【干貨】不銹鋼腐蝕工藝、腐蝕機理淺析

時間：2019-01-10

　　不銹鋼簡單的解析就是不會生銹的鋼，但是真的是這樣嗎?不銹鋼就不會生銹和被腐蝕嗎?其實不銹鋼可以說是在許多金屬介質中具有很好的耐蝕性，但在在某種的特定情況下它有可能因化學不穩定的情況下發生腐蝕。所以說，一種不銹鋼不可能對所有介質都耐蝕。在一般正常的情況下不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看，除機械失效外，不銹鋼的腐蝕主要表現有：不銹鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導致不銹鋼被腐蝕的事例幾乎占一半以上。當然，現在很多人會使用這種不銹鋼腐蝕工藝來做各種蝕刻印刷品。下面來為大家介紹不銹鋼腐蝕的相關內容，包括：不銹鋼腐蝕工藝、腐蝕機理、腐蝕的類型、發生原因和處理方法。一起來看看吧!

　　不銹鋼腐蝕工藝

　　不銹鋼腐蝕法工藝流程一般包括：根據客戶圖紙電腦設計制造菲林、下料清洗、印刷烘干、曝光顯影、蝕刻、清洗烘干。

　　1、不銹鋼腐蝕—圖紙設計和菲林制作 運用較高檔計算機輔助設計技術設計需要生產的金屬零件，軟件主要采用CAD/CAM軟件。圖紙設計完成后通過專用設備曝光形成掩膜板菲林。設計過程中需要按圖紙尺寸和相關技術要求進行設計，根據蝕刻工藝精度準確設計零件各邊線和工藝用剪斷線和折斷線(生產過程中產生，成品后去料)。同時結合主要材料下料規格確定每塊菲林上的零件數量，達到材料利用率大。

　　2、不銹鋼腐蝕—下料清洗 根據設計確定下料尺寸和規格。現在大量使用進口鐵鎳合金、進口銅帶等金屬，國內原材料主要從日本進口。落料不得有毛刺、劃痕和變形。鈑料四邊互為直角，角度誤差 ，變長誤差在±0.3mm以內。下料后進行去油清洗，烘干后需要達到表面無污物、污斑和無劃痕。

　　3、不銹鋼腐蝕—印刷烘干 通過至少250目的絲網上膠印刷，采用1500#和1501#專用油墨配合套稀釋劑調制使用。油墨厚度盡量均勻一致。根據零件本身特性設置烘干溫度進行有效烘干。

　　4、不銹鋼腐蝕—曝光顯影 曝光在潔凈室內完成，一般需要達到class 10萬級。根據材料和油墨等不同，對應設置不同的曝光時間和曝光級數。曝光機必須提前半小時開機并對曝光級數進行測試，達到要求方可進行曝光程序。 針對材料和油墨不同配置相應顯影溶液，通過顯影機顯影、泵洗和熱風吹干。特別注意需要對版面進行修正，出去多余膠膜等確保成品合格率。

　　5、不銹鋼腐蝕——腐蝕烘干 該步為重要的一步。首先配制好蝕刻液，現在主要采用三氯化鐵溶液。根據零件特點配置不同濃度以達到較好的效果。主要影響因素有溶液溫度、濃度、蝕刻速度。蝕刻后通過燒堿溶液去摸，清洗烘干。

　　腐蝕機理

　　1、Cr 和Ni 是不銹鋼獲得耐腐蝕性能主要的合金元素。當鋼材中的Cr含量超過10.5%時，鋼在大氣中基本不會生銹。這是因為Cr 和Ni 使不銹鋼和空氣中的氧生成一層十分致密的氧化膜,使不銹鋼鈍化,降低了不銹鋼材料在氧化性介質中的腐蝕速度,使不銹鋼的耐腐蝕性能提高，而S30408、S31603的材料的Cr含量在16%以上，耐蝕性能也相應的得到了提高。

　　2、當管材處于雜散電流或酸堿鹽腐蝕環境中時，材料本身自鈍化的速度低于被腐蝕的速度時，隨著時間的作用，便出現材料被破壞的現象。下圖為材料在腐蝕環境中的被破壞示意圖。

　　不銹鋼腐蝕的類型、發生原因和處理方法

　　一、表面腐蝕：

　　1、主要特點：不銹鋼裸露表面發生大面積的較為均勻的腐蝕，雖降低產品受力有效面積及其使用壽命，但比局部腐蝕的危害性小。

　　2、常見發生原因：

　　(1)不銹鋼表面有其他金屬元素(如鐵質材料)的粉塵或顆粒附著，在潮濕的空氣中，附著物與不銹鋼間的冷凝水，將二者連成一個微電池，引發電化學腐蝕;

　　(2)不銹鋼表面粘附含有酸、堿、鹽類物質(如裝修墻壁的堿水、石灰水、其它裝修材料、有機物汁液或使用有害介質的薄膜和材料包裹)，長時間形成金屬表面的腐蝕;

　　(3) 在有污染的空氣中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮、鹽類物質的大氣 )，遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液點等，引起化學腐蝕;

　　(4) 割渣、飛濺等易生銹物質的附著或擊傷表面鈍化層造成的腐蝕; 3、建議處理方案

　　(1) 保持不銹鋼表面的潔凈，如發現有污染物質和顏色暗淡現象發生，應及時進行清理;

　　(2) 對出現輕度腐蝕的部位，先清除污銹，使用鈍化膏溶液或噴霧涂抹，10秒后再用清水進行清洗，使不銹鋼表面重新形成鈍化膜。其它不銹鋼清潔劑亦可;

　　(3) 對出現嚴重腐蝕的管道，需及時進行更換;

　　二、點腐蝕、堆蝕

　　1、主要特點：

　　(1) 點腐蝕主要特點: 金屬表面鈍化膜受到局部損壞而造成的，點腐蝕形成后能迅速地向深處發展，穿透金屬。危害性非常大。材料表面有金屬類夾雜物或氯離子時都可引起點腐蝕;

　　(2) 堆蝕主要特點: 當管內水長時間處于低流速或靜止狀態時，管道中的鐵屑、細微泥沙、金屬夾雜物等在管壁位置長時間靜止，并逐漸沉積在管連接處和水流下方，逐漸腐蝕堆積;

　　2、常見發生原因

　　(1) 采用地下井水、山泉水、河水和海水(Cl-氯離子含量約19000ppm)對管道進行試壓和清洗，這類水源中含有大量的金屬礦物質、細微泥沙及Cl-氯離子、SO2-硫酸根離子, 一方面管道中的鐵屑、細微泥沙、金屬夾雜物等在管壁位置長時間靜止，并逐漸沉積在管壁而形成污垢。由表面污垢隔離形成了管內壁閉塞區，在閉塞區內氧的還原反應停止。經過長時間積聚、停留，破壞了鋼材表面的鈍化膜，形成堆蝕;另一方面由于氯離子半徑小，穿透能力強，很容易穿透氧化膜到達不銹鋼表面，并與金屬形成可溶性化合物，使氧化膜發生變化產生點腐蝕。

　　(2)管道在安裝完成之后，未按照規范對管道進行清洗，管道長時間靜止，導致管道在安裝時產生的金屬鐵屑、水泥和污物滯留在管內，成為腐蝕發生的必然因素。

　　3、建議解決方案

　　(1) 對已出現腐蝕的部位，立即進行更換處理;

　　(2) 對管子進行沖洗，流速在1米/秒以上，將管道在安裝時殘留的金屬粉末及污物排出管內;

　　(3) 管道試壓和清洗的水源應取用市政生活飲用水，不能采用自取的地下井水、河道水和海水;

　　(4) 管道清洗、試壓完畢后，應排除管內積水，若管內積水無法排盡時，應設法使管道系統至少每周通水循環一次;

　　三、 應力腐蝕

　　1、主要特點：金屬在腐蝕介質及拉應力外加應力或內應力的共同作用下產生破裂現象。斷裂方式主要是沿晶的或穿晶的龜裂紋，在氯化和堿性氛氧化物或其它水溶性介質中常發生，發生概率較小，但危害巨大。

　　2、常見發生原因

　　(1) 應力來源一般為加工殘余應力、焊接殘余應力、操作時熱應力、操作時加工應力等，從圖片上看，龜裂紋處靠近焊接口，可能存在焊接殘余應力、操作時熱應力、操作時加工應力等;

　　(2) 304奧氏體不銹鋼常見的應力腐蝕介質為氯化物，氫氧化納，硫酸等，溫度每提高15~20℃，腐蝕速率加倍;

　　3、建議解決方案

　　(1) 已出現腐蝕的部位，應立即進行更換處理;

　　(2) 使用資質優良的施工單位，在焊接和裝配過程中，應盡量避免產生殘余拉應力，盡量使用結構具有應力集中系數，并使其與介質接觸部分具有殘余拉應力;

　　(3) 選擇一些抗應力腐蝕較強的不銹鋼產品，如316L等高鉻鎳素體鋼或經過固溶處理后的不銹鋼產品;

　　(4) 如果水中的特定介質不影響使用，除去這些雜質就是有效的控制方法，嚴格控制水中氯、納化物含量;

　　(5) 管道清洗、試壓完畢后，應排除管內積水，若管內積水無法排盡時，應設法使道系統至少每周通水循環一次，使縫隙等處有害雜質遷移;

　　四、保溫層下腐蝕

　　1、主要特點：

　　是指外部被保溫層覆蓋的管道或設備，由于水分和腐蝕性物質的進入而發生的腐蝕現象，常引發生表面均勻腐蝕和點腐蝕，由于外層保溫材料的存在，具有較強的隱蔽性且難以檢測，往往很難在察覺，容易引起突發的嚴重泄漏事故。

　　2、常見發生原因

　　(1) 使用含有害介質的保溫材料或吸水性保溫材料，導致水分滲入保溫層形成電解質溶液，特別是局部酸性環境的形成，導致不銹鋼管道的腐蝕和失效;

　　(2) 管道埋地敷設時，未按照規范采用涂裹防腐絕緣層或電化學的防腐方法進行外防腐，導致管道接觸泥土中的金屬鐵屑、污物及其它化學成份，成為腐蝕發生的必然因素;

　　(3) 由于管道外層的保溫柔材料和泥土形成閉塞區，在閉塞區內氧的濃度大幅度降低，氧的還原反應停止。隨著土壤中的CL-和SO2-在縫隙間的長時間積聚、停留，而破壞了鋼材表面的鈍化膜，導致腐蝕產生;

　　3、建議解決方案

　　(1) 對已出現點腐蝕穿孔的部位，立即進行更換處理;

　　(2) 管道表面出現輕度腐蝕可使用鈍化膏除銹，并用清水沖洗;

　　(3) 使用正規產家生產的非吸水性保溫材料;

　　(4) 管道埋地敷時，使用涂裹防腐絕緣層或電化學的防腐方法進行外防腐。如環氧酚醛有有機涂層，熱噴涂技術 (TSA)，納米涂層等。

　　上述是為大家介紹的不銹鋼腐蝕工藝、腐蝕機理、腐蝕的類型、發生原因和處理方法。對不銹鋼進行腐蝕，分化學腐蝕與電化學腐蝕，腐蝕加工，也叫蝕刻，任何一種金屬都可以蝕刻，蝕刻是有質量標準的，在蝕刻速度、蝕刻平整度、蝕刻粗糙(光亮)度、側腐蝕量、蝕刻成本等諸方面都有不同要求。一般來說，凡是腐蝕的金屬面，都為亞光，若欲得到亮光，就要用拋光工藝，其實，不管是化拋或是電拋，也都是一種腐蝕，只不過腐蝕的微弱罷了。要想在一次腐蝕后就得到比較光亮的表面，必須具備兩個條件：一是原始面比較光亮;第二就是要具備光亮腐蝕的成分與配比。現在，大家應該都掌握了上述的不銹鋼腐蝕的相關內容了吧?希望這些知識能夠給大家帶來幫助

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