氯离子对不锈钢腐蚀的机理!
氯离子腐蚀是一种金属晶粒间的腐蚀，表现为不锈钢的脆裂，而且电焊修补后，这中裂纹会沿着焊缝延伸。
根据我们公司的使用情况，设备使用了10年，水温度在70,85摄氏度时候，氯离子在100PPM左右，304的设备开始产生裂纹，最初在焊缝上最为突出，而316L的设备倒是还未出现问题。
但是按照规范奥氏体不锈钢设备氯离子的含量应该控制在25PPM。
从我们使用的情况看，cl-对304的腐蚀一般表现为应力腐蚀的特征，而且多数从焊缝的热影响区、煅件的本体等应力集中的区域开始出现腐蚀。
不锈钢耐腐蚀的机理是由于存在元素铬，铬在很多条件下能钝化从而使设备得以保护。而以氯为代表的活性阴离子极易破坏钝化膜，在材料局部区域形成孔蚀核，最终形成蚀孔。因而不锈钢最怕氯离子。
从资料看，什么样的不锈钢对氯离子都没有防腐蚀。但是我们公司有一种产品的反应釜中包含双氧水，氯化钠，氢氧化钠。但反应釜使用了好多年还没有出现腐蚀情况。
个人认为，碱性环境氯离子对材质腐蚀不是特别明显。
氯离子一般都是海水里，所以要选耐海水腐蚀的钢种，通常的18-8型奥氏体不锈钢经验证，耐海水腐蚀并不好。在海水环境下不锈钢的使用，孔蚀、间隙腐蚀的局部腐蚀有时发生。对这些局部腐蚀的抑制，已知增加Cr和Mo，奥氏体系不锈钢和双相钢，特别是添加N是有效果的，美国研制的超级奥氏体不锈钢(牌号我记不清了)，日本研制的高N奥氏体系不锈钢，因为316L,317L这类钢不抗海水腐蚀～
以下钢种供参考:
高强度耐海水腐蚀马氏体时效不锈钢 00Cr16Ni6Mo3Cu1N
高强度耐海水腐蚀不锈钢 00Cr26Ni6Mo4CuTiAl
耐海水不锈钢Yus270(20Cr,18Ni,6Mo,0(2N)
(2 ,3(6 ，海水因地域不同而多少有些差异，溶于海水的盐类浓度为3其中氯离子浓度为19000 ppm。而自来水的氯离子浓度上限值为200 ppm，所以海水中氯离子浓度相当于自来水的lOO倍。
氯离子对不锈钢腐蚀的机理!
n!在化工生产中，腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生，是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差，不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。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。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论，但大致可分为2 种观点。
9 }9 W/ i& X7 U8 j) ]- {; n 成相膜理论的观点认为，由于氯离子半径小，穿透能力强，故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙，到达金属表面，并与金属相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发生变化，金属产生腐蚀。$ t z- e$ B! C4 j
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。因为氧决定着金属的钝化状态，氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点，甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物，氯化物与金属表面的吸附并不稳定，形成了可溶性物质，这样导致了腐蚀的加速。; G- U, ]# F! h9 J! n 不锈钢钝化
电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明，氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内，存在着1 个特定的电位值，在此电位下，不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位，击穿电位越大，金属的钝态越稳定。
因此，可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。
. Z% i- v7 L) o( w! w* s/ S 2 应力腐蚀失效及防护措施7 J; g- o" J/ p
2( 1 应力腐蚀失效机理6 v7 H( f, v! m( g
其中在压力容器的腐蚀失效中，应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此，研究不锈
钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀，就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生:5 o6 u$ ?3 o' t" N/ M
?只有在拉应力的作用下。
) @$ J6 X3 U) k- }9 H/ N: ^ ?产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质，不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。$ h( ~/ o, {0 H( |" b9 l L
?一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明，应力腐蚀裂纹的产生主要与氯离子的浓度和温度有关。
/ q- G. m. S( z C) a 压力容器的应力来源:, H$ j2 J# ]; |7 l)
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?外载荷引起的容器外表面的拉应力。( @2 j$ C3 W% q- B
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压力容器在制造过程中产生的各种残余应力，如装配过程中产生的装配残余应力，制造过程中产生的焊接残余应力。在化工生产中，压力容器所接触的介质是多种多样的，很多介质中含有氯离子，在这些条件下，压力容器就发生应力腐蚀失效。铬镍不锈钢在含有氧的氯离子的水溶液中，首先在金属表面形成了一层氧化膜，它阻止了腐蚀的进行，使不锈钢钝化。由于压力容器本身的拉应力和保护膜增厚带来的附加应力，使局部地区的保护膜破裂，破裂处的基体金属直接暴露在腐蚀介质中，该处的电极电位比保护膜完整的部分低，形成了微电池的阳极，产生阳极溶解。因为阳极小、阴极大，所以阳极溶解速
度很大，腐蚀到一定程度后，又形成新的保护膜，但在拉应力的作用下又可重新破坏，发生新的阳极溶解。在这种保护膜反复形成和反复破裂过程中，就会使某些局部地区的腐蚀加深，最后形成孔洞，而孔洞的存在又造成应力集中，更加速了孔洞表面的塑性变形和保护膜的破裂。这种拉应力与腐蚀介质的共同作用便形成了应力腐蚀裂纹。
氯离子对不锈钢钝化膜的破坏原理:
处于钝态的金属仍有一定的反应能力，即钝化膜的溶解和修复(再钝化)处于动平衡状态。当介质中含有活性阴离子(常见的如氯离子)时，平衡便受到破坏，溶解占优势。氯离子能优先
地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑(孔径多在20,30μm)，这些小蚀坑称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。
氯离子的存在对不锈钢的钝态起到直接的破环作用。对含不同浓度氯离子溶液中的不锈钢试样采取恒电位法测量的电位与电流关系曲线中可以看出阳极电位达到一定值，电流密度突然变小，表示开始形成稳定的钝化膜，其电阻比较高，并在一定的电位区域(钝化区)内保持。随着氯离子浓度的升高，其临界电流密度增加，初级钝化电位也升高，并缩小了钝化区范围。对这种特性的解释是在钝化电位区域内，氯离子与氧化性物质竞争，并且进入薄膜之中，从而产生晶格缺陷，降低了氧化物的电阻率。因此在有氯离子存在的环境下，既不容易产生钝化，也不容易维持钝化。
在局部钝化膜破坏的同时其余的保护膜保持完好，这使得点蚀的条件得以实现和加强。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部分金属，其余的表面是一个大的阴极面积。在电化学反应中，
阴极反应和阳极反应是以相同速度进行的，因此集中到阳极腐蚀点上的腐蚀速度非常显著，有明显的穿透作用，这样就形成了点腐蚀。
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