濱海電廠不銹鋼設(shè)備的腐蝕防護(hù)

李楠

通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（青島）有限公司 山東青島 266101

1 不銹鋼設(shè)備腐蝕的形式

濱海火電廠常年處于高溫、高濕、高鹽的大氣環(huán)境中，加之周圍大氣污染較重，使該地區(qū)CO2、SO2 等酸堿性氧化物濃度較高，導(dǎo)致該地區(qū)火電廠的腐蝕極為嚴(yán)重且影響范圍廣泛。在火電廠中，貯煤倉(cāng)環(huán)境則更為惡劣，其在輸煤、堆煤過(guò)程中，產(chǎn)生大量的煤粉塵污染，污濁度較高，使倉(cāng)內(nèi)腐蝕等級(jí)最高可達(dá)ISO 12944-2 C5級(jí)，很高的腐蝕性。近年來(lái)，為減少環(huán)境污染，國(guó)內(nèi)新建或升級(jí)改造的火電廠貯煤倉(cāng)幾乎全部為封閉式。配件腐蝕：配件腐蝕是危險(xiǎn)的局部損壞的一種形式，是不銹鋼中最常見(jiàn)的局部腐蝕類型。配方腐蝕的條件如下：

（1）有氯離子會(huì)局部破壞保護(hù)膜。

（2）具有易溶于水的缺陷，例如非金屬夾雜物。氯離子的存在直接影響不銹鋼的鈍態(tài)，而氯離子的存在則難以形成鈍化或平衡鈍態(tài)[1]。縫隙腐蝕：縫隙腐蝕是一種發(fā)生在電解液中的金屬之間或金屬與非金屬之間的腐蝕現(xiàn)象，是一種特殊的縫隙，其作用機(jī)理類似于縫隙。應(yīng)力腐蝕：不銹鋼的應(yīng)力腐蝕通常是由某種腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力共同作用引起的，拉應(yīng)力表現(xiàn)為脆性裂紋，腐蝕時(shí)間短且損壞大。晶間腐蝕：在某些腐蝕性介質(zhì)（例如濃硝酸）和高溫條件下，不銹鋼會(huì)發(fā)生晶間腐蝕，耗盡了晶間合金元素鉻并沿材料的晶界腐蝕，最終形成晶體。由于顆粒之間的結(jié)合力喪失而引起的局部腐蝕。

2 不銹鋼的材料元素影響

不銹鋼的穩(wěn)定性由其成分中的化學(xué)元素決定。

（1）Ni 元素決定奧氏體不銹鋼的穩(wěn)定性，但不能單獨(dú)使用，而應(yīng)與Cr 元素一起使用以提高奧氏體的耐腐蝕性。

（2）Cr 元素與氧結(jié)合形成耐腐蝕的Cr2O3 鈍化膜。不銹鋼的最基本特性是在大氣條件下的耐銹蝕性和在各種液體介質(zhì)中的耐蝕性。并且該基本性質(zhì)取決于Cr，并且隨著Cr 含量的增加而增加，并且Cr 含量的增加可以提高不銹鋼的鈍化膜保水能力，并且Cr 是不銹鋼保持耐腐蝕性的基本元素之一。

（3）Mo 元素使鈍化膜在耐腐蝕性方面更致密和更硬，提高了不銹鋼的鈍化和耐腐蝕性，提高了不銹鋼對(duì)氯離子的耐腐蝕性，并防止了點(diǎn)蝕的發(fā)生。

（4）Ti 和Nb 元素可以提高奧氏體不銹鋼的晶間耐腐蝕性。

（5）不銹鋼中的N 元素將鋼的抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能提高了約16 到30 倍，是鉻的。考慮到濱海發(fā)電廠不銹鋼設(shè)備的工作介質(zhì)和環(huán)境，設(shè)計(jì)文件明確規(guī)定了在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)高的地區(qū)應(yīng)使用腐蝕防護(hù)材料或采取腐蝕防護(hù)措施。海水系統(tǒng)中的不銹鋼主要是2205 雙相鋼，二次回路和室內(nèi)不銹鋼通常是304 和316L 不銹鋼。許多工程建筑設(shè)計(jì)文件僅提出了針對(duì)碳鋼和低合金鋼的特定腐蝕防護(hù)要求。基本上，不銹鋼材料本身可以滿足耐腐蝕要求，而無(wú)需采取其他防腐蝕措施。但是，室外不銹鋼設(shè)備經(jīng)常顯示出在電廠運(yùn)行期間生銹。事故。

3 不銹鋼設(shè)備腐蝕原因分析

（1）Ni 元素決定奧氏體不銹鋼的穩(wěn)定性，但不能單獨(dú)使用，而應(yīng)與Cr 元素一起使用以提高奧氏體的耐腐蝕性。

（2）Cr 元素與氧結(jié)合形成耐腐蝕的Cr2O3 鈍化膜。不銹鋼的最基本特性是在大氣條件下的耐腐蝕性和在各種液體介質(zhì)中的耐腐蝕性。并且該基本性質(zhì)取決于Cr，它隨Cr 含量的增加而增加，而Cr 含量的增加可以提高不銹鋼鈍化膜的持水能力，并且Cr 是不銹鋼保持耐腐蝕性的基本元素之一。

（3）Mo 元素使鈍化膜的耐蝕性更加致密和堅(jiān)硬，提高了不銹鋼的鈍化性和耐蝕性，提高了不銹鋼對(duì)氯離子的耐蝕性，并且防止了點(diǎn)蝕。發(fā)生了

（4）Ti 和Nb 元素可以提高奧氏體不銹鋼的晶間耐腐蝕性。

（5）不銹鋼中的N 元素使鉻磷鋼的抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕能力提高了約16 到30 倍。

（1）材料選擇。例如，304 型不銹鋼易于形成并且具有漂亮的外觀，但是具有抗海水腐蝕的缺點(diǎn)。腐蝕問(wèn)題易于在沿海環(huán)境或鹵素離子含量高的環(huán)境中使用。

（2）沿海環(huán)境。設(shè)備和設(shè)施位于海洋大氣中，氣候潮濕，空氣中富含氯離子。鹵素離子（例如氯離子）對(duì)不銹鋼表面的鈍化膜具有很強(qiáng)的破壞作用，從而使不銹鋼設(shè)備極易受到腐蝕。

（3）不銹鋼設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和設(shè)施的清潔度很差，在安裝和施工階段表面上會(huì)積聚大量灰塵和金屬粉塵，并且有害離子會(huì)長(zhǎng)時(shí)間積累，從而導(dǎo)致不銹鋼表面腐蝕，甚至腐蝕凹坑。

4 不銹鋼設(shè)備腐蝕的防范措施

4.1 改進(jìn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和加工工藝

在不銹鋼設(shè)備加工制造過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力或縫隙，而這些應(yīng)力和縫隙是導(dǎo)致奧氏體不銹鋼設(shè)備發(fā)生腐蝕的重要因素，因此可以通過(guò)改進(jìn)設(shè)備的一些結(jié)構(gòu)和加工工藝，使其隱患降到最低。

（1）設(shè)備的凹槽和連接點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)較大的半徑或平滑度，且盡量減少尖角和縫隙；

（2）改進(jìn)焊接工藝，一方面要盡量避免焊縫的交叉，并保證縫隙最小，另一方面要嚴(yán)格按照焊接工藝順序，使其產(chǎn)生的殘余應(yīng)力最小，且焊接坡口嚴(yán)禁熱切割。此外在焊接后還要對(duì)表面進(jìn)行拋光，使設(shè)備表面產(chǎn)生鈍化膜減緩氯離子造成的點(diǎn)腐蝕；

4.2 改善使用環(huán)境

根據(jù)不銹鋼腐蝕類型的分析可知，氯離子濃度對(duì)點(diǎn)腐蝕的具有很大的影響，因此在設(shè)備使用過(guò)程中應(yīng)盡量降低溶液中氯離子的濃度，如通過(guò)蒸餾或離子交換的方式減小氯離子，或者在溶液中加入等緩沖劑提高抗腐蝕能力。此外，還需要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗，涂抹適宜的油脂等物質(zhì)進(jìn)行保養(yǎng)。

4.3 鍍層保護(hù)

通過(guò)在奧氏體不銹鋼設(shè)備表面進(jìn)行電鍍、噴涂耐蝕的金屬層可以有效減緩其發(fā)生腐蝕的速度，如焊接前在焊接坡口和可能受焊接熱影響的表面上電鍍鎳和鉻等金屬層，焊接后則在焊縫處和焊接熱影響表面電鍍[2]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，不銹鋼的化學(xué)成分將會(huì)不斷改善，綜合性能將會(huì)越來(lái)越高，使用范圍也將越來(lái)越廣泛。如果對(duì)腐蝕問(wèn)題不加以防范，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。尤其一些化工設(shè)備如壓力容器盛裝的大部分是有毒有害介質(zhì)，一旦因?yàn)楦g原因發(fā)生泄漏將會(huì)造成嚴(yán)重的影響。因此，在奧氏體不銹鋼設(shè)備使用過(guò)程中，一定要根據(jù)實(shí)際情況，采取有效措施，防止或延緩腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。