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              雙相不銹鋼管的點蝕行為分析
              發布者: 發布時間:2020/10/4 閱讀:1176

               點蝕是一種集中于雙相不銹鋼管表面很小的范圍并深入到金屬內部的腐蝕形態。產生原因在于金屬表面的電化學不均一性形成小而集中的陽極和大陰極的腐蝕電池。由于點蝕具有范圍小深度深的腐蝕特征,金屬在發生點蝕的情況下失重較小而產生穿孔,造成零件的報廢,引發事故。

               

               點蝕過程主要分為三個階段:點蝕萌生階段、亞穩態點蝕階段、穩態點蝕階段。在點蝕的萌生階段,不銹鋼表面的鈍化膜由于晶界、位錯、析出相等原因具有了不連續性、不均勻性等特點,在鹵素離子特別是氯離子的侵蝕作用下,雙相不銹鋼管表面鈍化膜在較為薄弱處發生破裂,導致了點蝕的萌生。影響鈍化膜保護性的因素主要包括合金成分、腐蝕介質、溫度等,F階段研究普遍認可的三種鈍化膜破裂微觀機制包括吸附減薄機制、離子遷移剌穿機制和鈍化膜破裂機制。吸附減薄機制最早于1976年由Heussler和Fischer提出,他們認為氯離子與氧氣競爭吸附,吸附在鈍化膜上的氯離子促使其減薄,導致金屬基體發生溶解。而現在普遍認為,鈍化膜為多層結構,因此氯離子吸附減薄被認為是點蝕發生的重要過程而非必要條件。離子遷移刺穿機制即為鹵素離子穿過鈍化膜到金屬-氧化物界面,促進基體金屬的溶解。在氯化物溶液中的點蝕萌生需要孕育期這一現象有效證明了這一機制的發生。浙江宏盛特鋼有限公司于1979年提出點缺陷模型,從物理學的角度解釋鈍化膜生長與破裂的動力學過程,可用于定量分析鈍化電流、鈍化膜厚度及鈍化膜內部電勢分布。但點缺陷模型存在一定局限性,它沒有考慮到點蝕中的亞穩態點蝕過程。鈍化膜的破裂機制將點蝕過程中鈍化膜在溶液中的破裂與修復考慮在內。

               

               雙相不銹鋼管在鈍化膜薄弱或缺陷位置易發生鈍化膜的破裂,導致點蝕的萌生。只有在具備穩定生長條件的破裂位置才能形成穩態點蝕。這一機制有效解決了點蝕的穩定性問題。

               

               雙相不銹鋼管點蝕的增長受諸多因素控制,受環境溫度、腐蝕介質濃度和陽極電位等因素的影響。點蝕萌生伴隨著亞穩態點蝕的進行。亞穩態點蝕過程中,點蝕萌生發展一段時間后不再繼續發展,而是產生鈍化,鈍化膜發生破裂后一段時間又重新修復鈍化,是鈍化膜的破裂和修復交替進行的一個過程。這一過程通常在臨界點蝕溫度和臨界點蝕電位以下進行,在電流波動上,表現為微小的暫態峰。亞穩態點蝕坑內部氧化膜的溶解再生交替進行,當氧化膜溶解速率大于再生速率時,亞穩態點蝕即逐步發展為穩態點蝕;反之則發生鈍化。穩態點蝕即為點蝕坑穩定增長的點蝕行為。

               
               

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