壓力容器不銹鋼防腐處理技術(1)
1不銹鋼構件的腐蝕機理
不銹鋼的抗腐蝕機理:元素Cr極易氧化,可以迅速地在鋼表面形成Cr2O3致密氧化膜,從而提高鋼的電極電位及在氧化介質中的耐蝕性。不銹鋼表面覆蓋的一層極?。s1nm)且致密的Cr2O3鈍化膜是不銹鋼耐腐蝕性能的主要因素,不銹鋼依靠這層Cr2O3鈍化膜與腐蝕介質隔離,因此,Cr2O3鈍化膜是不銹鋼防護的基本屏障。當鈍化膜不完整、有缺陷或被破壞,不銹鋼仍然會被腐蝕。實際使用過程中通常要通過酸洗鈍化,去除貧鉻層以及表面氧化物,從而使不銹鋼表面富含Cr元素。然后,再通過氧化劑鈍化作用使不銹鋼表面產生完整穩定的Cr2O3鈍化膜。這種富含Cr元素鈍化膜的電位可達+1。0V(SCE),可與金、銀等貴金屬的電位相媲美,使得不銹鋼的抗腐蝕穩定性提高。根據不銹鋼的腐蝕機理以及實際使用過程中的表現,不銹鋼的腐蝕主要來源于化學腐蝕、應力腐蝕以及電化學腐蝕 。
1.1化學腐蝕表面
表面污染主要是指附著在不銹鋼部件表面的油污、灰塵以及酸堿鹽等介質在一定條件下轉化為腐蝕介質,特別是具有侵蝕性的Cl-更容易產生化學腐蝕。表面劃傷會破壞不銹鋼構件表面鈍化膜,降低不銹鋼的抗腐蝕性能。由于清洗不充分而導致的殘留酸液則是不銹鋼化學腐蝕的又一重要原因。
1.2應力腐蝕
不銹鋼的耐腐蝕性能源于特殊的金相組織和表面鈍化膜。但是,表面鈍化膜被破壞后會發生化學腐蝕或者電化學腐蝕,局部組織會發生變化,導致殘余應力。應力腐蝕通常表現為脆性破壞,發生時間短,產生的危害比較嚴重。焊接部位的組織變化或應力集中也是不銹鋼應力腐蝕的重要因素,并以焊接殘余應力最為嚴重。1。3電化學腐蝕不銹鋼電化學腐蝕的主要原因有:不銹鋼內部成分不均勻或化學缺陷,在加工過程(如切割,焊接等)中導致的劃傷或雜質附著形成原電池,有化學腐蝕形成的生成物與不銹鋼之間也可能形成原電池。
2不銹鋼構件的生產工藝和表面處理技術
2.1不銹鋼生產工藝要求
不銹鋼中的碳質量分數不得高于2%,室溫狀態下不銹鋼中碳的溶解度約0。02%。在生產過程中要減少鋼材含碳量,防止多余的碳形成Cr23C6。與此同時,添加穩定化元素,如,Ti、Nb,使多余的碳形成TiC或NbC析出,以達到穩定化處理的目的。同時,要進行固溶處理,即,加熱到溶解溫度以上,讓所有碳化物全部溶于奧氏體,然后水淬快冷,避免Cr23C6析出在敏感溫度(450℃~850℃)長期保溫,不讓奧氏體在冷卻過程中有析出或發生相變。如此,在室溫狀態可獲得單相奧氏體組織 。
2.2不銹鋼表面處理
表面處理主要是表面鈍化,主要有2種方式:化學鈍化和電解鈍化[7]?;瘜W鈍化前首先要進行表面侵蝕,去除表面殘留物;之后,立即進行鈍化處理。常用的化學鈍化處理方式有:硝酸300g/L~400g/L,重鉻酸鈉20g/L~30g/L,室溫鈍化時間30min~40min。電解鈍化一般采用鉻酐5g/L,鉬酸銨20g/L,硫酸銨30g/L,硼酸15g/L,陽極電流0。3A/dm2~0。4A/dm2,15℃~20℃,10min~20min。近年來,也有一些新的鈍化措施,如,4%檸檬酸在65℃鈍化15min。
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