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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。+ M8 g+ B; C- w3 I4 v- ^! \
304钢,尤其是易切削303钢,都不适于在海水中工作。
1 l$ g. A) C4 f; Z303表面的硫化物夹杂点是优先发生点蚀的地方。
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决定316钢在海水中的耐腐蚀性的因素
; z; a+ m( c; N 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 N% e1 L
水质- I8 l; O$ @5 B7 l
流速 ; N) B! L4 X4 c8 ?/ T( s/ v
温度
( a4 \1 C$ @3 r% J氧含量
) L' D0 }' x) Q; U, A; s阴极保护% p0 W5 X, b, G: N. C
7 L3 `& X4 F% X
: i) R8 S4 {) u/ N
水质
1 U1 B, u' v7 v1 S 受地域和潮汐的影响,氯化物含量有所不同。6 I( U* g0 E1 W- U. p# @
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。: @. S* X1 o9 r0 j+ b/ m1 j) Z
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。
- g! O+ n( P6 |/ w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。
9 G9 J' f- n2 Z8 ^" O. ?* @6 z 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。: h, D7 O3 h) F. {; @" y9 G) w
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。7 I% ]" A7 t4 Q$ h3 }$ r! F
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流速
( p& X* A% P1 Z: F4 e- { 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。( f# X: K* D! L! i# t( T; k
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。' Z, a1 O% x* U7 z/ P
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: o/ j& P B" t水温
; I g, i+ }( J: C' M 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。0 w# y$ y$ p/ r9 z
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)。) f' k+ ^4 G! a' C
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水中的氧含量(除气)9 V; b2 P- e) D# K1 [' N4 o# ~
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。# \+ }. C( K f. Q/ W& S: [
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。3 F8 @; h6 H# L" t$ l! g4 a
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阴极保护
; P! Z. R0 F) ` R/ x0 h 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。0 q: [+ h3 u. a$ E% l j' h. u( A
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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$ O/ c7 [, Q) ?6 `7 R! f* O加工裂纹(表面平整和加工后清洁)/ X* F' U" y4 n; S9 o1 A9 U
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:" V+ Z" H" E9 _ G M
设计几何结构(尖角或凹槽)
& x7 n+ k9 [! c/ [5 e1 B) T- y有垫片的法兰接缝
7 ~5 y, N/ Z* S机械紧固系统
- C. i3 j8 J3 \2 s) Q) y3 C7 E 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。
7 e) q8 D* D K; C+ m$ b 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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