在電力工業(yè)中，不銹鋼的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。在發(fā)電廠，不銹鋼主要用來(lái)制造凝汽器的冷卻管。凝汽器是汽輪發(fā)電機(jī)組的重要輔機(jī)之一，它的性能好壞直接影響機(jī)組的運(yùn)行。而它的主要傳熱組件—冷卻管，是凝汽器的最重要部分，價(jià)格占其總價(jià)的一半以上。因此，冷卻管的選材和選型是凝汽器的設(shè)計(jì)關(guān)鍵。
雖然不銹鋼在各種工業(yè)水中具有很低的全面腐蝕速度（如在流速0.3～0.6m/s的海水中，316不銹鋼的腐蝕速度僅0.5μm/a），但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)條件下，不銹鋼設(shè)備，特別是各種工業(yè)水冷卻器，腐蝕破壞的事故卻十分頻繁。我國(guó)新建的十幾套大型化肥廠（年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨，48萬(wàn)噸尿素）在生產(chǎn)運(yùn)行1～2年后，各廠的不銹鋼水冷卻器相繼出現(xiàn)腐蝕破壞，目前已更換數(shù)十臺(tái)，并且破壞仍在繼續(xù)發(fā)生，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
不銹鋼的腐蝕形態(tài)可分為全面腐蝕和局部腐蝕。在各種工業(yè)水中，不銹鋼具有很低的全面腐蝕速度, 在理想情況下每１００萬(wàn)年才能腐蝕１厘米。因此、全面腐蝕的危害極小。在實(shí)際應(yīng)用中，不銹鋼的局部腐蝕（主要是孔蝕和應(yīng)力腐蝕破裂）能造成巨大的破壞。這種腐蝕往往在設(shè)備某處產(chǎn)生和擴(kuò)大，最終導(dǎo)致不銹鋼設(shè)備的腐蝕報(bào)廢。
2.1在工業(yè)水中不銹鋼的孔蝕
孔蝕是一種極端的局部腐蝕形態(tài)。蝕點(diǎn)從金屬表面發(fā)生后，向縱深發(fā)展的速度大于或等于橫向發(fā)展的速度，腐蝕的結(jié)果是在金屬表面上形成蝕點(diǎn)或小孔。蝕點(diǎn)有時(shí)是彼此孤立的，有時(shí)則彼此靠得很近，好象是一個(gè)粗糙表面。蝕點(diǎn)的直徑可大可小，但大多數(shù)情況下是比較小的，有的只有幾十個(gè)微米。上面常常覆蓋著腐蝕產(chǎn)物，因此不易檢查出來(lái)。很難實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)來(lái)預(yù)估其腐蝕速率。有時(shí)形成蝕點(diǎn)需要較長(zhǎng)時(shí)間，約幾個(gè)月或幾年。一旦形成，發(fā)展又較快，常常突然出現(xiàn)腐蝕損壞（穿孔）。因此，孔蝕是一種危害很大的、劇烈的局部腐蝕形態(tài)。
大量研究已經(jīng)揭示出，孔蝕發(fā)生在附著物或沉積物下。一旦采取措施消除了附著物或沉積物，問(wèn)題也就避免了。
2.2在工業(yè)水中不銹鋼的應(yīng)力腐蝕破裂
在工業(yè)水中奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕破裂是孔蝕誘發(fā)的，兩者的影響參數(shù)相同，只是各自所要求的臨界值不同。 對(duì)于發(fā)生在各種水冷器上的應(yīng)力腐蝕破裂，往往溫度的影響要比Cl－濃度的影響還重要，因此要注意氯離子濃度和溫度的聯(lián)合作用。
于試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果與生產(chǎn)操作條件下的破壞現(xiàn)象存在差異，人們對(duì)不銹鋼設(shè)備特別是換熱器的應(yīng)力腐蝕破裂條件進(jìn)行了多次工業(yè)實(shí)用裝置破壞情況的調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析。美國(guó)杜邦公司對(duì)685臺(tái)18Cr－10Ni型不銹鋼設(shè)備報(bào)廢原因的分析指出，應(yīng)力腐蝕破裂和孔蝕占38%；日本對(duì)954臺(tái)這類材料設(shè)備的破壞原因分析指出，應(yīng)力腐蝕破裂和孔蝕占63%（其中應(yīng)力腐蝕破裂占38%，孔蝕占25%）。西野知良和藤上關(guān)衛(wèi)早在1990年就報(bào)道了他們對(duì)化工廠奧氏體不銹鋼焊接部分破壞的調(diào)查結(jié)果。
3 防止不銹鋼在水中局部腐蝕破壞的途徑
雖然到目前為止，還沒(méi)有完全搞清楚腐蝕的機(jī)理，也不能提出完全避免或消除腐蝕的邊界條件。實(shí)際生產(chǎn)中也常常發(fā)現(xiàn)這種情況：工作條件大致相同的兩臺(tái)設(shè)備，壽命卻相差十分懸殊；再有，同一種不銹鋼在氯離子濃度低（僅10～20mg/L）的冷卻水中發(fā)生了應(yīng)力腐蝕破裂，而在氯離子濃度高的海水中卻長(zhǎng)期安全使用。
對(duì)大量工業(yè)設(shè)備運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)分析，以及許多深入的試驗(yàn)室研究，使我們可以認(rèn)識(shí)到影響不銹鋼孔蝕和應(yīng)力腐蝕破裂的主要因素，并提出一些統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)，這無(wú)疑是有利于延長(zhǎng)不銹鋼設(shè)備的操作壽命的。
不銹鋼設(shè)備的報(bào)廢完全是局部腐蝕破壞，主要是孔蝕和應(yīng)力腐蝕破裂所造成的，因此對(duì)工業(yè)水尋求合理、經(jīng)濟(jì)、有效的防腐蝕措施，一直是各國(guó)悉心研究的對(duì)象。目前雖尚未達(dá)到完善的境界，但還是找到了各種有效辦法，可供實(shí)際生產(chǎn)的需要和條件來(lái)加以應(yīng)用。
3.1選用耐局部腐蝕破壞的合金材料
長(zhǎng)期以來(lái)，認(rèn)為鎳鉻奧氏體鋼具有應(yīng)力腐蝕破裂傾向，只有純鐵素體高鉻不銹鋼沒(méi)有這種傾向。實(shí)際上，高鎳（35～40%）奧氏體不銹鋼對(duì)應(yīng)力腐蝕破壞也是免疫的6，只有含鎳8～10%的18%Cr鋼對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂敏感?，F(xiàn)在，研究人員采用聚焦離子束二級(jí)離子質(zhì)譜技術(shù)證實(shí)：材料加工技術(shù)的改進(jìn)也可以減少低等級(jí)不銹鋼腐蝕。
3.2采用退火處理來(lái)消除應(yīng)力
為了完全消除應(yīng)力，退火應(yīng)在850℃以上進(jìn)行，這在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往因設(shè)備尺寸太大或可能發(fā)生變形而辦不到。為了防止不銹鋼的晶間應(yīng)力腐蝕破裂，通常在550～600℃低溫退火，這對(duì)消除應(yīng)力也是有效的。此外在制造設(shè)備時(shí)，還應(yīng)注意：
（1）有可能導(dǎo)致產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的介質(zhì)，不允許在拋光時(shí)應(yīng)用；
（2）酸洗后應(yīng)將殘液充分清除掉，并采取鈍化工藝7；
（3）焊薄壁管時(shí)，應(yīng)消除因?qū)Φ貌恢彼a(chǎn)生的不均形變。
3.3其它保護(hù)方法
許多防腐蝕措施在一定條件下均可收到一定效果，如涂層，只要能避免片狀剝落就有效。下面再介紹幾種防護(hù)方法：
3.3.1陰極保護(hù)
在電位為－0.8V（對(duì)Ag/AgCl電極）時(shí)，可以抑制與碳鋼接觸的CrNi鋼的縫隙腐蝕，對(duì)304和316不銹鋼效果明顯。在平靜海水中可采用鋁犧牲陽(yáng)極進(jìn)行陰極保護(hù)。
3.3.2用緩蝕劑防止應(yīng)力腐蝕破裂
奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕破裂發(fā)生在活化電位區(qū)，必須使用吸附型緩蝕劑對(duì)其覆蓋。吸附型緩蝕劑的主要成分是有機(jī)雜環(huán)化合物和有機(jī)胺為主體的衍生物，其中的有機(jī)胺衍生物在金屬表面的陰極區(qū)發(fā)生了活化電位區(qū)；親水集團(tuán)中的未公用電子對(duì)與金屬元素d軌道雜化進(jìn)行配位結(jié)合發(fā)生了化學(xué)吸附；緩蝕劑分子中的不飽和鍵也通過(guò)Л鍵的作用在金屬表面形成共軛作用加強(qiáng)了化學(xué)吸附。因而在金屬表面形成致密吸附膜，抑制了金屬腐蝕過(guò)程。
3.3.3電化學(xué)方法
腐蝕發(fā)生與否取決于材料構(gòu)成及表面性質(zhì)、環(huán)境（溫度、濕度、鹽含量、壓力、材料中雜質(zhì)的種類及含量、材料的構(gòu)型、流體的流動(dòng)狀態(tài)等等）等諸多因素，應(yīng)以水中鐵離子增大、腐蝕掛片超標(biāo)而非氯離子濃度作為判據(jù)。
電化學(xué)技術(shù)提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)后，循環(huán)水中氯離子濃度肯定比原來(lái)高，但由于電化學(xué)工藝中循環(huán)水中氯離子的化學(xué)環(huán)境發(fā)生了顯著變化，氯離子發(fā)生腐蝕的概率、程度將發(fā)生明顯改變。
電化學(xué)條件下：（1）pH值可調(diào)控，保持水質(zhì)在最佳區(qū)間波動(dòng)，有效避免酸堿腐蝕，尤其降低H+對(duì)氯離子活度的增強(qiáng)作用。（2）電化學(xué)條件的大電流，對(duì)氯離子產(chǎn)生更有效的水合作用，大幅降低氯離子活度。（3）電化學(xué)條件下可以更好控制濁度、抑制氨氮、微生物的生長(zhǎng)，降低水質(zhì)惡化趨勢(shì)，更全面控制腐蝕。（4）電化學(xué)可以更好的平衡腐蝕、結(jié)垢、微生物，控制各項(xiàng)指標(biāo)。
電解質(zhì)的平均活度因子γ±隨溶液離子強(qiáng)度I的增加而減小。離子強(qiáng)度是離子電荷所形成的靜電場(chǎng)的一種量度，電化學(xué)設(shè)備在該靜電場(chǎng)的基礎(chǔ)上附加了一個(gè)外電場(chǎng)，相當(dāng)于增大了離子強(qiáng)度，故而能夠使電解質(zhì)的活度因子顯著下降。衛(wèi)士電化學(xué)設(shè)備由于極板間距小，相同電壓下能夠形成更強(qiáng)的電場(chǎng)，對(duì)電解質(zhì)平均活度因子的影響更加顯著。在循環(huán)水中，對(duì)氯離子而言，活度因子降低后，活度下降，即有效濃度下降，其腐蝕作用也大大減弱。工業(yè)運(yùn)行結(jié)果表明電化學(xué)條件下氯離子濃度維持在2000-4000mg/L，循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕可控。
3.3.4采取措施降低與冷卻水接觸的傳熱面的表面溫度
若將表面溫度降至臨界溫度以下，就可大大減少發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的可能性，并且這種方法要比其它任何辦法更有效。為了降低表面溫度，盡可能采用高流速低溫水來(lái)冷卻，以降低表面溫度。
3.3.5消除不銹鋼管表面的附著物
3.3.5.1對(duì)于火力發(fā)電廠的運(yùn)行機(jī)組，其凝汽器不銹鋼管水側(cè)表面的附著物是鐵銹和垢，對(duì)于已出現(xiàn)的銹、垢，應(yīng)采用硝酸清洗除去，化學(xué)清洗時(shí)，應(yīng)防止帶入氯離子。只要能保持不銹鋼表面的清潔，就可收到良好的保護(hù)效果。
在生產(chǎn)運(yùn)行中，各廠應(yīng)根據(jù)具體水質(zhì)和使用的緩蝕阻垢藥劑，通過(guò)試驗(yàn)確定運(yùn)行指標(biāo)(濁度、硬度和水流速等)，以防止表面出現(xiàn)沉積物的問(wèn)題。
3.3.5.2對(duì)于火力發(fā)電廠的基建機(jī)組，新不銹鋼管的內(nèi)、外表面的附著物是一層成分復(fù)雜的有害膜、化學(xué)拋光材料和污染附著物。其中有害膜和化學(xué)拋光材料是不銹鋼管在加工過(guò)程中產(chǎn)生的；污染附著物是泥土，沙礫、水泥等含硅物質(zhì)，是不銹鋼管在儲(chǔ)存、安裝期間污染和附著上的（西北地區(qū)風(fēng)沙較大，這種狀況更嚴(yán)重）。同時(shí)、新管在生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝過(guò)程中又造成了殘留應(yīng)力。
4 結(jié)束語(yǔ)
不銹鋼是耐腐蝕的，但是、當(dāng)局部腐蝕活化點(diǎn)一旦形成，發(fā)展又較快（其腐蝕速率最高可達(dá)10000mm/a,相當(dāng)于1.15毫米/小時(shí)），常常會(huì)突然出現(xiàn)腐蝕損壞（穿孔或破裂）而帶來(lái)災(zāi)難性的后果。因此、在認(rèn)識(shí)上、工作中應(yīng)予以高度重視，綜合采取各種方法抑制不銹鋼的局部腐蝕。
全國(guó)服務(wù)熱線：4000960565
郵箱：weishizhongguo@xzf9.org
地址：北京市東城區(qū)朝陽(yáng)門(mén)內(nèi)南小街6號(hào)樓405室
Copyright ? 2020 衛(wèi)士循環(huán)水處理（北京）有限公司 版權(quán)所有 京ICP備14043666號(hào)-1