氯离⼦腐蚀及不锈钢知识
氯离⼦对热⼒机组的腐蚀危害极⼤，其腐蚀表现形式主要是破坏⾦属表⾯的钝化膜，进⽽向⾦属晶格⾥⾯渗透，引起⾦属表⾯性质的变化.本⽂分析了氯离⼦对⾦属腐蚀的机理，并针对热⼒系统内部氯离⼦的来源，提出了相应的解决措施.
岭澳核电站循环⽔过滤系统316L不锈钢管道点腐蚀的理论分析
Analysis of Pitting Corrosions on 316L Stainless Steel Pipes of
Circulation Water Filtering System in Ling抋o Nuclear Power Station
简隆新1 ，时建华2
（1.中⼴核⼯程有限公司，⼴东深圳518124；
2.⼤亚湾核电运营管理有限公司，⼴东深圳518124）
简单介绍了循环⽔旋转滤⽹反冲洗系统及316L不锈钢管道的使⽤情况，分析了316L不锈钢的抗腐蚀性。详细介绍了点腐蚀形成的机理和影响因素，分析了316L不锈钢点腐蚀的情况，提出了对反冲洗管道可采取的防护措施。
316L不锈钢；管道；点腐蚀
Abstract: This paper gives a general introduction to the rotating drum filter back flushing system and the usage of 316L stainless steel pipes. It also analys the characteristic of anti-corrosion of 316L stainless steel. At the same time, it gives a detailed introduction to the mechanism of forming pitting corrosion and the factors affecting its formation. The analysis of the pitting phenomena and suggestion for the pipe material lection are also discusd in this paper.
Key words: 316L Stainless steel; Pipe; Pitting corrosion
1 循环⽔旋转滤⽹反冲洗系统简介
循环⽔过滤系统(CFI)的主要设备是旋转海⽔滤⽹，在其运⾏中要不断清除滤出的污物，通过反冲洗系统来实现。反冲洗的⽔源与主循环⽔⼀样引⾃旋转滤⽹后的海⽔⽔室，后经两级泵加压和中间过滤输⾄旋转滤⽹的特定部位冲洗污物，设计流速2.3m/s。反冲洗海⽔管道设计采⽤公称直径150mm（壁厚7.11mm）的316L不锈钢管。输送的海⽔含氯量为17g/L，摩尔浓度为0.48mol/L，为防⽌回路中海⽣物滋⽣，注⼊次氯酸钠溶液，使循环⽔⼊⼝次氯酸钠的质量分数控制在1×10-6。
2 316L不锈钢管道的使⽤情况
CFI系统于2000-05-17完成安装交付调试，进⾏单体调试及系统试运。2001年4⽉，1号机组管道⾸次出现泄漏，泄漏部位位于管道竖直段与⽔平段弯头焊⼝处，泄漏点表现为穿透性孔，孔的直径很⼩，但⾁眼可见，管道内壁腐蚀处呈扩展状褐⾊锈迹，判断为典型的不锈钢点腐蚀。当时的处理措施是切除泄漏的管段，更换同材质的新管段，并在新管段底部增加了⼀个疏⽔阀，⽬的是在管道停运期间排空管内积⽔以防⽌腐蚀的再次发⽣。但在2001年9⽉，1号机管道⼜发现漏点。2001年10⽉电⼚决定将所有反冲洗管道更换为碳钢衬胶管道。改造后运⾏⾄今未发⽣泄漏。
3 316L不锈钢的抗腐蚀性分析
ipdi316L不锈钢属300系列Fe-Cr-Ni合⾦奥⽒体不锈钢，由于铬、镍含量⾼，是最耐腐蚀的不锈钢之⼀，并具有很好的机械性能。字母“L”表⽰低碳（碳含量被控制在0.03%以下），以避免在临界温度范围(430～900℃)内碳化铬的晶界沉淀，在焊后提供特别好的耐蚀性。但316L不锈钢抗氯离⼦点腐蚀的能⼒较差。
4 不锈钢的点腐蚀机理
在⾦属表⾯局部地⽅出现向深处发展的腐蚀⼩孔，其余表⾯不腐蚀或腐蚀很轻微，这种形态成为⼩孔腐蚀，简称点蚀。⾦属腐蚀按机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。点腐蚀属于电化学腐蚀中的局部腐蚀。⼀种点蚀是由局部充⽓电池产⽣，类似于⾦属的缝隙腐蚀。另⼀种更常见的点蚀发⽣在有钝化表
现或被⾼耐蚀性氧化物覆盖的⾦属上。
4.1 电化学腐蚀的基本原理
通过原电池原理可以更好地说明电化学腐蚀机理。当2种活泼性不同的⾦属（如铜和锌）浸⼊电解质溶液，2种⾦属间将产⽣电位差，⽤导线连接将会有电流通过，在此过程中活泼⾦属（锌）将被消耗掉，也就是被电化学腐蚀。不同于化学腐蚀（如⾦属在空⽓中的氧化，锌在酸溶液中的析氢），电化学腐蚀⼀定有电流产⽣，并且电流量的⼤⼩直接与腐蚀物的⽣成量相关，即电流密度越⼤腐蚀速度越快。各种⾦属在电解质溶液中的活泼程度可⽤其标准电极电位表⽰，即⾦属与含有单位活度（活度与浓度正相关，在浓度⼩于10-3mol/L时认为两者值相同）的⾦属离⼦，在温度298K（25℃），⽓体分压1.01MPa 下的平衡电极电位。
标准电极电位越低，⾦属或合⾦越活泼，在与⾼电位⾦属组成电偶对时更易被腐蚀。由此可见，决定⾦属标准电极电位的因素
除了⾦属的本质外还有：溶液⾦属离⼦活度（浓度）、温度、⽓体分压。另外⼀个重要影响因素是⾦属表⾯覆盖着的薄膜。除了⾦、铂等极少数贵⾦属外，绝⼤多数⾦属在空⽓中或⽔中可以形成具有⼀定保护作⽤的氧化膜，否则⼤部分⾦属在⾃然界就⽆法存在。⾦属表⾯膜的性质对其腐蚀发⽣及腐蚀速度都有着重要影响。
4.2 不锈钢的耐腐蚀原理
不锈钢的重要因素在于其保护性氧化膜是⾃愈性的（例如它不象选择性氧化⽽形成的那些保护性薄膜），致使这些材料能够进⾏加⼯⽽不失去抗氧化性。合⾦必须含有⾜够量的铬以形成基本上由Cr2O3组成的表⽪，以便当薄膜弄破时有⾜够数⽬的铬(Cr3+)阳离⼦重新形成薄膜。如果铬的⽐例低于完全保护所需要的⽐例，铬就溶解在铁表⾯形成的氧化物中⽽⽆法形成有效保护膜。起完全保护作⽤所需的铬的⽐例取决于使⽤条件。在⽔溶液中，需要12%的铬产⽣⾃钝化作⽤形成包含⼤量Cr2O3的很薄的保护膜。在⽓态氧化条件下，低于1000℃时，12%的铬有很好的抗氧化性，在⾼于1000℃时，17%的铬也有很好的抗氧化性。当⾦属含铬量不够或某些原因造成不锈钢晶界出现贫铬区的时候，就不能形成有效的保护性膜。
4.3 氯离⼦对不锈钢钝化膜的破坏
处于钝态的⾦属仍有⼀定的反应能⼒，即钝化膜的溶解和修复（再钝化）处于动平衡状态。当介质中含有活性阴离⼦（常见的如氯离⼦）时，平衡便受到破坏，溶解占优势。其原因是氯离⼦能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原⼦排挤掉，然后和钝化膜中的阳离⼦结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底⾦属的特定点上⽣成⼩蚀坑（孔径多在20～30µm），这些⼩蚀坑称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔⽣成的活性中⼼。氯离⼦的存在对不锈钢的钝态起到直接的破环作⽤。图1表征了⾦属钝化区随氯离⼦浓度增⼤⽽减⼩。
A-不存在氯离⼦；B-低浓度氯离⼦；C-⾼浓度氯离⼦
图1 对于呈现出钝化性的⾦属，氯离⼦对阳极极化曲线的作⽤[2]
图1是对含不同浓度氯离⼦溶液中的不锈钢试样采取恒电位法测量的电位与电流关系曲线，从中看出阳极电位达到⼀定值，电流密度突然变⼩，表⽰开始形成稳定的钝化膜，其电阻⽐较⾼，并在⼀定的电位区域（钝化区）内保持。图中显⽰，随着氯离⼦浓度的升⾼，其临界电流密度增加，初级钝化电位也升⾼，并缩⼩了钝化区范围。对这种特性的解释是在钝化电位区域内，氯离⼦与氧化性物质竞争，并且进⼊薄膜之中，因此产⽣晶格缺陷，降低了氧化物的电阻率。因此在有氯离⼦存在的环境下，既不容易产⽣钝化，也不容易维持钝化。
在局部钝化膜破坏的同时其余的保护膜保持完好，这使得点蚀的条件得以实现和加强。根据电化学产⽣机理，处于活化态的不锈钢较之钝化态的不锈钢其电极电位要⾼许多，电解质溶液就满⾜了电化学腐蚀的热⼒学条件，活化态不锈钢成为阳极，钝化态不锈钢作为阴极。腐蚀点只涉及到⼀⼩部分⾦属，
其余的表⾯是⼀个⼤的阴极⾯积。在电化学反应中，阴极反应和阳极反应是以相同速度进⾏的，因此集中到阳极腐蚀点上的腐蚀速度⾮常显著，有明显的穿透作⽤，这样形成了点腐蚀。
惨绝4.4 点腐蚀形成的过程
点蚀⾸先从亚稳态孔蚀⾏为开始。不锈钢表⾯的各种缺陷如表⾯硫化物夹杂、晶界碳化物沉积、表⾯沟槽处等地⽅，钝化膜⾸先遭到破坏露出基层⾦属出现⼩蚀孔（孔径多在20～30µm），这就是亚稳态孔核，成为点腐蚀⽣成的活性中⼼。蚀核形成后，相当⼀部分点仍可能再钝化，若再钝化阻⼒⼩，蚀核就不再长⼤。当受到促进因素影响，蚀核继续长⼤⾄⼀定临界尺⼨时（⼀般孔径⼤于30µm），⾦属表⾯出现宏观可见的蚀孔，这个特定点成为孔蚀源。蚀孔⼀旦形成则加速⽣长，现以不锈钢在充⽓的含氯离⼦的介质中的腐蚀过程为例说明，见图2。
心痛是怎么回事
图2 不锈钢在充⽓的含氯离⼦的介质中的孔蚀过程[4]
蚀孔内⾦属表⾯处于活态，电位较负；蚀孔外⾦属表⾯处于钝态，电位较正，于是孔内和孔外构成了⼀个活态——钝态微电偶腐蚀电池，电池具有⼤阴极——⼩阳极的⾯积⽐结构，阳极电流密度很⼤，蚀孔加深很快。孔外⾦属表⾯同时受到阴极保护，可继续维持钝态。
孔内主要发⽣阳极溶解反应：
Fe→Fe2++2e
Cr→Cr3++3e
Ni→Ni2++2e
孔外在中性或弱碱性条件下发⽣的主要反应：
1/2 O2+H2O+2e→2OH-
由图可见，阴、阳极彼此分离，⼆次腐蚀产物将在孔⼝形成，没有多⼤保护作⽤。孔内介质相对孔外介质呈滞流状态，溶解的⾦属阳离⼦不易往外扩散，溶解氧亦不易扩散进来。由于孔内⾦属阳离⼦浓度的增加，带负电的氯离⼦向孔内迁移以维持电中性，在孔内形成⾦属氯化物（如FeCl2等）的浓缩溶液，这种富集氯离⼦的溶液可使孔内⾦属表⾯继续维持活性。⼜由于氯化
物⽔解等原因，孔内介质酸度增加，使阳极溶解速度进⼀步加快，加上受重⼒的作⽤，蚀孔加速向深处发展。
随着腐蚀的进⾏，孔⼝介质的pH值逐渐升⾼，⽔中的可溶性盐如Ca(HCO3)2将转化为CaCO3沉淀，结果锈层与垢层⼀起在孔⼝沉积形成⼀个闭塞电池，这样就使孔内外物质交换更困难，从⽽使孔内⾦属氯化物更加浓缩，最终蚀孔的⾼速深化可把⾦属断⾯蚀穿。这种由闭塞电池引起孔内酸化从⽽加速腐蚀的作⽤称为“⾃催化酸化作⽤”。
产⽣腐蚀反应的⾦属表⾯的微环境情况⾮常重要，在这样的表⾯上形成的局部腐蚀环境与名义上的⼤环境有很⼤不同。点腐蚀的产⽣正是在⼀个与周围环境不同并且逐步恶化的微环境下进⾏的。
5 影响点腐蚀的因素
⾦属或合⾦的性质、表⾯状况、介质的性质、pH值、温度、流速和时间等，都是影响点腐蚀的主要因素。不锈钢性质的影响因素包括：组分、杂质、晶体结构、钝化膜。
组分、杂质和晶体结构决定着其耐腐蚀性。⽐如不锈钢中加⼊铌和钛可有效防⽌碳化铬的形成，从⽽提⾼晶界抗腐蚀能⼒。适量的钼和铬联合作⽤可在氯化物存在的情况下有效稳定钝化膜。
许多晶界腐蚀是由热处理引起的：不锈钢在焊接等过程中加热到⼀定温度之后⽽产⽣碳化铬在晶界上的沉积，因此，紧靠近碳化铬的区域就消耗掉了铬，从⽽相对于晶内的铬更为活泼。如果存在⽔溶液条件，就形成了以裸露的铬为阳极，以不锈钢为阴极的原电池。⼤的阴极⾯积产⽣了阳极控制，因⽽腐蚀作⽤很严重，导致晶间破裂或点蚀。这称之为“焊接接头晶间腐蚀”，这种钢称之为“活化处理”的钢。采⽤低碳的奥⽒体不锈钢可以减轻这个问题。
钝化膜是保护不锈钢的主要屏障，但另⼀⽅⾯具有钝化特性的⾦属或合⾦，钝化能⼒越强则对孔蚀的敏感性越⾼，不锈钢较碳钢易发⽣点腐蚀就是这个道理。
孔蚀的发⽣和介质中含有活性阴离⼦或氧化性阳离⼦有很⼤关系。⼤多数的孔蚀事例都是在含有氯离⼦
或氯化物介质中发⽣的。实验表明，在阳极极化条件下，介质中只要含有氯离⼦便可使⾦属发⽣孔蚀。所以氯离⼦⼜称为孔蚀的“激发剂”，⽽且随着介质中氯离⼦浓度的增加，孔蚀电位下降，使孔蚀容易发⽣，⽽后⼜容易加速进⾏。不锈钢孔蚀电位与氯离⼦活度间的关系：
φb = -0.088lgαCl- + 0.108（V）[4]
其中，φb为不锈钢孔蚀临界电位，αCl-为氯离⼦活度。
实验证明[5]，随着溶液pH值的降低，腐蚀速度逐渐增加，并且在pH值相同时，含不同氯离⼦的模拟溶液的腐蚀速度相差不⼤，这说明溶液的pH值对腐蚀起着决定性的作⽤。对18-8不锈钢的点蚀研究发现，当闭塞区内的pH值低于1.3时，腐蚀速度急剧增⼤，这是由于发⽣了从钝化态向活化态的突变。由于腐蚀速度与溶液的pH值呈对数关系，因此pH值的微⼩变化都会对腐蚀速度带来明显的影响。
闭塞区内除了亚铁离⼦的⽔解造成溶液pH值下降外，还由于离⼦强度的增加，使得氢离⼦的活度系数增⼤⽽降低pH值。通过实验可知，随着氯离⼦浓度的升⾼，溶液pH值线性下降。[5] 介质温度升⾼使φb值明显降低，使孔蚀加速。
介质处于静⽌状态⾦属的孔蚀速度⽐介质处于流动状态时为⼤。介质的流速对减缓孔蚀起双重作⽤，加⼤流速⼀⽅⾯有利于溶解氧向⾦属表⾯的输送，使钝化膜容易形成；另⼀⽅⾯可以减少沉积物在⾦属表⾯的沉积机会，从⽽减少发⽣孔蚀的机会。
点蚀发⽣的诱导期⼀般从⼏个⽉到⼀年不等，视具体情况不同。
6 316L不锈钢管道的点腐蚀情况分析
对照上述影响，不锈钢孔蚀的主要因素，对岭澳⼀期CFI系统反冲洗管道的点蚀倾向或加速点蚀的因素分析如下。
6.1 材质
316L不锈钢本⾝具有很好的抗氧化性，并且由于控制了碳的含量，减少了焊后碳化铬的晶界沉淀，在焊后提供了较好的耐蚀性。但316L不锈钢在氯化物环境中，对应⼒腐蚀开裂最为敏感，不具备耐氯离⼦腐蚀的功能。已经证明将不锈钢的标准级别，如316L型不锈钢⽤于海⽔系统是不成功的[1]。另外，在焊接热影响区仍然存在焊后晶界贫铬发⽣的可能性，并且由于条件所限，现场焊后⽆法对焊缝内表⾯做酸洗钝化处理，其保护膜相对较差，加之焊后表⾯不平整度增加，这些都为孔蚀核的形成提供了条件。
6.2 介质
输送介质为0.48mol/L氯离⼦浓度的海⽔，其对不锈钢腐蚀的影响是显著的，⼀⽅⾯是破坏钝化膜，另⼀⽅⾯是不断富集的氯离⼦直接降低pH 值。加⼊质量分数为1×10-6的次氯酸钠，对氯离⼦含量的提
升可忽略不计。但次氯酸钠的存在，对提⾼介质含氧量，加快阴极去极化起到了促进作⽤，因此加快了点蚀速度。
6.3 温度和pH值
环境温度和海⽔整体的pH值变化不⼤，对反冲洗管道点蚀的影响很⼩。
6.4 流速
管道内海⽔在试运期间长期处于滞流状态，为点蚀的形成提供了充分的条件。在正常运⾏期间，管道内海⽔设计流速在
2.3m/s，由于⽔流冲刷，初步形成的亚稳态孔核中很难形成闭塞电池的条件，孔蚀进⼀步发展的条件“氯离⼦富集”、“酸性增加”和孔内“不锈钢活化态”等都难以保持。但在长期停运状态下，这些闭塞电池条件都得以实现，为孔蚀的快速发展提供了良好条件。
综上所述，材质不耐氯离⼦腐蚀、介质含氯离⼦和长期滞流的状态这⼏项因素共同影响，促成了岭澳⼀期CFI反冲洗管道的点腐蚀。中秋节手抄报模板
7 对反冲洗管道可采取的防护措施
通过分析影响点蚀的因素可以看出，材质、介质、流速和时间是造成反冲洗管道316L不锈钢点蚀的主要因素。介质是⽆法改变的，长期滞流现象的存在也是⽆法避免的。在对反冲洗管道泄漏的处理和
改造中，曾经加装了疏⽔管线，但没有实际作⽤，因为不可能排尽所有海⽔并充分⼲燥，即使存在极少量海⽔腐蚀仍可在管道底部沿重⼒⽅向进⾏，⽽且因为溶液中含氧量的增加和海⽔的蒸发浓缩会加快腐蚀。
参考控制腐蚀的5种基本⽅法，即：改⽤更适当的材料、改变环境、使⽤保护性涂层、采⽤阴极保护或阳极保护、改进系统或构件的设计[1]。其中，可采纳的是改⽤材料和使⽤保护性涂层。采⽤外加阴极电流保护可以抑制不锈钢点蚀，但是所需费⽤较昂贵，⽽且会对附近没有保护的⾦属部件加重腐蚀。因此，解决反冲洗管道点蚀的有效⽅法就是，从提⾼管道内壁抗腐蚀性⽅⾯考虑。在现场实际改造中，采⽤了使⽤⼴泛的碳钢管道加硫化橡胶衬⾥的⽅法。
（1）拆除所有不锈钢管道，参照原管线路径现场设计为法兰联接碳钢管道（衬胶管道不能采⽤焊接）。（2）现场加⼯制作碳钢管道后送交专业衬胶⼚家。
（3）在衬胶⼚对碳钢管段进⾏内外表⾯喷砂处理。然后外表⾯涂防锈底漆，内表⾯⼿⼯粘衬橡胶⽪。（4）对衬胶进⾏电⽕花检验，以保证衬胶的连续性，对个别缺陷点采⽤环氧树脂补胶处理。
（5）对橡胶进⾏硫化熏蒸处理，使衬胶硬化。
（6）安装时法兰连接采⽤橡胶垫，连接螺栓采⽤镀锌螺栓加防腐涂层。安装后管道表⾯涂防腐⾯漆。
近年来由于钢铁⽣产技术的不断提⾼，使⽤耐氯离⼦腐蚀的双相不锈钢已成为现实。
双相不锈钢是在不锈钢中添加⼀定含量的钼，并加⼊较奥⽒体不锈钢更⾼含量的铬，较⾼的铬、钼含量组合能获得良好的抗氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能。这是第⼀代双相不锈钢。在双相不锈钢中再加⼊氮促进奥⽒体的形成并改善拉伸性能和耐点蚀性能，这就是第⼆代双相不锈钢。
奥⽒体不锈钢和双相不锈钢（不能⽤于铁素体不锈钢）的耐点蚀性能可以⽤耐点蚀当量（PREN）预测：
PREN =Cr+3.3(Mo+0.5W)+xN[1]
其中Cr、Mo、W和N等于材料中铬、钼、钨、氮的含量，这些合⾦化元素都对耐点蚀性能起着正⾯的作⽤。对于双相不锈钢，x=16，对于奥⽒体不锈钢，x=30。
许愿灯在⽥湾核电站的设计中，其核岛重要⼚⽤⽔管道就采⽤了2507双相不锈钢来输送海⽔，现场实际运⾏良好。绛珠草怎么读
8 对海⽔管道选材的建议
碳钢衬胶管道和双相不锈钢管道在输送海⽔⽅⾯都能起到良好的防腐作⽤且能满⾜强度要求。在实际使⽤中，衬胶管道造价低、使⽤寿命较长（衬胶设备使⽤20年耐腐蚀性能不会降低）但施⼯复杂，尤其是最后调整段的衬胶必须在现场外专业⼚进⾏，对施⼯进度有重⼤影响。⽽双相不锈钢可焊接、安装⽅便、寿命期长，是⼀种较理想的选择，只是在以往的设计中由于价格昂贵不被选⽤。近⼏年随着钢铁技术的不断提⾼，双相不锈钢的产量和⽤量不断增加，价格也在⼀步步降低，今后⼯程中使⽤双相不锈钢管道将是发展趋势。
9 对电⼚防腐的建议
据统计，在电站整个运⾏期内，由于腐蚀和磨损⽽损失掉的⾦属约占其原有重量的8%。⽽个别部件和部位的腐蚀引起的失效，更是给电⼚运⾏带来巨⼤损失。电站防腐是⼀项复杂⽽⼜⼴泛的⼯作，需要从设计、监造、施⼯、运⾏各个环节加以控制。本⽂所述的316L不锈钢管道孔蚀失效事件就是⼀个从选材到施⼯以及运⾏各种因素综合影响的结果，它带来的危害是显⽽易见的。另外电站运⾏中低压给⽔系统的⼆氧化碳腐蚀、⾼压加热器的氧腐蚀、设备停⽤阶段的氧腐蚀、核岛蒸发器传热管的晶间腐蚀与应⼒开裂、凝汽器泄漏对蒸发器⼆次侧的腐蚀等问题，都给电站安全带来很⼤危害。因此，建议成⽴⼀个专门的腐蚀控制⼩组，从专业⾓度对设计、制造、储运、施⼯、运⾏全过程进⾏监控，以避免和减少腐蚀的发⽣。另外，加强全体技术⼈员的腐蚀与防护基本知识培训，使⼤家从原理上了解，在⼯作中就能有意识地加以防护。
参考⽂献
[1] [加]罗伯奇（Roberge, P.R）.腐蚀⼯程⼿册.中国⽯化出版社，2003
[2] [英]J.C.斯库⾥.腐蚀原理.⽔利电⼒出版社，1984
[3] 中国腐蚀与防护学会.电⼒⼯业的腐蚀与防护.化学⼯业出版社，1995
[4] 南京化⼯学院.⾦属腐蚀理论与应⽤.化学⼯业出版社
[5] 赵景茂，左禹，熊⾦平.碳钢在点蚀/缝隙腐蚀闭塞区模拟溶液中的腐蚀⾏为.中国腐蚀与防护学报，2002，22(4，附件⼀)
不同浓度、温度的CL-对⾦属板的腐蚀
不同浓度、温度的CL-对⾦属板的腐蚀希望下⾯数据对⼀些设计⼈员能有参考作⽤：
不同浓度、温度的CL-对⾦属板的腐蚀
氯离⼦含量60℃80℃120℃130℃
= 10 ppm 304 304 304 316
= 25 ppm 304 304 316 316
= 50 ppm 304 316 316 Ti
= 80 ppm 316 316 316 Ti
= 150 ppm 316 316 Ti Ti
= 300 ppm 316 Ti Ti Ti
> 300 ppm Ti Ti Ti Ti
氯离⼦防腐机理及防护
海豚宝宝
1 氯离⼦对不锈钢腐蚀的机理
氯离⼦对不锈钢腐蚀的机理：在化⼯⽣产中，腐蚀在压⼒容器使⽤过程中普遍发⽣，是导致压⼒容器产⽣各种缺陷的主要因素之⼀。普通钢材的耐腐蚀性能较差，不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr和Ni是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合⾦元素。Cr和Ni使不锈钢在氧化性介质中⽣成⼀层⼗分致密的氧化膜，使不锈钢钝化，降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度，使不锈钢的耐
腐蚀性能提⾼。氯离⼦的活化作⽤对不锈钢氧化膜的建⽴和破坏均起着重要作⽤。虽然⾄今⼈们对氯离⼦如何使钝化⾦属转变为活化状态的机理还没有定论，但⼤致可分为2种观点。成相膜理论的观点认为，由于氯离⼦半径⼩，穿透能⼒强，故它最容易穿透氧化膜内极⼩的孔隙，到达⾦属表⾯，并与⾦属相互作⽤形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发⽣变化，⾦属产⽣腐蚀。吸附理论则认为，氯离⼦破坏氧化膜的根本原因是由于氯离⼦有很强的可被⾦属吸附的能⼒，它们优先被⾦属吸附，并从⾦属表⾯把氧排掉。因为氧决定着⾦属的钝化状态，氯离⼦和氧争夺⾦属表⾯上的吸附点，甚⾄可以取代吸附中的钝化离⼦与⾦属形成氯化物，氯化物与⾦属表⾯的吸附并不稳定，形成了可溶性物质，这样导致了腐蚀的加速。电化学⽅法研究不锈钢钝化状态的结果表明，氯离⼦对⾦属表⾯的活化作⽤只出现在⼀定的范围内，存在着1个特定的电位值，在此电位下，不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位，击穿电位越⼤，⾦属的钝态越稳定。因此，可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能⼒
2 应⼒腐蚀失效及防护措施
2.1 应⼒腐蚀失效机理
在压⼒容器的腐蚀失效中，应⼒腐蚀失效所占的⽐例⾼达45%左右。因此，研究不锈钢制压⼒容器的应⼒腐蚀失效显得尤为重要。所谓应⼒腐蚀，就是在拉伸应⼒和腐蚀介质的联合作⽤下⽽引起的低应⼒脆性断裂。应⼒腐蚀⼀般都是在特定条件下产⽣：
①有在拉应⼒的作⽤下。
②产⽣应⼒腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质，不锈钢在含有氧的氯离⼦的腐蚀介质及H2SO4、H2S 溶液中才容易发⽣应⼒腐蚀。
③⼀般在合⾦、碳钢中易发⽣应⼒腐蚀。研究表明，应⼒腐蚀裂纹的产⽣主要与氯离⼦的浓度和温度有关。
热力学三定律压⼒容器的应⼒来源：
