1. 污水中含氯离子量1200ppm,请问用316L不锈钢阀门可以不
氯离子对不锈钢的腐蚀(2012-02-28 18:51:09)
氯化物不锈钢奥氏体化合物氧化性杂谈
问题描述:对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀,各种权威的书籍均有严格的要求,氯离子含量要小于25ppm,否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢,因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀,采取预防措施,延长使用寿命,或合理选材。
不锈钢的腐蚀失效分析:
1、应力腐蚀失:不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施:合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力:装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力,防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程:严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。
2、孔蚀失效及预防措施
小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解,结果在基底金属上生成孔径为20μm~30μm 小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施:在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。
3、点腐蚀:由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物,这些非金属化合物,在Cl离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀,在闭塞电池的作用,坑外的Cl离子将向坑内迁移,而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中,加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好,Mo含量添加的越多,耐坑点腐蚀的性能越好。
4.缝隙腐蚀
缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样,是由于缝隙中存在闭塞电池的作用,导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙,以及换热管与管板孔的缝隙部位,缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系,一旦有了缝隙腐蚀环境,其诱导应力腐蚀的几率是很高的。
总结
1:几种不锈钢在含氯(Cl—)水溶液中的适用条件
一、板片材料的选用
(1)注:不含气体、PH值为7(即中性)、流动的含氯水溶液。
(2)奥氏体不锈钢对硫化物(SO2 、SO3)腐蚀有一定的抗力。但是,Ni含量越高,耐蚀性将降低(因生成低熔点NiS),可能引起硫化物应力腐蚀开裂。硫化物应力腐蚀开裂同材料的硬度有关,奥氏体不锈钢的硬度应≤HB228;Ni-Mo或Ni–Mo–Cr合金的硬度不限;碳素钢的硬度应≤HB225;
3)必须注意板片材料与垫片或胶粘剂的相容性。例如,应避免将含氯的垫片或胶粘剂(如氯丁橡胶或以其为溶质的胶粘剂)与不锈钢板片组配,或者将氟橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)垫片与钛板板片组配;
二、 板片常用材料的特点及适用条件
1)304型不锈钢这是最廉价、最广泛使用的奥氏体不锈钢(如食品、化工、原子能等工业设备)。适用于一般的有机和无机介质。例如,浓度<30%、温度≤100℃或浓度≥30%、温度<50℃的硝酸;温度≤100℃的各种浓度的碳酸、氨水和醇类。在硫酸和盐酸中的耐蚀性差;尤其对含氯介质(如冷却水)引起的缝隙腐蚀最敏感。在含氯水溶液中的适用条件,见表1-34。PRE为19。
(2) 304L型不锈钢.
耐蚀性和用途与304型基本相同。由于含碳量更低(≤0.03%),故耐蚀性(尤其耐晶间腐蚀, 包括焊缝区)和可焊性更好,可用于半焊式或全焊式PHE。
(3) 316型不锈钢
适用于一般的有机和无机介质。例如,天然冷却水、冷却塔水、软化水;碳酸;浓度<50%的醋酸和苛性碱液;醇类和丙酮等溶剂;温度≤100℃的稀硝酸(浓度<20%=、稀磷酸(浓度<30%=等。但是,不宜用于硫酸。由于约含2%的Mo,故在海水和其他含氯介质中的耐蚀性比304型好,完全可以替代304型,见表1-34。PRE为25。
(4)316L型不锈钢) S9 M:
耐蚀性和用途与316型基本相同。由于含碳量更低(≤0.03%),故可焊性和焊后的耐蚀性也更好,可用于半焊式或全焊式PHE。PRE为25。
(5) 317型不锈钢
适合要求比316型使用寿命更长的工况。由于Cr、Mo、Ni元素的含量比316型稍高,故耐缝隙腐蚀、点蚀和应力腐蚀的性能更好。PRE为30。
(6)AISI 904L或 SUS 890L型不锈钢
这是一种兼顾了价格与耐蚀性的高性价比的奥氏体不锈钢,其耐蚀性比以上几种材料好,特别适合一般的硫酸、磷酸等酸类和卤化物(含Cl—、F— )。由于Cr、Ni、Mo含量较高,故具有良好的耐应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀性能。在含氯介质中的适用条件,见表1-34。PRE为36。
7)Avesta 254 SMO高级不锈钢
这是一种通过提高Mo含量对316型进行了改进的超低碳高级不锈钢,具有优良的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能,适用于不能用316型的含盐水、无机酸等介质。在含氯介质中的适用条件,见表5-11。PRE为47。
(8)Avesta 654 SMO高级不锈钢
这是一种Cr、Ni、Mo、N含量均高于254 SMO 的超低碳高级不锈钢,耐氯化物腐蚀的性能比254 SMO更好,可用于冷的海水。PRE为64。
(9)RS-2(OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb)不锈钢;
这是一种国产的Cr–Ni–Mo-Cu不锈钢。耐点蚀和缝隙腐蚀的性能相当于316型,而耐应力腐蚀的性能更好。 可用于80 ℃以下的浓硫酸(浓度90~98%),年腐蚀率≤0.04mm/a。PRE为29。
(10)Incoloy 825( S) ,
这是一种Ni(40%)–Cr(22%)–Mo(3%)高级不锈钢。Incoloy是the International Nickel Co.公司的注册商标。适用于低温下各种浓度的硫酸;在浓度为50%~70%的苛性碱(如NaOH)溶液中,具有良好的耐蚀性,不产生应力腐蚀开裂。但是,对氯化物引起的缝隙腐蚀却很敏感。此外,冲压性能也不太好,故不是板片常用的材料。PRE为32
三、几种国外耐蚀合金的新品种-
(1)31合金:由904L改进后的(提高Mo、N含量)、标准的6%Mo高级不锈钢(31%Ni-27%Cr-6.5%Mo-32%Fe)。在许多介质中的耐蚀性比904L更好;在浓度20%~80%、温度60℃~100℃的硫酸中,耐蚀性能甚至超过 C-276。PRE为34。
(2)33合金:一种完全奥氏体化的铬基高级不锈钢,其耐蚀性可与Inconel 625等一些Ni-Cr-Mo合金媲美。在酸性和碱性介质(包括硝酸、硝酸与氢氟酸的混合物)中,具有良好的耐局部腐蚀和应力腐蚀开裂的性能;在浓硝酸中的耐蚀性比304L好得多。例如,适用于浓度大于96%~99%、温度≤150℃、氧化硫含量小于200 mg/L的硫酸;热的海水;浓度≤50%、沸腾的强腐蚀性溶液;浓度≤85%、温度≤150℃的磷酸等。但是,不适用于还原性介质(如稀硫酸等)。价格与C-276相差不多。PRE为50。
(3) C-2000合金:一种二十世纪90年代研发的镍基合金,价格与C-276相近,是以上材料中耐腐蚀性能最好者之一。在中等浓度以下的硫酸、稀盐酸和沸腾温度下,浓度≤50%的磷酸,以及热的氯化物等介质中,其耐蚀性比C-276和 C-22更好, 有取代C-22合金的趋势。但是,对于浓度≥70%的硫酸,耐蚀性不如C-276。PRE为76
(4) 59合金:化学成分与C-2000比较,除了Ni含量稍高(59%),且低Fe,无Cu、W外,其余基本上相同。这是目前镍基合金中耐蚀性、热稳定性、可冲压性和可焊性最好的一种材料,自1990年商业化以来,已广泛用于硫酸、盐酸、氢氟酸以及含氯、含氧、低pH值的许多介质。PRE为76,与C-2000相同。
总结2:
不锈钢在含氯离子介质中的适用范围
最高温度℃ 25 50 60 75 80 100 120 130
氯离子含量(mg/L)
10 304 304 304 304 304 304 304 316
25 304 304 304 304 304 316 316 316
40 304 304 304 304 316 316 316 904L
50 304 304 304 316 316 316 316 904L
75 304 304 316 316 316 316 316 904L
80 304 316 316 316 316 316 316 904L
100 304 316 316 316 316 316 904L 254
120 316 316 316 316 316 904L 904L 254
130 316 316 316 316 316 904L 254 254
150 316 316 316 316 316 254 254 254
180 316 316 316 316 904L 254 254 TA1
250 316 316 316 904L 254 254 254 TA1
300 316 316 904L 254 254 254 254 TA1
400 316 904L 254 254 254 254 TA1 TA1
500 904L 904L 254 254 254 TA1 TA1 TA1
750 904L 254 254 254 TA1 TA1 TA1 TA1
1000 904L 254 254 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1
1800 254 254 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1
5000 254 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1
7300 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1
结论:根据以上分析,为延长不锈钢在氯离子的环境下的寿命,可在工艺条件允许的情况下,加入适当的缓蚀剂或选择合理的材料,可考虑选用非金属材料或衬里材料,来达到最佳的经济效益。
2. 氯离子的含量在多少范围不会对不锈钢产生腐蚀
不锈钢在氯抄离子环境下,氯离子含量只要小于25ppm,不锈钢就不会发生腐蚀。氯离子含量要大于25ppm,不锈钢就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。
氯离子广泛存在,比如食盐/汗迹/海水/海风/土壤等等。不锈钢在氯离子存在下的环境中,腐蚀很快,甚至超过普通的低碳钢。所以对不锈钢的使用环境有要求,而且需要经常擦拭,除去灰尘,保持清洁干燥。
(2)317l不锈钢能多少耐氯离子扩展阅读:
离子对不锈钢的影响:
1、铬的影响:
铬是奥氏体不锈钢中最主要的合金元素,奥氏体不锈钢的不锈性和耐蚀性的获得主要是由于在会质作用下,铬促进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态的结果。
2、镍的影响:
镍是强烈稳定奥氏体且扩大奥氏体相区的元素,为了获得单一的奥氏体组织,当钢中含有0.1%碳和18%铬时所需的最低镍含量约为8%,这便是最著名18-8铬镍奥氏体不锈钢的基本分,奥氏体不锈钢中,随着镍含量的增加,残余的铁素体可完全消除,并显著降低σ相形成的倾向。
3、镍对性能的影响:
镍对奥氏体不锈钢特别是对铬镍奥氏体不锈钢力学性能的影响,主要是由镍对奥氏体稳定性的影响来决定,在钢中可能发生马氏体转变的镍含量范围内,随着镍含量的增加,钢的强度降低而塑性提高
3. 常温下316L不锈钢对氯离子的耐腐蚀程度
利用阳极极化曲线测定了模拟冷却水体系中氯离子和硫离子对304不锈钢和316L不锈钢耐蚀性能的影响,结果显示:在实验条件下,304不锈钢受氯离子作用而点蚀的浓度界限约为150
mg/L,316L不锈钢约为250
mg/L;在相同水体中,316L不锈钢的点蚀电位明显高于304不锈钢;以[Cl-]/[SO42-](mg/L)比值作比较,对304不锈钢,当[Cl-]/[SO42-](mg/L)≤0.42
时,氯离子不促进不锈钢的点蚀;而对316L不锈钢,[Cl-]/[SO42-](mg/L)≤0.56时不引起点蚀.硫离子对不锈钢耐蚀性能的影响主要是使不锈钢的钝态电流密度Ip增大,6
mg/L硫离子可使304不锈钢的Ip值增大1.1倍,使316L不锈钢的Ip值增大0.5倍,硫离子更易使304不锈钢的耐蚀性能受到影响.
4. 不锈钢316l材质可以耐氯离子腐蚀吗
可以滴 316L的Mo含量使得该钢种拥有优异的抗点蚀能力,可以安全的应用于含Cl-等卤素离子环境
5. 常温下316L不锈钢对氯离子的耐腐蚀程度
咨询记录 · 回答于2021-09-28
6. 316不锈钢耐次氯酸钠吗
次氯酸钠的酸性不强,主要是会分解出HCL(盐酸)。说起来,奥氏体不锈钢不论是304还是316,都不太耐氯离子介质的腐蚀。但316因为钼含量高,相比304,这方面的性能要提高不少。能不能耐蚀,的确跟浓度,温度直接相关。给你贴一个北美不锈钢协会给出的,316在盐酸中腐蚀速度的情况。如果使用温度不高,应该可以处于淡蓝色的腐蚀情况较轻的区域。
7. 316L不锈钢耐受pH范围是多少
316完全可以耐PH值为3~4的环境中
8. s32750超级双相不锈钢能耐多少浓度的氯离子
UNS S32750 DIN/EN 1.4410 F53 SAF 2507
是一种铁素体—奥氏体(双相)不锈钢,它综合了许多铁素体钢和奥氏体钢最有益的性能, 由于该钢铬和钼的含量都很高,因此具有极好的抗点腐蚀,缝隙腐蚀和均匀腐蚀的能力.双向显微组织保证了该钢具有很高的抗应力腐蚀破裂的能力,而且机械强度也很高.
不锈钢应用于石油和天然气工业;海上石破天油平台(热交换器管,水处理和供水系统,消防系统,喷水系统,稳水系统; 石油化工设备; 脱盐(淡化)设备(和设备中的高压管,海水管);既需要高强度同时又需要高耐腐蚀性的机械和结构部件;燃(废)气净化设备.主要成分:25Cr-7Ni-4Mo-0.27N
各国标准:
ASTM/ASME:A240 - UNS S32750
EURONORM:1.4410 - X2CrNiMoN25-7-4
AFNOR:Z3 CN 25.06 Az
DIN/EN 1.4410、ASME SA-240
化学成分:
C≤0.03 、
Si≤0.80 、
Mn≤1.2 、
Cr:24-26 、
Ni:6-8 、
S≤0.02 、
P≤0.035 、
Mo:3-5 、
N:0.24-0.32
应用领域:纸浆和造纸工业,海水淡化,烟气净化,热交换器,化学品液货船管道系统,海水系统等。
9. 氯离子的含量在多少范围不会对不锈钢产生腐蚀呢
氯离子含量不同 PH值不同 选用的材料也不相同 可以参照这个图来选材料
10. 316L耐酸碱吗
316L不锈钢是耐酸碱的。
316L属于美标奥氏体不锈钢,316L不锈钢执行标准“ASTM A240/A240M-19”
316L不锈钢是含钼不锈钢种,由于钢中含钼,该钢种总的性能优于310和304不锈钢,高温条件下,当硫酸的浓度低于15%或高于85%时,316L不锈钢具有广泛的用途。316L不锈钢还具有良好的耐氯化物侵蚀的性能,所以通常用于海洋环境。316L不锈钢常用于纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料,以及高级手表的表链、表壳等。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备;照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 。
316L不锈钢化学成分如下图: