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316钢广泛用于海水环境,但它们与海水接触时的耐腐蚀性有限,不能在所有状态下都能抗腐蚀。它们易于遭受局部腐蚀,主要是裂纹腐蚀和点蚀。这就限制了它们在与海水接触的环境中的应用范围。0 o5 ^) ~1 y& D3 M
304钢,尤其是易切削303钢,都不适于在海水中工作。
5 I. ~# `: _+ t, Q1 ]) o5 v5 |303表面的硫化物夹杂点是优先发生点蚀的地方。
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' Y% ?& P% m: K J. D5 p) W4 G决定316钢在海水中的耐腐蚀性的因素
9 j0 s# K! _+ c- C/ Q) } 很多从事这个领域研究的工作者在文献中都报道了决定316钢耐腐蚀性及适用性的因素。这些因素共同作用,主要包括:6 w: J# A; C% S M2 u
水质
( L: [* }2 c8 s* V( Z! J$ s流速 0 Q1 S2 ^ n" g `& p7 j7 I' |1 e, |
温度 , c( x3 J$ C, B9 T9 }7 I
氧含量
& ]/ B! {0 p+ m, H' f3 [% e8 B+ _' K阴极保护
* x' P$ m. I2 `( m4 d
& X" R/ E0 H" ]( O o
% H8 B* l0 M2 Q$ q$ b水质
: j; T( n5 E3 H' n, F9 C5 ~1 O) w 受地域和潮汐的影响,氯化物含量有所不同。
+ d. J: `0 n9 j6 d8 `( p$ C* o1 Z 即使在稍咸的水中,氯化物的含量也高于在裂纹腐蚀构成腐蚀威胁的水中的含量。
% p2 w* L+ X* {% d/ k 间歇的暴露在海水中,比如在潮汐区,腐蚀危险会小一些,这可能是因为钢表面受到水位变化时发生的有效的冲刷的作用。% S [. h" v# q. u
然而,如果氯化物集中在潮湿和多雨的环境中,在浪溅区水的蒸发就会增加腐蚀危险。4 R/ l0 ?: Y) x0 D4 `" g( E! C* ]
不必要的情况下,不要使海水接触钢是很重要的。处理海水的316横管截面只在短期内就可能受到点蚀损害。
. Q/ A- S- M. O+ v9 V7 a 自由排水表面和避免横管移动对于316钢成功用在与海水接触的领域很重要。如果管道系统使用海水进行水压测试,那么测试后必须马上排水和冲洗,否则就会对316系统产生腐蚀。$ ?3 _ v# P& W D
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6 V* s0 `0 Y! \8 j5 R! B流速. c# b; S0 ?! P% U$ Z2 A. E6 x& B3 Q* r) x
较高的流速是可取的(一般大于1m/s)。缓慢移动的水有助于生物污染,然后导致保护或裂纹腐蚀。一定要避免停滞的海水状态。9 s5 V3 t M' N) Y0 _
提高流速会减小腐蚀危险,因此,在处理海水,如泵等领域中,完全可以使用316钢。
4 @" u* f* `' ?" l$ \" ~% t) j8 w# p/ b: t' p, Q0 w
0 F9 |+ D7 {8 ^7 _% q: v6 F水温
$ D& h4 A t( f5 ?; T# k1 v 裂纹腐蚀随着温度会增加,因此不建议钢接触热海水。北欧水域在室温时就大约达到可使用316钢的最大温度,即使其它条件都很良好。2 j" A. P0 i/ H' M9 g: J
应力腐蚀裂纹通常在316的使用温度下不作考虑(无论如何,更高的温度可能会导致裂纹腐蚀和点蚀)。
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7 d, F0 V: N) d, A0 B
0 `* ~2 U, v$ ^4 r8 B1 E$ W水中的氧含量(除气)
, U6 K! h8 u+ n2 D/ e 不锈钢依赖氧维持自身的钝化状态,然而,充氧的海水比除气的侵蚀性更强。
% a% Q' C8 X. k# ]% K1 P 已经发现,氧含量非常低的水中,如在大约200米深的海中的,侵蚀性很小。这减小了点蚀速率。
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. W, Y: J; O* |) U0 w阴极保护
3 w" Q+ \. g; D9 L 阴极保护用于电学中,通过与惰性较弱的金属包括碳钢和铝接触获得。+ p/ \) k. j+ R' J
直接接触这些金属,在牺牲其它金属的基础上,有助于提高316不锈钢的耐腐蚀性。尽管不锈钢有益,但也应该考虑涉及这种结合的产品的综合耐用性可能会减弱。
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- A { w1 j$ b# D9 A, U7 [" z1 r- J
加工裂纹(表面平整和加工后清洁)! i' w0 t& h9 k
裂纹和与之密切相关的点蚀机制是局部腐蚀形式,通常是316钢在海水中工作时受到损害的原因。它们能在以下过程中发生:& y# S- `( d& C1 K7 m C
设计几何结构(尖角或凹槽)
2 |6 n& K" a z8 r. ?, f1 L1 }有垫片的法兰接缝' f9 ~' X, [* U8 C! c
机械紧固系统
' _' C7 E' S% P4 q: ^/ ]! S# [ 晶间腐蚀可以在实验室敏化(热处理)后暴露在海水中的316钢中检测到。低碳316L如1.4404或1.4432的应用应该避免焊接结构中的这种额外的腐蚀危险。( b4 t9 R2 \0 V+ F' `2 e2 g9 }
表面平整焊接质量和钢的精整是在海水中成功应用316钢的重要原因,可能是比如实际氯含量等因素更重要。光滑、清洁平整和精整焊缝都有助于钢的耐腐蚀性。 |
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