不锈钢因其优异的耐腐蚀性能,常被用于苛刻的环境中以抵抗金属的腐蚀。然而,尽管被称为“不锈钢”,它在特定条件下仍可能出现局部腐蚀问题,包括点蚀、缝隙腐蚀、垢下腐蚀和剥落腐蚀等。
点蚀是局部腐蚀中最常见且难以预测的一种,特别是在含有氯离子的环境中。氯离子能够穿透不锈钢的保护性氧化层,导致金属内部发生阳极反应,金属离子流失,形成腐蚀坑。点蚀可以通过选择更高抗腐蚀性的合金,或者减少环境中氯离子的浓度来预防。此外,确保不锈钢的微观组织均匀,避免敏化处理也能降低点蚀的风险。
缝隙腐蚀发生在沉淀物或缝隙内,由于氧气供应不足,形成了阳极区,而外部则是阴极区,形成电池效应,加速腐蚀。在含氯化物的环境中,缝隙内的酸性条件会加剧腐蚀。避免缝隙的形成,使用高合金含量的材料,以及定期清洁表面,可以减少缝隙腐蚀的发生。
剥落腐蚀表现为金属表面形成疏松的腐蚀层,容易被流体冲刷掉,暴露出新鲜的金属表面,导致腐蚀循环持续。选择不易与环境物质发生化学反应的合金材料,可以有效防止剥落腐蚀。
晶间腐蚀则多发生在焊接或热处理后,尤其是在敏感温度区间。这会导致晶界处的耐腐蚀性降低,形成腐蚀路径。通过使用低碳不锈钢或经过稳定化处理的不锈钢,可以减少晶间腐蚀的风险。
在实际工程应用中,理解这些腐蚀机制至关重要,因为它们可能导致设备的突然失效,对安全性和经济性产生严重影响。设计师和工程师应当充分考虑工作环境,选择合适的材料,采取适当的防腐措施,例如合理设计连接结构,使用防腐涂层,定期维护检查,以及在必要时进行阴极保护,以延长不锈钢构件的使用寿命,减少腐蚀问题带来的损失。