物,结果在基底金属上生成孔径为20μm?～30μm小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。在外加阳极极化条件下,只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。在自然条件下的腐蚀,含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时,能促使蚀核长大成蚀孔。氧化剂能促进阳极极化过程,使金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位以上。蚀孔内的金属表面处于活化状态电位较负,蚀孔外的金属表面处于钝化状态,电位较正,于是孔内和孔外构成一个活态———钝态微电偶腐蚀电池,电池具有大阴极小阳极面积比结构,阳极电流密度很大,蚀孔加深很快,孔外金属表面同时受到阴极保护,可继续维持钝化状态。孔内主要发生阳极溶解:Fe→Fe2++2e,Cr→Cr3++3e,Ni→Ni2++2e。 介质呈中性或弱碱性时,孔外的主要反应为:O2+H2O+2e→2OH-。 由于阴、阳两极彼此分离,二次腐蚀产物将在孔口形成,没有多大的保护作用。孔内介质相对于孔外介质呈滞流状态,溶解的金属阳离子不易往外扩,溶解氧也不易扩散进来。由于孔内金属阳离子浓度增加,氯离子迁入以维持电中性,这样就使孔内形成金属氯化物的浓溶液,这种浓溶液可使孔内金属表面继续维持活化状态。又由于氯化物水解的结果,孔内介质酸度增加,使阳极溶解加快,蚀孔进一步发展,孔口介质的pH值逐渐升高,水中的可溶性盐将转化为沉淀物,结果锈层、垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池。闭塞电池形成后,孔内、外物质交换更加困难,孔内金属氯化物更加浓缩,氯化物水解使介质酸度进一步增加,酸度的增加将使阳极溶解速度进一步加快,蚀孔的高速度深化,可把金属断面蚀穿。这种由闭塞电路引起的孔内酸化从而加速腐蚀的作用称为自催化酸化作用。影响孔蚀的因素很多,金属或合金的性质、表面状态,介质的性质、pH值、温度等

氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理

氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理 氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀主要使点蚀。 机理：氯离子容易吸附在钝化膜上，把氧原子挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性路氯化物，结果在露出来的机体金属上腐蚀了一个小坑。这些小坑被成为点蚀核。这些氯化物容易水解，使小坑能溶液PH值下降，使溶液成酸性，溶解了一部分氧化膜，造成多余的金属离子，为了平很腐蚀坑内的电中性，外部的Cl-离子不断向空内迁移，使空内金属又进一步水解。如此循环，奥氏体不锈钢不断的腐蚀，越来越快，并且向孔的深度方向发展，直至形成穿孔。 由于Cl离子是水中经常含有的物质，又是引起若干合金局部腐蚀的所谓“特性离子”(破钝剂)，它进入缝隙或蚀孔内还会与H+生成盐酸，使腐蚀加速进行。 氯离子被认为是304不锈钢发生局部腐蚀的主要原因之一，由于氯离子半径小，穿透钝化膜的能力强，其电负性又很大，氯离子的存在加速了304不锈钢的腐蚀。另外，应力的存在也加速了氯离子对304不锈钢的腐蚀，降低了304不锈钢抗氯离子应力腐蚀的临界浓度。 在氯离子存在的情况下，多发生的是孔蚀也叫点蚀，属于电化学腐蚀。点腐蚀多发生在上表面生成钝化膜的金属材料上或表面有阴极性镀层的金属上，当这些膜上某点发生破坏，破坏区下的金属基体与膜未破坏区形成活化—钝化腐蚀电池，钝化表面为阴极，而且面积比活化区大很多，腐蚀就向深处发展而形成小孔。 点腐蚀发生于有特殊离子的介质中，例如不锈钢对含有卤素离子的溶液特别敏感，其作用顺序为Cl—>Br>1—。这些阴离子在合金表面不均匀吸附导致膜的不均匀破坏。氯离子具有很强的穿透本领，容易穿透金属氧化层进入金属内部，破坏金属的钝态。同时，氯离子具有很小的水合能，容易被吸附在金属表面，取代保护金属的氧化层中的氧，使金属受到破坏。点腐蚀发生在某一临界电位以上，该电位称为点蚀电位(或击破电位)，用Eb表示。如把极化曲线回扫，又达到钝态电流所对应的电位Erb，称为再钝化电位(或叫保护电位)。大于此值，点蚀迅速发生、发展；在Eb～Erb之间，已发生的蚀孔继续发展。此种形态的腐蚀决定于阳极和阴极的面积比。若阳极的位置不随时间而变化，且阳极的面积远小于阴极，则阳极的电流密度（currentdensity注二）甚大，因此腐蚀速率较快而产生孔蚀，点蚀虽然失重不大，但由于阳极面积很小，所以腐蚀速率很快，严重时可造成设备穿孔，使大量的油、水、气泄漏，有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故，危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧，在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源。 氯化物应力腐蚀开裂简介 氯化物应力腐蚀开裂是一种十分常见的奥氏体钢炉管破裂形式。不同材质的奥氏体钢炉管发生开裂时介质中的氯化物浓度差别很大，一般在30ppm以上，但少数比较敏感的钢，如304钢可能几个ppm甚至更低的浓度就会腐蚀开裂。在某些情况下，虽然介质中氯化物浓度较低，但由于在某些不规则表面的局部浓缩，也会造成应力腐蚀开裂。在有溶解氧的情况下会加速腐蚀。大多数奥氏体钢应力腐蚀开裂均发生在75℃以上，低于50℃时，材料不发生应力腐蚀开裂。一般情况下，氯化物应力腐蚀开裂为穿晶开裂，但由于热处理不当使材料敏化或材料长期处于敏化温度工作时，也会发生沿晶开裂。

氯离子腐蚀混凝土中钢筋的腐蚀

氯离子腐蚀混凝土中钢筋的腐蚀-第1部分：加速和自然环境下的实验研究 土木与环境工程学院，威特沃特斯兰德大学，Johannesburg,南非 土木工程系，开普顿大学,Rondebosch,南非 摘要： 平行腐蚀试验已经进行了两年，露出210梁（120×130×长375毫米）的一半在实验室加速腐蚀（干湿循环）另一半在海洋潮湿区接受自然腐蚀。实验变量是裂缝宽度（0，初始裂缝，0.4、0.7毫米），覆盖面C（20，40毫米），粘结剂类型（PC、PC／矿渣，PC / FA）和水胶比（0.40，0.55）。结果表明，腐蚀速率（icorr）受以下方式实验变量的影响：腐蚀随裂缝宽度的增加而增加，并随着混凝土的质量和覆盖深度的增加而降低。研究结果还显示，混凝土在野外环境下的自然腐蚀的腐蚀性能不能推断出其在实验室加速腐蚀的性能。其他因素，如腐蚀进程也应考虑在内。 关键词： 腐蚀速率预测，氯离子侵蚀，加速腐蚀，自然腐蚀，腐蚀，混凝土裂痕 1 引言 钢筋锈蚀是温度、海洋和工业环境中钢筋混凝土结构的主要破坏机制之一。对于投资者和工程师来说，它已成为一个主要的耐久性问题。如果不减弱这种侵蚀性，它会加速钢筋混凝土结构的恶化，可能会导致一系列相关的严重后果，包括但不限于开裂和混凝土保护层剥落，钢筋截面面积损失，降解的钢-混凝土界面粘结，最终减少钢筋混凝土结构的使用寿命。另外在维护、修理或更换时，需要花费很高的费用，而且会对害公共安全有威胁。即使在钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要因素是二氧化碳入口（碳化引起的）或氯（氯离子引起的），后者是在钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要原因。值得注意的是，氯离子引起的腐蚀对所研究的结构造成的损害是比较大的，并在一个相对较短的时间内（在结构满足其目标服务寿命），有可能成为最终导致失败的因素（根据预先定义的极限状态）。 2、实验细节 2.1、实验变量和混合比例 平行腐蚀试验露出210束标本（120×130×375毫米）的一半进行加速实验室腐蚀（循环3天用5%的NaCl溶液润湿跟随开普敦4天空气干燥），另一半则被留在的海洋潮汐区自然腐蚀（表湾港）。使用五种不同的混凝土使我们的横梁的W / B比（0.40和0.55），和三种粘结剂（100% CEM I 42.5 N普通波特兰水泥（PC），50 / 50 / 70 / 30的矿渣微粉和PC的PC / FA）。0.55w/b比是不能用于电脑制作 标本。高产量强度直径为10毫米的钢筋嵌入在每个光束。在表1中给出了混凝土配合比的总结和选定的具体性能。其他实验变量包括盖深度（20和40毫米）和裂缝宽度（0，早期裂缝，0.4和0.7毫米）。早期裂缝是指由梁试样三点荷载引起的裂缝，然后卸载。虽然以前的研究已经表明，裂缝宽度≤0.3毫米容易自

氯离子腐蚀机理及防护

氯离子腐蚀机理及防护

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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。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。 ②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。

长泰蓝博不锈钢水箱水中氯离子对不锈钢水箱的三点腐蚀性

长泰蓝博不锈钢水箱水中氯离子对不锈钢水箱的三点腐蚀性 . 一般在常温常压下水中ＣＬ离子的含量在３００ＰＰＭ对不锈钢水箱是不会有太大的影响，但在一定的压力条件下就不行了，比如不锈钢设备试压ＣＬ离子的含量必须控制以２５ＰＰＭ以下。另外根据《生活饮用水卫生标准GB5749-2006》对游离氯的规定为4mg/L 即4ＰＰＭ，所以此影响可以忽略。 1、对钝化膜的破坏 目前有几种理论，比较权威： 1>成相膜理论：Cl-半径小，穿透能力强，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的化合物，使氧化膜的结构发生变化。 2>吸附理论：Cl-有很强的可被金属吸附的能力，优先被金属吸附，并从金属表面把氧排掉，氯离子和氧离子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 2、孔蚀（点蚀）孔蚀失效机理 在压力容器表面的局部地区,出现向深处腐蚀的小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀轻微,这种腐蚀形态称为小孔腐蚀(也称点蚀) 。点蚀一般在静止的介质中容易发生。具有自钝化特性的金属在含有氯离子的介质中,经常发生孔蚀。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,具有深挖的动力,即向深处自动加速。含有氯离子的水溶液中,不锈钢表面的氧化膜便产生了溶解,其原因是由于氯离子能优先有选择地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物,结果在基底金属上生成孔径为20μm～30μm 小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。在外加阳极极化条件下,只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。在自然条件下的腐蚀,含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时,能促使蚀核长大成蚀孔。氧化剂能促进阳极极化过程,使金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位以上。蚀孔内的金属表面处于活化状态,电位较负,蚀孔外的金属表面处于钝化状态,电位较正,于是孔内和孔外构成一个活态———钝态微电偶腐蚀电池,电池具有大阴极小阳极面积比结构,阳极电流密度很大,蚀孔加深很快,孔外金属表面同时受到阴极保护,可继续维持钝化状态。 由于阴、阳两极彼此分离,二次腐蚀产物将在孔口形成,没有多大的保护作用。孔内介质相对于孔外介质呈滞流状态,溶解的金属阳离子不易往外扩散,溶解氧也不易扩散进来。由于孔内金属阳离子浓度增加,氯离子迁入以维持电中性,这样就使孔内形成金属氯化物的浓溶液,这种浓溶液可使孔内金属表面继续维持活化状态。又由于氯化物水解的结果,孔内介质酸度增加,使阳极溶解加快,蚀孔进一步发展,孔口介质的pH值逐渐升高,水中的可溶性盐将转化为沉淀物,结果锈层、垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池。闭塞电池形成后,孔内、外物质交换更加困难,使孔内金属氯化物更加浓缩,氯化物水解使介质酸度进一步增加,酸度的增

氯离子问题

氯离子问题 很多材料像不锈钢、铝之类的，它们能耐腐蚀全靠钝化膜，只要氯离子和这些材料直接接触就会产生腐蚀。 因为处于钝态的金属仍有一定的反应能力，即钝化膜的溶解和修复（再钝化）处于动平衡状态。当介质中含有活性阴离子（常见的如氯离子）时，平衡便受到破坏，溶解占优势。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔径多在20～30μm），这些小蚀坑称为 孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。氯离子的存在对金属的钝态起到直接的破坏作用。 氯离子是怎么腐蚀管道的？ 悬赏分：0 - 解决时间：2006-9-10 19:08 管道中氯离子含量高是不是会对管道产生腐蚀，这个过程是怎样的是什么和什么发生反应？介绍的详细一点谢谢了 提问者：flybywind - 举人四级最佳答案 不一定是酸性才腐蚀，这种问题我以前碰到过——氯离子的应力腐蚀开裂，一般不锈钢对Cl离子比较敏感。建议用“不锈钢”、“ Cl离子”、“应力腐蚀”等关键词搜索获取更多资料，也可以寻找这方面的专著，讲述更清楚明白。譬如： 《不锈钢应力腐蚀事故分析与耐应力腐蚀不锈钢》陆世英王欣增等著1985年9月第1版 《应力腐蚀破裂》左景伊著1985年 《钢的应力腐蚀开裂》作者:[苏]И.И.瓦西连科Р.К.麦列霍夫1983年 《金属的应力腐蚀断裂（上）》 《金属的应力腐蚀断裂（下）》 在用奥氏体不锈钢制造的压力容器中，如果有氯化物溶液存在，会产生应力腐蚀。这是由于溶液中的氯离子使不锈钢表面的钝化膜受到破坏，在拉伸应力的作用下，钝化膜被破坏的区域就会产生裂纹，成为腐蚀电池的阳极区，连续不断的电化学腐蚀最终可能导致金属的断裂。这种腐蚀与氯离子的浓度关系不大，即使是微量的氯离子，也可能产生应力腐蚀。 ++++++++++++++++++++++++++ 应力腐蚀 应力腐蚀(或称应力腐蚀开裂)是指金属在特定腐蚀介质和一定水平拉应力的同时作用发生的脆性开裂。 应力腐蚀必须要三个条件同时具备，即一定水平的拉应力，特定的腐蚀介质以及对该腐蚀介质具有应力腐蚀敏感的钢材。 炉管在内压以及热应力、焊接残余应力等的作用下，会具备一定水平的拉应力条件。多数钢材都在氯离子及氢氧根离子环境中会发生应力腐蚀，例如奥氏体不锈钢在氯离子环境中很容易产生应力腐蚀，遭到应力腐蚀破裂的炉管一般不出现明显的塑性变形迹象，且一般呈穿晶断裂。防止应力腐蚀应从应力、介质及材料三方面考虑。应尽量消除焊接残余应力，防止热应力的叠加，降低拉应力水平。应尽量降低应力腐蚀介质的浓度，在氯离子浓度很难消除的情况下，应从材料方面考虑，例如采用高镍合金钢(如因康镍合金)或用其作为防护层，可降低应力腐蚀的敏感性。 ======================= 不锈钢的腐蚀类型