當管材處于雜散電流或酸堿鹽腐蝕環(huán)境中時(shí),材料本身自鈍化的速度低于被腐蝕的速度時(shí),隨著(zhù)時(shí)間的作用,便出現材料被破壞的現象。
二. 不銹鋼腐蝕的類(lèi)型、發(fā)生原因和處理方法
2.1 表面腐蝕:
2.1.1 主要特點(diǎn):不銹鋼裸露表面發(fā)生大面積的較為均勻的腐蝕,雖降低產(chǎn)品受力有效面積及其使用壽命,但比局部腐蝕的危害性小。
2.1.2 常見(jiàn)發(fā)生原因:
(1) 鉅恒源不銹鋼表面有其他金屬元素(如鐵質(zhì)材料)的粉塵或顆粒附著(zhù),在潮濕的空氣中,附著(zhù)物與不銹鋼間的冷凝水,將二者連成一個(gè)微電池,引發(fā)電化學(xué)腐蝕;
(2) 不銹鋼表面粘附含有酸、堿、鹽類(lèi)物質(zhì)(如裝修墻壁的堿水、石灰水、其它裝修材料、有機物汁液或使用有害介質(zhì)的薄膜和材料包裹),長(cháng)時(shí)間形成金屬表面的腐蝕;
(3) 在有污染的空氣中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮、鹽類(lèi)物質(zhì)的大氣 ),遇冷凝水,形成硫酸、硝酸、醋酸液點(diǎn)等,引起化學(xué)腐蝕;
(4) 割渣、飛濺等易生銹物質(zhì)的附著(zhù)或擊傷表面鈍化層造成的腐蝕。
2.1.3 建議處理方案
(1) 保持不銹鋼表面的潔凈,如發(fā)現有污染物質(zhì)和顏色暗淡現象發(fā)生,應及時(shí)進(jìn)行清理;
(2) 對出現輕度腐蝕的部位,先清除污銹,使用鈍化膏溶液或噴霧涂抹,10秒后再用清水進(jìn)行清洗,使不銹鋼表面重新形成鈍化膜。其它不銹鋼清潔劑亦可;
(3) 對出現嚴重腐蝕的管道,需及時(shí)進(jìn)行更換。
2.2 點(diǎn)腐蝕、堆蝕
2.2.1主要特點(diǎn):
(1) 點(diǎn)腐蝕主要特點(diǎn): 金屬表面鈍化膜受到局部損壞而造成的,點(diǎn)腐蝕形成后能迅速地向深處發(fā)展,.后穿透金屬。危害性非常大。材料表面有金屬類(lèi)夾雜物或氯離子時(shí)都可引起點(diǎn)腐蝕;
(2) 堆蝕主要特點(diǎn): 當管內水長(cháng)時(shí)間處于低流速或靜止狀態(tài)時(shí),管道中的鐵屑、細微泥沙、金屬夾雜物等在管壁位置長(cháng)時(shí)間靜止,并逐漸沉積在管連接處和水流下方,逐漸腐蝕堆積。
2.2.2 常見(jiàn)發(fā)生原因
(1) 采用地下井水、山泉水、河水和海水(Cl-氯離子含量約19000ppm)對管道進(jìn)行試壓和清洗,這類(lèi)水源中含有大量的金屬礦物質(zhì)、細微泥沙及Cl-氯離子、SO2-硫酸根離子, 一方面管道中的鐵屑、細微泥沙、金屬夾雜物等在管壁位置長(cháng)時(shí)間靜止,并逐漸沉積在管壁而形成污垢。由表面污垢隔離形成了管內壁閉塞區,在閉塞區內氧的還原反應停止。經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間積聚、停留,破壞了鋼材表面的鈍化膜,形成堆蝕;另一方面由于氯離子半徑小,穿透能力強,很容易穿透氧化膜到達不銹鋼表面,并與金屬形成可溶性化合物,使氧化膜發(fā)生變化產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕。
(2) 管道在安裝完成之后,未按照規范對管道進(jìn)行清洗,管道長(cháng)時(shí)間靜止,導致管道在安裝時(shí)產(chǎn)生的金屬鐵屑、水泥和污物滯留在管內,成為腐蝕發(fā)生的必然因素。
2.2.3 建議解決方案
(1) 對已出現腐蝕的部位,立即進(jìn)行更換處理;
(2) 對管子進(jìn)行沖洗,流速.好在1米/秒以上,將管道在安裝時(shí)殘留的金屬粉末及污物排出管內;
(3) 管道試壓和清洗的水源應取用市政生活飲用水,不能采用自取的地下井水、河道水和海水;
(4) 管道清洗、試壓完畢后,應排除管內積水,若管內積水無(wú)法排盡時(shí),應設法使管道系統至少每周通水循環(huán)一次。
2.3 應力腐蝕
2.3.1主要特點(diǎn):金屬在腐蝕介質(zhì)及拉應力外加應力或內應力的共同作用下產(chǎn)生破裂現象。斷裂方式主要是沿晶的或穿晶的龜裂紋,在氯化和堿性氛氧化物或其它水溶性介質(zhì)中常發(fā)生,發(fā)生概率較小,但危害巨大。
2.3.2 常見(jiàn)發(fā)生原因
(1) 應力來(lái)源一般為加工殘余應力、焊接殘余應力、操作時(shí)熱應力、操作時(shí)加工應力等,從圖片上看,龜裂紋處靠近焊接口,可能存在焊接殘余應力、操作時(shí)熱應力、操作時(shí)加工應力等;
(2) 304奧氏體不銹鋼常見(jiàn)的應力腐蝕介質(zhì)為氯化物,氫氧化納,硫酸等,溫度每提高15~20℃,腐蝕速率加倍。
2.3.3建議解決方案
(1) 已出現腐蝕的部位,應立即進(jìn)行更換處理;
(2) 使用資質(zhì)優(yōu)良的施工單位,在焊接和裝配過(guò)程中,應盡量避免產(chǎn)生殘余拉應力,盡量使用結構具有.小的應力集中系數,并使其與介質(zhì)接觸部分具有.小的殘余拉應力;
(3) 選擇一些抗應力腐蝕較強的不銹鋼產(chǎn)品,如鉅恒源316L等高鉻鎳素體鋼或經(jīng)過(guò)固溶處理后的不銹鋼產(chǎn)品;
(4) 如果水中的特定介質(zhì)不影響使用,除去這些雜質(zhì)就是有效的控制方法,嚴格控制水中氯、納化物含量;
(5) 管道清洗、試壓完畢后,應排除管內積水,若管內積水無(wú)法排盡時(shí),應設法使道系統至少每周通水循環(huán)一次,使縫隙死角等處有害雜質(zhì)遷移。
2.4保溫層下腐蝕
2.4.1主要特點(diǎn):是指外部被保溫層覆蓋的管道或設備,由于水分和腐蝕性物質(zhì)的進(jìn)入而發(fā)生的腐蝕現象,常引發(fā)生表面均勻腐蝕和點(diǎn)腐蝕,由于外層保溫材料的存在,具有較強的隱蔽性且難以檢測,往往很難在..時(shí)間察覺(jué),容易引起突發(fā)的嚴重泄漏事故。
2.4.2 常見(jiàn)發(fā)生原因
(1) 使用含有害介質(zhì)的保溫材料或吸水性保溫材料,導致水分滲入保溫層形成電解質(zhì)溶液,特別是局部酸性環(huán)境的形成,導致不銹鋼管道的腐蝕和失效;
(2) 管道埋地敷設時(shí),未按照規范采用涂裹防腐絕緣層或電化學(xué)的防腐方法進(jìn)行外防腐,導致管道接觸泥土中的金屬鐵屑、污物及其它化學(xué)成份,成為腐蝕發(fā)生的必然因素;
(3) 由于管道外層的保溫柔材料和泥土形成閉塞區,在閉塞區內氧的濃度大幅度降低,氧的還原反應停止。隨著(zhù)土壤中的CL-和SO2-在縫隙間的長(cháng)時(shí)間積聚、停留,而破壞了鋼材表面的鈍化膜,.終導致腐蝕產(chǎn)生。
2.4.3建議解決方案
(1) 對已出現點(diǎn)腐蝕穿孔的部位,立即進(jìn)行更換處理;
(2) 管道表面出現輕度腐蝕可使用鈍化膏除銹,并用清水沖洗;
(3) 使用正規產(chǎn)家生產(chǎn)的非吸水性保溫材料;
(4) 管道埋地敷時(shí),使用涂裹防腐絕緣層或電化學(xué)的防腐方法進(jìn)行外防腐。如環(huán)氧酚醛有有機涂層,熱噴涂技術(shù) (TSA),納米涂層等。
附:參考文獻:
(一) CECS 153-2003 《建筑給水薄壁不銹鋼管管道工程技術(shù)規程》第5.2.9項,第5.4.2項,第6.0.3項,第6.0.4項等
(二) GB50235-97 《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規范》第5.2.9項,第8.2.2項,第8.2.6項等
(三) Nickel Institute技術(shù)資料 **0087中規定,水壓試驗后或關(guān)閉時(shí)應迅速徹底地排凈水,如系統必須充滿(mǎn)水時(shí)應每周至少循環(huán)一次。
(四) 10S407-2 《建筑給水薄壁不銹鋼管道安裝》
(五) CECS227:2010 《建筑給水排水薄壁不銹鋼管連接技術(shù)規程》
(六) CJJ/T154-2011 《建筑給水金屬管道工程技術(shù)規程》
(七) GB/T29038-2012 《薄壁不銹鋼管道技術(shù)規范》
(八) 左景伊 《應力腐蝕破裂》 西安交通大學(xué)出版社
(九) 陸世英等 《不銹鋼應力腐蝕事故分析與耐應力腐蝕不銹鋼》 原子能出版社
(十) [日]小若正倫 《金屬的腐蝕破壞與防蝕技術(shù)》 化學(xué)工業(yè)出版社
(十一)《腐蝕科學(xué)與防護技術(shù)》2014, 26(2): 167-172 保溫層下腐蝕防護的研究現狀 呂曉亮, 唐建群