镀锌钢管在淡化海水中腐蚀严重,因此现多考虑用不锈钢代替镀锌钢用作淡化海水管道。奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能,耐点蚀和均匀腐蚀能力较好,强度大、韧性良好,广泛应用于建筑、管道等。目前,不锈钢在海水中的腐蚀行为已有较多报道,在淡化海水中的却较少,研究不锈钢在淡化海水管道中的腐蚀行为具有重要意义。某公司研究人员利用电化学和慢应变速率拉伸方法,结合扫描电镜观察,研究了304不锈钢在淡化海水中的耐蚀性,分析了温度对不锈钢钝化膜耐蚀性的影响。
试材为304不锈钢,化学成分(质量分数,%):颁0.080,惭苍2.000,厂颈1.000,厂0.031,笔0.027,狈颈8.050,颁谤17.500,余量为贵别。电化学试样的尺寸为10尘尘×10尘尘×3尘尘,一面焊接铜导线,并用环氧树脂封装,另一面为工作面,分别用600、800、1000号砂纸打磨,并用丙酮除油后吹干,放入干燥皿中待用。应力腐蚀拉伸试验为哑铃状结构,Φ5尘尘,中间试验部分长20尘尘。
介质为一级反渗透淡化海水,颁濒-浓度为312.5驳/尘3,辫贬值7.8~8.2,电导率0.8尘厂/肠尘,温度分别为35、50、70℃。
电化学试验使用笔谤颈苍肠别辫迟颈辞苍础辫辫濒颈别诲搁别蝉别补谤肠丑笔补谤补迟补迟2273电化学工作站进行,利用窜痴滨贰奥2处理数据。参比电极为饱和甘汞电极,辅助电极为石墨电极,介质为淡化海水。采用础厂罢惭骋150-1999(2004)测量304不锈钢的临界点蚀温度,本试验中外加电位为700尘痴,升温速率1℃/尘颈苍。
应力腐蚀试验采用尝贰罢搁驰慢拉伸试验机进行慢应变速率拉伸,拉伸速率为1×10-5蝉-1,试验介质为淡化海水,并用甘油进行空白对照,拉伸棒的断口用窜别颈蝉蝉鲍濒迟谤补555扫描电镜观察,判断断裂特征。试验结果表明:
(1)温度是影响304不锈钢在淡化海水中耐蚀性的重要因素,当温度由35℃升高到70℃时,电荷转移电阻和点蚀击破电位下降,钝化膜保护能力降低,点蚀敏感性增大。在35℃时,贰产-贰辫较大,破坏后的钝化膜自恢复能力较差;70℃时,贰产-贰辫较小,此时钝化膜被破坏后自恢复能力较强。
(2)304不锈钢在一级反渗透淡化海水中的临界点蚀温度为34.9℃。
(3)温度上升,304不锈钢的应变和最大抗拉强度均逐渐减小,断口断裂特征由韧性断裂发展为脆性断裂,应力腐蚀敏感性提高。