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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。
# i4 h \, V0 r" e304钢,尤其是易切削303钢,都不适于在海水中工作。
; X' Z5 I: h9 P+ I) \0 M: d303表面的硫化物夹杂点是优先发生点蚀的地方。
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% e0 w5 h) h" x2 i决定316钢在海水中的耐腐蚀性的因素
$ t! Y7 B8 M. Y0 ^' Z 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 @: P5 U; p, J# s6 i% S/ r水质
& B- }; R' }, ?, ]( F* y, ?流速 8 K7 S! X0 }7 |. p0 B* |
温度
& K& \6 Z; v' b$ Z氧含量 2 ]7 J' S. B( k
阴极保护
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水质
# u- f4 _' p7 K6 b. i, b3 e2 F 受地域和潮汐的影响,氯化物含量有所不同。
! t, s8 S# u2 B% X# z) 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。
3 _- _! s$ @6 x" v; i- W 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。
+ F1 C5 U% f' p, _. i* z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。
3 @; a1 _! u8 U5 M 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。
. ~+ a3 R+ U7 R, b L i 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。
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流速
8 m, @6 t. D/ c! c- U3 _ 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。- P' b6 v( y- k9 M, S. e7 o3 d
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。2 }, d$ F. E/ b; R' e* _. J& l& ~
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; [* z: ~) d* d) l8 {5 r2 q, w+ S水温; A% _5 B7 V: B2 Y& J# C
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。3 V3 s# g% E! \! h
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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, @( Q5 B( o( ?% [9 @. J% y8 _2 P- v: B5 ]6 z& d8 W3 X: b, \
水中的氧含量(除气)
, G3 a! V$ m/ m 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。
3 M& P' ]) I, @6 ~6 _3 a 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。6 h M4 Y b3 Y' L( L v
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阴极保护6 U3 ?1 i1 s0 i. R: W
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。
D* B- c! H$ I- s! Y! o$ V( P 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。
8 y+ X G6 s" N& o' s' c' F$ d: _- _5 M0 M
0 E% W% e& S3 z. A5 |2 @& p加工裂纹(表面平整和加工后清洁) L4 v" W: X1 T1 i) H
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:
; U" E- B: F7 q2 E9 G7 d设计几何结构(尖角或凹槽)
' C* [) l: u+ R$ z1 Q* J有垫片的法兰接缝
, A: P# X' K+ _9 l机械紧固系统
: I# X/ u% F1 F# ~. } 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 F7 B3 k# Z. i0 O9 w M% G3 y
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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