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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。
1 S8 g2 E: u6 e; e7 ?4 D304钢,尤其是易切削303钢,都不适于在海水中工作。
2 _$ l+ i! l& u7 G" t303表面的硫化物夹杂点是优先发生点蚀的地方。9 o1 X8 C, |4 y) F5 ^4 G
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- S: i9 m! Q! Q+ h决定316钢在海水中的耐腐蚀性的因素- P {" Z5 o" S$ D
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:
/ _2 y& b7 k0 c7 R! w v' O0 E! `水质
8 M! N' S; [* w; Z/ |) V- U! O流速 4 i, |; j* ?- r: W' K7 D1 |
温度 3 C1 H" B8 o. j1 U- s) G0 J
氧含量 3 x- u- t: t/ A$ b' |- `, K
阴极保护8 x/ U- q: I0 S0 I+ t
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8 m' \3 h$ x) Z3 a. c2 X3 v
水质2 b# [5 Y" d0 u8 c4 ]% _
受地域和潮汐的影响,氯化物含量有所不同。
0 i+ w' a4 Q4 o4 X' Y- S1 ?8 c) D7 e 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。& H( E( s7 J2 F3 L I( @
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。$ N6 Q) ]8 b( B: G* {1 G% f
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。
+ m! G1 W* U0 W3 r 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。
7 F2 X2 } O6 I" G1 C. ?' s 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。; o' z# Y9 U. {9 J# L4 o
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/ f3 ~1 m, ?' Z9 i! z流速
3 K: l- E* [/ L% { 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。
, n( L1 m, C& ^. u: {. s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。, P8 X `; Z0 R
* }4 O' l* ^. n4 w f) P# |; m/ Q3 J# y) a8 O" U4 W7 s' u
水温
, _/ H3 U1 n8 f 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。
6 c3 ?) a8 b7 } f+ P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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# _; _& Z& r9 i4 n; v水中的氧含量(除气)! k) E9 F- u( Q3 }7 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。8 L: O `/ ^) X7 n" h, n2 k7 k
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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! `# S) J3 _3 ]$ G& n3 `% P阴极保护
, I$ v2 P! \. G' O# Q 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。
8 s# i j& G3 g' e! }( f! q 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。% K& p& E5 L; O7 H4 K& b
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加工裂纹(表面平整和加工后清洁)
& \7 j" a" {3 N& s' r 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:
L9 y' ?- n: u" J0 K6 s设计几何结构(尖角或凹槽)5 l! z. K2 c1 T
有垫片的法兰接缝
, c+ u" r8 f- ]' ]2 y机械紧固系统- @, h9 ~: }; ? O& c/ n9 N# R" a
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。+ Q8 y& }( r. ~: `
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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