304不銹鋼管為什會腐蝕穿孔

2022-07-22 17:11:49 正佳不銹鋼

304不銹鋼管的表面因形成致密的氧化鉻薄膜而具有高抗腐蝕能力，得以廣泛應用于化工、石油、核電等領域。然而，在抗均勻腐蝕的同時，不銹鋼的局部點狀腐蝕（即點蝕）卻時常發(fā)生。點蝕的發(fā)生起始于材料表面，且經(jīng)過形核與長大兩個階段，最終向材料表面以下的縱深方向迅速擴展，容易造成管壁穿孔。那么，304不銹鋼管為什會腐蝕穿孔？

1、氯離子破壞氧化膜
Cr和Ni使不銹鋼制品管在氧化性介質(zhì)中生成一層十分致密的氧化膜，使其鈍化，降低了不銹鋼在氧化性介質(zhì)中的腐蝕速度，使耐腐蝕性能提高。氯離子的活化作用對鋼管氧化膜的建立和破壞均起著重要作用。
吸附理論則認為，氯離子破壞氧化膜的根本原因是由于氯離子有很強的可被金屬吸附的能力，它們優(yōu)先被金屬吸附，并從304不銹鋼管表面把氧排掉。因為氧決定著金屬的鈍化狀態(tài)，氯離子和氧爭奪金屬表面上的吸附點，甚至可以取代吸附中的鈍化離子與金屬形成氯化物，氯化物與金屬表面的吸附并不穩(wěn)定，形成了可溶性物質(zhì)，這樣導致了腐蝕的加速。

2、氯離子引起向下腐蝕的加速
在含有Cl的介質(zhì)中不銹鋼容易產(chǎn)生點蝕，這是因為Cl容易破壞不銹鋼焊管表面氧化膜，穿透氧化膜和鋼表面起作用，將鋼表面暴露出來形成陽極，產(chǎn)生點蝕。蝕孔通常沿著重力方向發(fā)展，孔蝕一旦形成，具有深挖的動力，即向深處自動加速。

含有氯離子的溶液中，304不銹鋼管表面的氧化膜便產(chǎn)生了溶解，其原因是由于氯離子能優(yōu)先有選擇地吸附在氧化膜上，把氧原子排掉，然后和氧化膜中的陽離子結合成可溶性氯化物，結果在基底金屬上生成孔徑為20~ 30 um小蝕坑，這些小蝕坑便是孔蝕核。在外加陽極極化條件下，只要介質(zhì)中含有一定量的氯離子，便可能使蝕核發(fā)展成蝕孔。在自然條件下的腐蝕，含氯離子的介質(zhì)中含有氧或陽離子氧或陽離子氧化劑時，能促使蝕核長大成蝕孔。

在局部鈍化膜破壞的同時其余的保護膜保持完好，這使得點蝕的條件得以實現(xiàn)和加強。根據(jù)電化學產(chǎn)生機理，處于活化態(tài)的304不銹鋼管較之鈍化態(tài)鋼管的電極電位要高許多，電解質(zhì)溶液就滿足了電化學腐蝕的熱力學條件，活化態(tài)成為陽極，鈍化態(tài)作為陰極。腐蝕點只涉及到一小部分金屬，其余的表面是一個大的陰極面積。在電化學反應中，陰極反應和陽極反應是以相同速度進行的，因此集中到陽極腐蝕點上的腐蝕速度非常顯著，有明顯的穿透作用，這樣形成了點腐蝕。