我们都知道不锈钢的化学性质比较稳定,但是在时间和环境的影响下,不锈钢也会出现腐蚀的现象,其中不锈钢管的局部点状腐蚀(即点蚀)却时常发生。点蚀的发生的原因是起始于材料表面,且经过形核与长大两个阶段,最终向材料表面以下的纵深方向迅速扩展,容易造成管壁穿孔,那么这些腐蚀都有什么原因呢?不锈钢管为什么会腐蚀穿孔?
一、304不锈钢管为什么会腐蚀穿孔
原因1:氯离子破坏氧化膜
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。
而吸附理论则认为,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。由于氧决定金属的钝化状态,因此氯离子和氧竞争金属表面上的吸附点,甚至可以在吸附中取代钝化离子与金属形成氯化物,并且氯化物与金属表面的吸附不稳定。形成可溶物质,这导致腐蚀加速。
出现点蚀很可能是存在与去极剂化合的氯化物离子。不锈钢等钝态金属的点蚀常起因于某些侵蚀性阴离子对钝化膜的局部破坏。保护有高耐腐蚀性能的钝态通常需要氧化环境,但正好这也是出现点蚀的条件。产生点蚀的介质是在Cl-、Br-、I-、ClO4-溶液中存在Fe3+、Cu2+、Hg2+等重金属离子或者含H2O2、O2等的Na+、Ca2+碱和碱土金属离子的氯化物溶液。
原因2:氯离子引起向下腐蚀的加速
不锈钢容易在含有 CL 的介质中产生孔蚀,因为 CL 很容易破坏不锈钢焊管表面的氧化膜,穿透氧化膜并作用于钢表面,使钢表面暴露形成阳极、点蚀。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。
二、为什么点蚀会导致腐蚀穿孔
含有氯离子的溶液中,304不锈钢管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20~ 30 um小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。在外阳极极化条件下,只要介质中含有一定量的氯离子,蚀刻芯就可能发展成蚀刻孔。在自然环境条件下的腐蚀,含氯离子的介质材料中含有氧或阳离子氧或阳离子作为氧化剂时,能促使蚀核长大成蚀孔。
当局部钝化膜被破坏时,剩余的保护膜保持完整,这使得能够实现和增强点蚀条件。根据电化学产生机理,处于活化态的不锈钢较之钝化态的不锈钢其电极电位要高许多,电解质溶液就满足了电化学腐蚀的热力学条件,活化态不锈钢成为阳极,钝化态不锈钢作为阴极。腐蚀点只涉及到一小两个部分进行金属,其余的表面是一个大的阴极保护面积。在电化学反应中,阴极反应和阳极反应以相同的速度进行,因此集中在阳极腐蚀点的腐蚀速率非常显著,并具有明显的穿透效应,从而形成点蚀,并导致不锈钢管腐蚀穿孔。
以上就是不锈钢管腐蚀穿孔的原因了,发生腐蚀穿孔的原因主要是氯离子破坏氧化膜以及氯离子腐蚀加快。因此,在氯离子环境下,可以选用304L、316L等不锈钢作为原材料。