淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害課件

淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害與防護(hù)建議匯報(bào)人：XXX服務(wù)生產(chǎn)、貼近生產(chǎn)技術(shù)交流淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害與防護(hù)建議服務(wù)生產(chǎn)、貼匯報(bào)內(nèi)容腐蝕分類(lèi)鹽酸腐蝕機(jī)理特征分析Cl-點(diǎn)蝕機(jī)理分析Cl-晶間腐蝕機(jī)理分析Cl-應(yīng)力腐蝕機(jī)理分析防止Cl-腐蝕防護(hù)案例及建議匯報(bào)內(nèi)容

在近幾年的煉油催化劑生產(chǎn)過(guò)程中，由于原料中腐蝕性介質(zhì)鹽酸的存在，其中尤其是氯離子幾乎貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程與設(shè)備，發(fā)現(xiàn)催化劑生產(chǎn)裝置：微球、分子篩、全白土、原料等車(chē)間的很多設(shè)備，包括罐體、工藝管線(xiàn)、機(jī)動(dòng)設(shè)備等均發(fā)生了嚴(yán)重腐蝕、泄漏。停工檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)局部蝕坑與蝕槽很深，裂紋很多，甚至蝕穿，且焊縫蝕槽無(wú)法直接補(bǔ)焊。引言在近幾年的煉油催化劑生產(chǎn)過(guò)程中，由于氯離子的腐蝕在催化劑生產(chǎn)中主要表現(xiàn)為四類(lèi)：①點(diǎn)腐蝕，主要存在于罐體、管線(xiàn)、料斗、罩子和塔的內(nèi)表面等；如：微球裝置的反應(yīng)釜、儲(chǔ)裝容器和工藝管線(xiàn)。②晶間腐蝕，主要存在于工藝介質(zhì)PH值比較低、設(shè)備有焊接與熱影響區(qū)的部位；如：微球裝置反應(yīng)釜與中間罐各環(huán)縱焊縫處。③應(yīng)力腐蝕，主要是工藝介質(zhì)PH值比較高的奧氏體不銹鋼焊接部位；如：分子篩裝置交換罐環(huán)縱焊縫處。④磨損腐蝕，主要是在既有腐蝕又有磨損的地方。如：各裝置釜內(nèi)攪拌軸、送料泵、槳式干燥器、高速輸料管線(xiàn)和雙向絞輪等。腐蝕分類(lèi)氯離子的腐蝕在催化劑生產(chǎn)中主要表現(xiàn)為四類(lèi)：腐蝕分類(lèi)鹽酸是還原性強(qiáng)酸，是腐蝕性最強(qiáng)的物質(zhì)之一，大多數(shù)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位都在氫標(biāo)準(zhǔn)電極電位之下，所以和含大量氫離子的鹽酸溶液接觸時(shí)，迅速發(fā)生反應(yīng)，金屬離子進(jìn)入溶液，氫離子成為氣體放出，構(gòu)成強(qiáng)烈的放氫型腐蝕。鹽酸的露點(diǎn)溫度為110-150℃以上，300℃以下，干熱的鹽酸氣體對(duì)碳鋼腐蝕輕微，但是鹽酸冷凝溶液形成的露點(diǎn)腐蝕十分嚴(yán)重，對(duì)此大多采用耐酸瓷磚襯里解決。鹽酸腐蝕機(jī)理特征分析鹽酸是還原性強(qiáng)酸，是腐蝕性最強(qiáng)的物質(zhì)之一，大多數(shù)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電Cl-點(diǎn)蝕機(jī)理分析Cl-點(diǎn)蝕機(jī)理分析淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害課件由于不銹鋼在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常處于復(fù)雜的變溫腐蝕介質(zhì)中,溫度對(duì)于不銹鋼腐蝕的影響非常重要,自從上世紀(jì)70年代初，普遍采用臨界點(diǎn)蝕溫度評(píng)價(jià)不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能。氯離子在水溶液中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕體系，也可以用電化學(xué)極化曲線(xiàn)評(píng)價(jià)不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能。Cl-點(diǎn)蝕機(jī)理分析指標(biāo)由于不銹鋼在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常處于復(fù)雜的變溫腐蝕介質(zhì)中,溫度對(duì)于

超過(guò)該溫度,304材料表面鈍化膜破裂形成微蝕孔，材料腐蝕電流將急劇增加。a、304；b、316Cl-點(diǎn)蝕機(jī)理分析超過(guò)該溫度,304材料表面鈍化膜破裂形成微蝕孔，材料隨著Cl-濃度的增大,材料的臨界點(diǎn)蝕溫度下降，Cl-有利于加速不銹鋼材料點(diǎn)蝕的發(fā)生。304和316不銹鋼分別對(duì)0.01%～0.05%和0.1%～0.5%區(qū)間內(nèi)的Cl-濃度變化比較敏感。隨著Cl-濃度的增大,材料的臨界點(diǎn)蝕溫度下降，Cl-有不銹鋼良好的耐蝕性能來(lái)自其表面的可鈍化性，關(guān)于不銹鋼的表面鈍化曾提出過(guò)多種不同假說(shuō)，主要有氧化物膜理論、吸附膜理論等；競(jìng)爭(zhēng)吸附理論提出，Cl-的競(jìng)爭(zhēng)吸附可以誘發(fā)點(diǎn)蝕，鹵素離子能夠滲透并破壞不銹鋼表面的鈍化膜，被破壞后的氧化膜難以再生和修復(fù)，所以引起腐蝕；按照此理論，點(diǎn)蝕的發(fā)生和發(fā)展主要分三個(gè)階段：淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害課件

首先，鈍化金屬表面上局部吸附侵蝕性陰離子(Cl-)，溶液中同時(shí)存在的溶解氧或氧化劑，使金屬的腐蝕電位升高,達(dá)到或超過(guò)臨界點(diǎn)蝕電位,這時(shí),Cl-就可能擊穿表面膜,導(dǎo)致點(diǎn)蝕核的產(chǎn)生。點(diǎn)蝕從亞穩(wěn)態(tài)孔蝕行為開(kāi)始。不銹鋼表面的各種缺陷,如表面硫化物夾雜、晶界碳化物沉積、表面溝槽處等地方,鈍化膜首先遭到破壞露出基層金屬,出現(xiàn)小蝕孔(孔徑多為20～30μm),這就是亞穩(wěn)態(tài)孔核,成為點(diǎn)腐蝕生成的活性中心。首先，鈍化金屬表面上局部吸附侵蝕性陰

接下來(lái)，蝕核形成后,相當(dāng)一部分點(diǎn)仍可能再鈍化,若再鈍化阻力小,蝕核就不再長(zhǎng)大。當(dāng)受到促進(jìn)因素影響,蝕核繼續(xù)長(zhǎng)大至一定臨界尺寸時(shí)(一般孔徑大于30μm),金屬表面出現(xiàn)宏觀(guān)可見(jiàn)的蝕孔,這個(gè)特定點(diǎn)成為孔蝕源。接下來(lái)，蝕核形成后,相當(dāng)一部分點(diǎn)仍可能再

最后，蝕孔一旦形成則加速生長(zhǎng)。一般認(rèn)為,陽(yáng)離子的容易釋放以及陰離子向缺陷位置上微觀(guān)凹陷處的遷移,會(huì)引起由于水解作用而產(chǎn)生的侵蝕性環(huán)境的形成;在這些分散的點(diǎn)上生成的酸性溶液首先可局部地侵蝕氧化膜,然后侵蝕金屬基體，加速點(diǎn)蝕發(fā)展。最后，蝕孔一旦形成則加速生長(zhǎng)。一般認(rèn)為,

對(duì)2205雙相不銹鋼，點(diǎn)蝕試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該材料（試驗(yàn)溶液為6%FeCl3+1%HCl）的CPT為38℃,點(diǎn)蝕分為2種發(fā)展趨勢(shì)(點(diǎn)蝕坑的形貌分為2種):

第1種表面張開(kāi)型蝕坑,其產(chǎn)生原因是由于試驗(yàn)溫度較高,聚集在試樣表面的Cl-異?；钴S,由于材料局部組織性能不均勻,鈍化膜首先被破壞成為點(diǎn)蝕活性中心,蝕核形成并向其周邊生長(zhǎng)；第2種是表面封閉性蝕坑,是由于材料表面局部鈍化膜破壞,氯離子通過(guò)優(yōu)先發(fā)生點(diǎn)蝕的區(qū)域向內(nèi)部滲透,在試樣表層下面形成高氯離子區(qū),隨后腐蝕區(qū)域慢慢增大,形成腐蝕空洞。對(duì)2205雙相不銹鋼，點(diǎn)蝕試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Cl-晶間腐蝕機(jī)理分析Cl-晶間腐蝕機(jī)理分析淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害課件

在鋼鐵材料中,其微觀(guān)結(jié)構(gòu)是由晶粒組成的,晶粒的尺寸一般在10-1-10-3mm左右,故只有在顯微鏡下才能看到。晶粒與晶粒之間的界面叫“晶粒間界”或簡(jiǎn)稱(chēng)晶界。在鋼鐵材料中,其微觀(guān)結(jié)構(gòu)是由晶粒組成的

對(duì)18-8鋼而言,產(chǎn)生晶間腐蝕較有說(shuō)服力的解釋是由于晶界出現(xiàn)“貧鉻區(qū)”造成的。碳在奧式體中的溶解度隨溫度的降低而降低。18-8鋼中碳含量為0.08%,而室溫時(shí)的溶解度只有0.02%,就是說(shuō),常溫下碳是以過(guò)飽和狀態(tài)固溶于奧氏體中,并且由于擴(kuò)散速度慢而不析出。焊接時(shí),由于熱作用,18-8鋼中過(guò)飽和碳就會(huì)在晶粒邊界首先析出,并與鉻結(jié)合形成碳化鉻,如Cr23C6

等。碳化鉻中鉻的濃度很高,可達(dá)95%,比18-8鋼中鉻的濃度高的多,雖然碳化鉻中碳的濃度也比18-8鋼中碳的濃度高,但由于碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度比鉻的擴(kuò)散速度高的多,鉻來(lái)不及補(bǔ)充晶界由于形成碳化鉻而損失的鉻,結(jié)果晶界的鉻含量就隨碳化鉻的不斷析出而不斷降低,當(dāng)鉻含量降低到鈍化所需要的最低濃度(12%)時(shí)即稱(chēng)為“貧鉻”,此時(shí)電極電位急劇降低,失去耐腐蝕能力。如果此時(shí)焊縫接觸腐蝕介質(zhì),就會(huì)與周?chē)饘傩纬呻姵馗g,雖腐蝕僅發(fā)生在晶粒表面,但卻迅速深入內(nèi)部,形成晶間腐蝕,帶來(lái)嚴(yán)重后果。產(chǎn)生晶間腐蝕的原因分析對(duì)18-8鋼而言,產(chǎn)生晶間腐

在腐蝕介質(zhì)作用下，晶粒內(nèi)部雖僅呈微弱腐蝕，工件表面也看不出什么明顯的損壞，但由于晶粒邊界耐腐蝕能力迅速降低，晶界卻迅速被溶解并不斷深入，完全破壞了晶粒之間的聯(lián)系，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)早期破壞和性能的顯著下降，它是18/8鋼一種危險(xiǎn)性很大的破壞形式。晶間腐蝕的特點(diǎn)在腐蝕介質(zhì)作用下，晶粒內(nèi)部雖僅呈微弱腐淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害課件圖為SUS316（a)和SUS316L（b)經(jīng)650℃敏化處理后在含銅屑的硫酸-硫酸銅沸騰溶液中經(jīng)16小時(shí)腐蝕后的光學(xué)顯微鏡照片。SUS316的部分晶粒完全脫落,并且晶界上有粗大的Cr23C6析出。SUS316L只有彌散的碳化物析出,沒(méi)有顯示出晶界。這說(shuō)明SUS316敏化嚴(yán)重,而SUS316L則沒(méi)有發(fā)生晶間腐蝕現(xiàn)象。圖為SUS316（a)和SUS316L（b)經(jīng)650℃敏化處晶界貧鉻是固態(tài)下原子擴(kuò)散的結(jié)果,故除化學(xué)成分而外,溫度和時(shí)間是主要影響因素。溫度影響擴(kuò)散能力。當(dāng)溫度很低時(shí),碳原子無(wú)力擴(kuò)散,碳化物不可能產(chǎn)生,也就不會(huì)產(chǎn)生晶界貧鉻現(xiàn)象,溫度升高,碳化物析出的能力增加,但鉻的擴(kuò)散能力不及碳,故當(dāng)溫度升高時(shí),晶界貧鉻的傾向增加,當(dāng)溫度很高時(shí),例如超過(guò)1000℃,碳化物不穩(wěn)定,或者不會(huì)析出來(lái),或者析出來(lái)的也會(huì)重新溶入到奧氏體中去,故不會(huì)造成晶界貧鉻。因此,18-8鋼只有在適當(dāng)?shù)臏囟葏^(qū)間受熱時(shí)才容易產(chǎn)生晶界貧鉻現(xiàn)象,過(guò)高和過(guò)低的溫度都不會(huì)出現(xiàn)晶界貧鉻。最易產(chǎn)生晶間腐蝕的溫度區(qū)間稱(chēng)為危險(xiǎn)溫度區(qū),又稱(chēng)敏化溫度區(qū),根據(jù)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,敏化溫度區(qū)的范圍是450～850℃。其中700～750℃溫度區(qū)內(nèi)最危險(xiǎn)。晶間腐蝕的影響因素晶界貧鉻是固態(tài)下原子擴(kuò)散的結(jié)果,故除化學(xué)成分而外,溫度和時(shí)間淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害課件(2)時(shí)間影響濃度梯度。盡管在450～850℃溫度區(qū)內(nèi),若經(jīng)歷時(shí)間極短,碳來(lái)不及擴(kuò)散到邊界,結(jié)果碳化物未能形成,貧鉻尚未發(fā)生,即處于圖1所示的“一次穩(wěn)定區(qū)”。若時(shí)間很長(zhǎng),則鉻以充分?jǐn)U散到晶界進(jìn)行補(bǔ)充,使晶界的貧鉻消失,至少晶界已達(dá)到鈍化所需的鉻濃度,即出現(xiàn)“二次穩(wěn)定狀態(tài)”,此時(shí)晶間腐蝕也不致出現(xiàn)。在兩種穩(wěn)定狀態(tài)之間的時(shí)間是不穩(wěn)定狀態(tài),會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向。鋼材在焊接過(guò)程中,都會(huì)在焊縫周?chē)纬珊附訜嵊绊憛^(qū)。在熱影響區(qū)內(nèi),溫度從溶池向外逐漸降低,同時(shí)在焊接和冷卻時(shí),焊件的焊縫周?chē)臏囟入S著時(shí)間的變化而不同。因此不可避免的焊件周?chē)嬖诿艋瘻囟葏^(qū),也就存在了晶間腐蝕的傾向。晶間腐蝕的影響因素(2)時(shí)間影響濃度梯度。晶間腐蝕的影響因素Cl-應(yīng)力腐蝕機(jī)理分析Cl-應(yīng)力腐蝕機(jī)理分析淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害課件淺析Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕危害課件有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為了防止水壓試驗(yàn)時(shí)，Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼造成應(yīng)力腐蝕危害，要求水壓試驗(yàn)用水及使用介質(zhì)中的氯離子含量不得超過(guò)215×10-5

。表奧氏體不銹鋼與雙相不銹鋼在Cl－溶液中產(chǎn)生SCC（應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂）臨界溫度的比較有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為了防止水壓試驗(yàn)時(shí)，Cl-對(duì)奧氏體不中性氯化物溶液中的Cl-濃渡與不同鋼種產(chǎn)生SCC（應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂）臨界溫度的關(guān)系中性氯化物溶液中的Cl-濃渡與不同鋼種產(chǎn)生SCC（應(yīng)力腐蝕開(kāi)防止Cl-腐蝕防護(hù)案例及建議防止Cl-腐蝕防護(hù)案例及建議

經(jīng)鈍化處理,試樣在3.5%NaCl溶液的點(diǎn)蝕電位從鈍化處理前的229mV提高到鈍化處理后的931mV,鈍化處理顯著改善了316L不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能。鈍化工藝：含35%硝酸的鈍化液進(jìn)行化學(xué)鈍化處理,鈍化時(shí)間為6h,鈍化成膜的試樣用去離子水洗凈,無(wú)水乙醇擦凈,吹干。鈍化經(jīng)鈍化處理,試樣在3.5%NaCl溶液的點(diǎn)蝕電位從圖0Cr25Ni7Mo4材料和304、316不銹鋼的腐蝕電流-溫度曲線(xiàn)（3.5％NaCl）從合金元素的角度分析優(yōu)良耐點(diǎn)蝕性能的原因,0Cr25Ni7Mo4不銹鋼含有比較高的鉻、鎳、鉬等元素,這些元素都能極大提高材料的耐點(diǎn)蝕性能。其中Cr有利于在合金鋼表面形成致密的富鉻鈍化膜，該鈍化膜中的鉻以Cr2O3,CrOOH,Cr(OH)3等多種形態(tài)存在，含氫氧的存在,使金屬元素有可能以結(jié)合水的形式存在于鈍化膜的表層,氫氧的結(jié)合可能組成以氫鍵相結(jié)合的交聯(lián)溶膠式結(jié)構(gòu),提高膜的再鈍化能力。Ni是很有效地?cái)U(kuò)大奧氏體區(qū)元素,同時(shí)它還能擴(kuò)大鋼在非氧化性介質(zhì)中的鈍化范圍,而且還能有效提高不銹鋼的再鈍化能力。Mo能夠增加材料的鈍化提高耐蝕,特別是能夠提高材料在還原性介質(zhì)中的耐蝕性能,同時(shí)它還有非常明顯的抑制點(diǎn)蝕和晶間腐蝕的傾向。合金化（材質(zhì)升級(jí)）圖0Cr25Ni7Mo4材料和從合金元素的角度分圖0Cr25Ni7Mo4的金相照片,由奧氏體(白色區(qū)域)和鐵素體(灰黑色區(qū)域)組成,鐵素體含量約為50%，為雙相不銹鋼。Ni是典型的奧氏體形成元素,而Cr、Mo是典型的鐵素體形成元素,因此容易形成Ni在γ相中的相對(duì)富集,和Cr與Mo在α相中的相對(duì)富集.雙相不銹鋼點(diǎn)蝕一般優(yōu)先在Cr、Mo含量相對(duì)較低的γ上產(chǎn)生.所以雙相不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性主要取決于γ相的耐點(diǎn)蝕能力，但是隨著鋼中Mo、Cr含量的增加,γ相的Mo、Cr的含量隨之增加,γ相的耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PRE值增加,合金鋼的耐點(diǎn)蝕性能也隨之增加，而這,正是為什么更高的Mo、Cr的含量能夠引起材料耐點(diǎn)蝕性能的進(jìn)一步提高的原因。圖0Cr25Ni7Mo4的金相照片,由奧氏體(白色區(qū)域

2205雙相不銹鋼具有較高的強(qiáng)度和韌性,具有良好的耐腐蝕性能,尤其是在含氯離子的介質(zhì)環(huán)境中,具有良好的耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕性能,一般認(rèn)為可用于最高氯化物水平至少在500g/m3,甚至更高的環(huán)境中,因而,在石油、化工、合成纖維以及石油提煉和輸送等現(xiàn)代工業(yè)部門(mén)中,得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。西氣東輸某氣源工程包括長(zhǎng)約13km的集輸管線(xiàn)和一個(gè)年產(chǎn)量120多億立方米的天然氣處理廠(chǎng)的內(nèi)部管道,但天然氣采出水中含有10%左右的氯離子,腐蝕性很強(qiáng),應(yīng)用2205連續(xù)運(yùn)行多年。天然氣處理工業(yè)防腐選材案例2205雙相不銹鋼具有較高的強(qiáng)度和韌性

在鹽酸生產(chǎn)工業(yè)中，能滿(mǎn)足防腐要求的金屬材料，僅有NiMo30Fe、NiFe22Cr22Mo、鉭、鈦。鉭在FeCl3和Cl2存在的情況下，所有濃度的鹽酸直至沸騰鹽酸也不腐蝕。表中0≤0.08mm/a；1代表0.08-0.15mm/a；2代表0.15-0.25mm/a；

3＞0.25mm/a鹽酸生產(chǎn)工業(yè)防腐選材案例在鹽酸生產(chǎn)工業(yè)中，能滿(mǎn)足防腐要求的金屬材料，僅有Ni工藝參數(shù)：過(guò)飽和NaCl溶液、136℃，2.5MPa腐蝕歷史：碳鋼罐體結(jié)鹽，2天停產(chǎn)一次；18-8襯里點(diǎn)蝕、潰瘍腐蝕，半年一修防腐改造：采用雙相不銹鋼00Cr18Ni5Mo3Si2襯里，使用超過(guò)10年江漢油田鹽化工總廠(chǎng)鹽硝聯(lián)合裝置鹽水蒸發(fā)罐和芒硝蒸發(fā)罐工藝參數(shù)：鹽水罐48-110℃，芒硝罐100℃防腐改造：采用雙相不銹鋼00Cr18Ni5Mo3Si2襯里，使用超過(guò)10年湖北化工廠(chǎng)制鹽蒸發(fā)罐選材案例工藝參數(shù)：過(guò)飽和NaCl溶液、136℃，2.5MPa湖北化工雙相不銹鋼具有優(yōu)于奧氏體不銹鋼的性能，含Mo雙相不銹鋼具有低應(yīng)力下良好的耐氯離子應(yīng)力腐蝕性能和耐孔蝕性能；有良好的耐疲勞腐蝕和磨損腐蝕性能；有良好的力學(xué)性能、疲勞強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度；鐵素體中的α相對(duì)奧氏體中的γ相起到陰極保護(hù)作用。在晶間腐蝕方面，由于含C量低，鐵素體的存在增加了晶界和相界面積，降低了單位面積上碳的沉淀量；鐵素體中的鉻含量大于奧氏體，鉻在鐵素體中的擴(kuò)散速度大于奧氏體，在相界析出碳化物雖然消耗了鐵素體中的鉻含量，但是易于擴(kuò)散得到補(bǔ)償，不易形成貧鉻區(qū)；雙相不銹鋼的高鉻低鎳不但減小了在奧氏體晶界的連續(xù)沉淀物，還降低了碳的活度系數(shù)，提高鋼的抗晶間腐蝕性能。雙相不銹鋼的耐蝕性能分析雙相不銹鋼具有優(yōu)于奧氏體不銹鋼的性能，含Mo雙相不銹(1)通過(guò)母材或焊接材料調(diào)整焊縫化學(xué)成分，使晶間不形成或少形成碳化鉻。措施有：①低碳法：控制焊縫含碳量低于0.08%(低碳)或0.04%(超低碳)，可大大降低碳鉻的析出量，不至造成晶間貧鉻，這是最根本的措施。②加穩(wěn)定劑法(替鉻法)：加入比鉻親碳能力更強(qiáng)的合金元素，使碳與這些合金元素有限形成碳化物析出，起到穩(wěn)定奧氏體內(nèi)鉻含量的作用，避免貧鉻。這些加入的元素稱(chēng)為“穩(wěn)定劑”。根據(jù)它們親碳能力大小依次排列如下：鈦、釩、鎢、鉬、鉻、錳、鐵等。穩(wěn)定劑可通過(guò)母材加入,如1Cr18Ni9Ti這類(lèi)18-8鋼稱(chēng)為穩(wěn)定型；也可通過(guò)焊接材料加入。③雙相法：通過(guò)焊接材料向焊縫摻入元素形成鐵素體(鈦、鋁、硅等)，使焊縫成奧式體—鐵素體雙相組織，從而提高抗晶間腐蝕能力。因?yàn)殂t在鐵素體內(nèi)迅速擴(kuò)散到晶界，補(bǔ)充因形成碳化鉻帶來(lái)的損失,防止貧鉻區(qū)的出現(xiàn)，同時(shí)鐵素體在奧式體內(nèi)能打破貧鉻區(qū)的連續(xù)性，減輕晶間腐蝕的危害。從總的耐腐蝕能力看，單相組織最好。為此加入的鐵素體量應(yīng)加控制，以免損害總的耐蝕能力。一般控制鐵素體相不超過(guò)5%。晶間腐蝕防護(hù)對(duì)策(1)通過(guò)母材或焊接材料調(diào)整焊縫化學(xué)成分，使晶間不形成或少(2)控制焊接在危險(xiǎn)溫度區(qū)的停留時(shí)間,防止過(guò)熱,使之不進(jìn)入陰影區(qū)?？旌缚炖淇梢允菇宇^基本處于一次穩(wěn)定區(qū)。具體措施有:①采用直流反接極,即使用交直流兩用焊條,也最好選用直流電源,并且電流應(yīng)比焊碳鋼小15%～20%;②使焊時(shí)應(yīng)保證第一層熔透,如果破口較深,則宜選用細(xì)一些的焊條,使焊條能伸到根部;③盡量采用較大焊接速度、短弧焊,不橫向擺動(dòng)。多層焊時(shí),層間要完全冷卻后再焊下一層,并允許用水激冷焊縫;④與腐蝕介質(zhì)接觸的那側(cè)焊縫盡可能安排在最后使焊,以免它受另一側(cè)焊縫熱作用的影響而增大晶間腐蝕傾向;⑤不準(zhǔn)敲打焊件,不得在焊縫旁邊引弧,防止焊渣溶滴掉落在焊件上。在施焊時(shí),最好用夾鉗把地線(xiàn)與工件夾緊,以免局部產(chǎn)生塑性變形殘留應(yīng)力或局部受熱而產(chǎn)生局部腐蝕。晶間腐蝕防護(hù)對(duì)策(2)控制焊接在危險(xiǎn)溫度區(qū)的停留時(shí)間,防止過(guò)熱,使之不進(jìn)入(3)當(dāng)焊接過(guò)程中出現(xiàn)了貧鉻區(qū)可能造成晶間腐蝕時(shí),可采用焊后熱處理來(lái)補(bǔ)救。①穩(wěn)定化退火,加熱到850℃保溫2h后空冷,使碳化物充分析出,鉻也得以充分?jǐn)U散,從而進(jìn)入二次穩(wěn)定區(qū)。這樣處理后,即使再度加熱到敏化溫度也不會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕。②固溶處理。加熱到1050～1150℃,使焊接使析出的碳化鉻重新分解溶入奧氏體內(nèi),經(jīng)淬火即進(jìn)入一次穩(wěn)定區(qū)。此法工藝較復(fù)雜,僅適于小件。經(jīng)固溶處理的焊縫若再度加熱到敏化溫度區(qū),仍然出現(xiàn)晶件腐蝕的可能。晶間腐蝕防護(hù)對(duì)策(3)當(dāng)焊接過(guò)程中出現(xiàn)了貧鉻區(qū)可能造成晶間腐蝕時(shí),可采用焊1）碳鋼和鑄鐵干燥的氯化氫氣和溫度在露點(diǎn)以上（﹥130℃）的鹽酸蒸氣對(duì)鋼鐵的腐蝕輕微，可以使用鋼鐵，但溫度分別不能超過(guò)260℃（碳鋼）和150-200℃（鑄鐵）。一切濃度的鹽酸溶液，包括濕鹽酸氣，對(duì)鋼鐵腐蝕嚴(yán)重，不能使用。2）高硅鐵含鉬高硅鐵比不含鉬的普通高硅鐵對(duì)鹽酸的耐蝕性?xún)?yōu)良的多。含鉬高硅鐵在鹽酸中有顯著的鈍化作用，開(kāi)始幾小時(shí)內(nèi)腐蝕率可能很高，但隨后迅速下降。這種合金對(duì)中等溫度以下一切濃度的鹽酸都有良好的耐蝕性，但在沸騰的濃鹽酸中迅速腐蝕，它是適合于65℃以上、80℃以下濃鹽酸的少數(shù)合金之一。普通高硅鐵雖不及含鉬品種耐鹽酸優(yōu)良，但對(duì)常溫下的鹽酸和65℃以下、10%以下的稀鹽酸也有合適的耐蝕性。含鉬高硅鐵有許多應(yīng)用成功的例子，如輸送含10%鹽酸的泥漿泵，輸送含5-10%鹽酸的冶金熔渣泵；又如輸送50℃左右的工業(yè)鹽酸的泵、閥、管和風(fēng)扇，可以使用15年以上。在化工廠(chǎng)已有大量離心泵用于30-40、30%的鹽酸，有些已經(jīng)使用12年以上。工廠(chǎng)經(jīng)驗(yàn)證明，含鉬和不含鉬的高硅鐵都適用于鹽酸，不過(guò)后者不適于熱濃酸，前者則不適于含飽和氯的酸，以及含有脫色用碳粉和少量二氧化錳的酸。如果酸內(nèi)含有相當(dāng)數(shù)量的三氯化鐵，含鉬高硅鐵設(shè)備的壽命可能會(huì)大大縮短。鹽酸生產(chǎn)工業(yè)選材經(jīng)驗(yàn)1）碳鋼和鑄鐵干燥的氯化氫氣和溫度在露點(diǎn)以上（﹥1303)高鎳鑄鐵只使用適用于常溫極稀的鹽酸溶液，在這種條件下，高鎳鑄鐵比普通鑄鐵優(yōu)良的多。在10%以上，或高溫下的鹽酸中，腐蝕嚴(yán)重。4）不銹鋼鉻鋼和鉻鎳鋼對(duì)一切濃度和溫度的鹽酸都不適用。含鉬的鉻鎳鋼在鹽酸中的溶解度稍許降低一些，但也只能用于極稀的酸。如某些氯化物（氯化鎂或鈣）的溶液中，由于水解作用可能產(chǎn)生極微量的鹽酸，可使用含鉬鉻鎳鋼，一般鉻鎳鋼容易發(fā)生孔蝕。5)高合金不銹鋼高合金不銹鋼對(duì)鹽酸的耐蝕性不好，但對(duì)常溫稀酸有一定的耐蝕性，偶爾用于一些特殊的情況，如：由于常溫含3%醋酸和少量鹽酸的混合溶液，腐蝕很輕微；又用作含有少量鹽酸、硝酸、硫酸和氫氟酸的混合廢酸，效果良好。不過(guò)一般認(rèn)為含鉬高硅鐵和鎳鉬鐵合金用于鹽酸比高合金不銹鋼好，而含鉬高硅鐵價(jià)格更低。6）銅和銅合金對(duì)30℃以下不充氣的濃度在20%以下的鹽酸，可以使用銅和銅合金。含有1-5%的硅和1-2%錳、錫、或的銅合金，對(duì)鹽酸的耐蝕性有顯著提高。含鋅高于17%的黃銅不適用于鹽酸。鹽酸中含有氧和氧化劑會(huì)大大提高銅和銅合金的腐蝕。含磷和錫的青銅可耐100℃的鹽酸，是制作熱鹽酸泵、閥和管的合適材料。鹽酸生產(chǎn)工業(yè)選材經(jīng)驗(yàn)3)高鎳鑄鐵只使用適用于常溫極稀的鹽酸溶液，在這種條件7）鎳和鎳銅合金鎳和鎳銅合金對(duì)鹽酸有較好的耐蝕性。對(duì)于不充氣的鹽酸，或充氣的、高于10%的鹽酸，鎳的耐蝕性比鎳銅合金稍差些；對(duì)于含飽和空氣、低于10%的酸，鎳又比鎳銅合金好些。隨鹽酸濃度濃度和溫度增高，腐蝕率也增高。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于不充氣的鹽酸，鎳只適用于低于20%的鹽酸，鎳銅合金只適用于低于10%的酸；對(duì)于充氣的鹽酸，二者都只適用于低于5%的稀酸。除了2%以下的稀酸外，二者的應(yīng)用溫度都不宜超過(guò)50℃。鎳和鎳銅合金常用于含少量鹽酸的混合溶液，例如氯化溶劑和其它含水氯化有機(jī)物，以及非氧化性的酸性氯化鹽類(lèi)的蒸餾和冷凝設(shè)備。在上述溶液的蒸餾和冷凝過(guò)程中，通常有稀鹽酸產(chǎn)生。鎳和鎳銅合金的蒸餾鍋和冷凝器還由于油類(lèi)的溶劑抽提、金屬去油、干稀、氯化溶劑和其它有機(jī)物的制造等，鎳銅合金的酸洗槽通常使用10-15%的鹽酸。鎳和鎳銅合金在鹽酸和酸性氯化物溶液中都不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，但是不能用于氧化性的酸性氯化物鹽類(lèi)溶液，如三價(jià)鐵、二價(jià)銅、二價(jià)汞的氯化物溶液，除非濃度極稀。對(duì)于高溫氯化氫氣體，鎳可用于540℃以下，鎳銅合金可用于430℃以下。鹽酸生產(chǎn)工業(yè)選材經(jīng)驗(yàn)7）鎳和鎳銅合金鎳和鎳銅合金對(duì)鹽酸有較好的耐蝕性。對(duì)于8)鎳鉻鐵合金鎳鉻鐵合金對(duì)常溫10%以下的稀鹽酸有適當(dāng)?shù)哪臀g性，但不及鎳和鎳銅合金。它對(duì)2%以下充氣冷鹽酸耐蝕性很好，用它處理稀鹽酸和有機(jī)溶劑的混合物，效果很好。鎳鉻鐵合金和鎳、和鎳銅合金一樣，在鹽酸和酸性氯化物溶液中不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，也不耐氧化性的酸性氯化物溶液（Fe2+、Cu2+、Hg2+）。對(duì)于高溫氯化氫氣體，鎳鉻鐵合金的最高應(yīng)用溫度是540℃。9）鎳鉬鐵和鎳鉬鉻合金（哈氏合金）哈氏合金適用于各種濃度的鹽酸。其中以哈氏B為最好，能耐各種濃度的沸酸，根據(jù)試驗(yàn)，在10%沸酸中腐蝕率為0.25mm/年以下，在10-30%沸酸中，腐蝕率為0.5mm/年以下。在常溫下腐蝕率小的多，充氣作用使腐蝕率略增，如酸中含有三氯化鐵一類(lèi)的氧化劑，則迅速腐蝕。哈氏合金A含鎳，鉬量都低于哈氏B，它雖也耐一切濃度的鹽酸，但耐溫性差，最高應(yīng)用溫度為70℃。哈氏B可用一般方法機(jī)械加工，它是優(yōu)良的壓延金屬中耐鹽酸性能最好的一種。哈氏C合金(鎳鉬鉻鐵合金)可用于稀鹽酸（20%以下），在較高溫度下腐蝕率很大。試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為：在5%沸鹽酸中，腐蝕率為15mm/年，在10-37%的酸中，50℃腐蝕率為0.8-1.5mm/年，70℃則為1.3-1.7mm/年，但它對(duì)于氧化性的酸性鹽類(lèi)溶液（如氯化鐵、氯化銅溶液），具有良好耐蝕性。鹽酸生產(chǎn)工業(yè)選材經(jīng)驗(yàn)8)鎳鉻鐵合金鎳鉻鐵合金對(duì)常溫10%以下的稀鹽酸有適當(dāng)10）鈦及鈦合金鈦對(duì)充氣或含氧化劑的稀鹽酸具有良好的耐蝕性，隨濃度和溫度增高，腐蝕率也上升。對(duì)不充氣的酸，只耐常溫10%以下的稀酸。它價(jià)格高，又不是良好的耐鹽酸材料，一般很少使用。11）鋯及鋯合金鋯是優(yōu)良的耐鹽酸材料，在沸點(diǎn)以下一切濃度和溫度的鹽酸