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奥氏体304不锈钢在海水环境

发表时间:2018-09-07 09:06作者:小元

304不锈钢自问世以来就被应用到海水环境中,成功地取代了许多普通不锈钢,解决了大量的材料腐蚀问题。但也出现了一些失效的案例。主要是由于苛刻环境造成的局部腐蚀。从耐腐蚀性能讲,虽然这些第一代超级不锈钢已经具有较高的能力,但与镍基合金相比,还是有一定差距的。以Utra 654 SMO为代表的第二代超级奥氏体不锈钢

由于试验环境非常苛刻,腐蚀电位高、试样与橡胶环的缝隙非常紧密等,所以得出的具体耐缝隙腐蚀临界温度比在其它环境中所测的要低一些。但材料排比的经过是很清楚的:Ultra 654 SMOAlloy C-276的耐腐蚀性最高,基本在同一水平上:  6Mo的超级奥氏体不锈钢和lloy 625的耐腐蚀性则相对低个档次。

在这方面填补了两类材料之间的空白。工业上使用天然海水时,常常会通过添加氧来清除1物顺成者儿它污染物质。们氧是很强的氧化物质,会大提高不锈钢的腐蚀电位,从而提升了发生点腐蚀和缝限腐  蚀的危险性。因此,海水腐蚀环境是比较苛刻的环境之。在许名行业中,板式热交换黑都使用海水进行冷却。传统板式热交换器中,金属板而与橡胶垫以及两金属板之间都有许多紧密的缝队。经验表明,6Mo的超级奥氏体不锈钢在这样的环境中也出现了许多失效的情况”,而经佩处理过的天然海水造成的缝陬腐蚀是主要原因。

为了检验第二代超级奥氏体不锈钢在这方面的表现,进行了许多相应的模拟试验。腐蚀电位较高时,局部腐蚀发生的危险性也相应增加。在相对高的腐蚀电位(+500 mV),在模拟海水中进行了三十天的缝隙腐蚀试验,同时佩离子浓度控制在较高的水平,大约25000 ppm左右。实验结果表明,6Mo的超级奥氏体不锈钢和保基合企Alloy 625均在30C左右就发生了缝限腐蚀,而几腐蚀深度还较大。而第代超级奥氏体不锈钢(SMO)和镍基合金C-276的耐缝隙腐蚀临界温度则婴高出近一倍。

海水中常常含有大量微生物,包括腐蚀性微生物。有些微生物容易在钢铁表面附着,形成生物膜。在循环冷却水系统中,这些微生物不仅会产生腐蚀性物质,还能与胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances, EPS)吸附在企属表面而降低换热效率。生物股通常包含有好机和厌氧的细菌,随者没水时间的增加,在金属表面,  生物膜会由以好氧微生物为主体逐渐变成以厌氧微生物为主体。不锈钢腐蚀与在表面的厌氧微生物膜有较大关系。其中硫酸盐还原细菌(Ssulfate reducing bacteria, SRB)为最常见、腐蚀性也很强的厌氧菌。硫酸盐还原细菌(SRB)在含氧的海水系统中会很活跃[6]。通常认为,它们能够代谢海水中的硫酸盐形成硫化氢,降低pH值。硫化氢对不锈钢产生腐蚀,  引发局部腐蚀现象。特别是当硫酸盐还原细菌(SRB)覆盖面积较小,会引起局部极化,严重的甚至导致腐蚀穿孔。

为了模拟这样的环境,设计了专门的腐蚀实验。将pH值控制在4。0~4。8水平,硫化氢含量在2000~3000 ppm上下。观察结果表明,只有Ultra 654 SMO的所有四个测试样品没有发生任何缝隙腐蚀,其余三个材料的所有四个试样均发生了缝隙腐蚀,见表4。其中6Mo的奥氏体304不锈钢的腐蚀深度达0.75mm


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