PDF《316L 不锈钢法兰腐蚀失效分析与对策》

212 缝隙腐蚀 缝隙腐蚀是因金属与金属、 金属与非金属的表 面存在缝隙 ,并有介质存在时而发生的局部腐蚀. 缝 隙腐蚀的发生 ,首先应具有一腐蚀条件的缝隙 ,其缝 隙宽度必须使浸蚀液能进入缝隙内 ,同时缝隙宽又 必须窄到能使液体在缝隙内滞留 ,一般发生缝隙腐 蚀最敏感的缝隙宽度为 0.

025 mm~0.

1 mm. 缝隙腐蚀可发生在所有金属与合金上 ,特别容 易发生在靠钝化而耐蚀的金属及合金上 ,316L 不锈 钢属奥氏体不锈钢 ,一般来说 ,奥氏体不锈钢耐缝隙 腐蚀的性能不够理想. 发生缝隙腐蚀的介质可以是 任何侵蚀性溶液 ,酸性或中性 ,而含有氯离子的溶液 最易引起缝隙腐蚀. 与点蚀相比 ,对同一种合金而 言 ,缝隙腐蚀更易发生 ,因为缝隙腐蚀的临界电位要 比点蚀电位低. 该厂的 316L 不锈钢法兰处采用了约 0.

5 mm 左右的石墨垫片 ,符合缝隙腐蚀发生的条件 ,所以 , 在法兰的联接处必然发生不锈钢的缝隙腐蚀.

213 电偶腐蚀 一种金属与另一种金属 (包括处于另一种环境 或不同使用状态的同种金属) 或非金属电子导体 ,在 腐蚀性电解质中电接触形成电偶对时 ,负极金属产 生的加速腐蚀称为电偶腐蚀. 电偶腐蚀的原因是 :组 成腐蚀电偶的两种金属或处于不同使用状态下的同 种金属 ,在腐蚀介质中存在着电位差 ,当它们处在电 联接状态时 ,在负极金属/ 电解质的界面上发生金属 的阳极溶解并放出电子. 后者通过电子导体流向正 极材料 ,并在它与电解质的界面上发生阴极还原反 应 ,在这一电场的持续作用下 ,就发生负极金属不断 的加速溶解 ,而正极材料本来的自腐蚀过程因此而 受到抑制. 316L 不锈钢法兰联接处使用的是导电的石墨 材料 ,该法兰为非绝缘法兰 ,在管道内存在电解质苯 甲酸的条件下 ,根据电偶腐蚀的概念不难发现 ,不锈 钢管道法兰联接处必然发生电偶腐蚀. 此外 ,不锈钢基体与焊接材料显微组织的差别 也容易形成腐蚀微电池 ,这是电偶腐蚀的内在因素.

2 8

1 腐蚀科学与防护技术 第15 卷?1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

214 结论 通过对现场不锈钢法兰的一系列失效分析可以 得出如下结论 :

1 不锈钢法兰的腐蚀是典型的局部腐蚀 ,是多 种因素共同作用的结果 ,其中不锈钢因焊接导致的 晶间腐蚀是金属失效的主要原因.

2 在苯甲酸融液中 ,由于使用了导电的石墨垫 片以及焊接材料与基体材料显微组织的不同而导致 了电偶腐蚀.

3 由于不锈钢法兰之间存在缝隙而导致缝隙 腐蚀是促进不锈钢构件失效因素之一.

4 多种腐蚀因素的相互作用使不锈钢法兰盘 的腐蚀速率非常大 ,达10 mm/ a.

3 防护措施 根据对 316L 不锈钢法兰腐蚀失效原因的分 析 ,提出如下防护措施 :

1 选择整体法兰以避免不锈钢材料的焊接 ,可 以防止 316L 不锈钢的晶间腐蚀.

2 选择高质量的焊接材料. 避免大阴极、 小阳 极导致的局部腐蚀破坏.

3 选择合适的焊接工艺 :1) 焊前热处理 ,主要 对不锈钢表面除油 ;

2) 必须在氩气保护的环境下焊 接 ,即氩弧焊 ,防止空气侵入弧柱和熔池 ;

3) 焊后热 处理 ,即焊接后将其处于

1100 ℃ 温度以上保持

2 h , 然后进行淬火处理 ,使其固化为奥氏体不锈钢 ,以避 免马氏体相变.