有关混凝土泵管的受腐蚀现象

混凝土泵管受介质的化学或电化学作用而破坏的现象称为腐蚀。不锈钢的主要腐蚀形式有均匀腐蚀(表面腐蚀)和局部腐蚀,局部腐蚀包括晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等。据统计,在不锈钢腐蚀破坏事故中,由均匀腐蚀引起的仅占10%,而由局部腐蚀引起的则高达90%以上,由此可见,局部腐蚀是相当严重的腐蚀。铬不锈钢在氧化性介质中容易先在表面形成富铬氧化膜。该膜将阻止金属的离子化而产生钝化作用,提高了金属的耐均匀腐蚀性能。铬不锈钢或铬镍不锈钢因铬的钝化作用而对氧化性酸、大气均有较好的耐均匀腐蚀性能。但单纯依靠铬钝化的铬不锈钢在非氧化性酸,如稀硫酸和醋酸中耐均匀腐蚀性能相对较低。高铬镍的奥氏体不锈钢,由于高镍或添加钼、铜之类元素,具有较高的耐还原性酸腐蚀的性能。该类钢又有耐酸钢之称。沉淀硬化型不锈钢由于高铬,也有较好的耐均匀腐蚀性能。但由于强化处理,按碳化铬析岀或时效的情况不同,耐蚀性能也有相应的损失或降低。①晶间腐蚀。在腐蚀介质的作用下,起源于混凝土泵管表面沿晶界深入金属内部的腐蚀称为晶间腐蚀。它是一种局部腐蚀。晶间腐蚀导致晶粒间的结合力丧失,材料强度几乎消失,是一种很值得重视的危险的腐蚀现象。导致奥氏体不锈钢晶间腐蚀的原因很多,主要有碳化铬析出引起的晶间腐蚀、δ相析出引起的晶间腐蚀、晶界吸附引起的晶间腐蚀和稳定化元素高温溶解引起的晶间腐蚀等。②点蚀及缝隙腐蚀。点蚀的形成主要是由于材料表面钝化膜的局部破坏所引起的。降低碳含量,增加铬和钼以及镍的含量等都能提高抗点蚀能力。所以现在有超低碳高铬镍含钼奥氏体不锈钢和超高纯度含钼高铬铁素体不锈钢均有较高的耐点蚀性能。缝隙腐蚀是金属构件缝隙处发生的斑点状或溃疡形宏观蚀坑。适当增加铬、钼含量可以改善耐缝隙腐蚀的能力。

实际上只有采用钛、高钼镍合金和铜合金等才能有效地防止缝隙腐蚀的发生。应力腐蚀断裂(SCC)。应力腐蚀是指在静拉伸应力与电化学介质共同作用下,因阳极溶解过程引起的断裂。在一定静拉伸应力和在一定温度条件下的特定电化学介质的共同作用下,现有不锈钢均有产生应力腐蚀的可能性。焊接奥氏体不锈钢时,主要是其枝晶方向性强,线膨胀系数大,焊缝冷却时收缩应力大,容易出现热裂纹,并且变形倾向大。生产中防止热裂纹的措施有:采用焊缝金属为奥氏体-铁素体双相组织的焊条焊接奥氏体不锈钢;采用低氢焊条促使焊缝金属晶粒细化,减小焊缝中有害杂质,提高焊缝的抗裂性;采取尽量快的焊速,等待焊层冷却后再焊下一道,以减小焊缝过热;焊接结束或中断时,收弧要慢,填满弧坑,防止弧坑裂纹;选用较小的焊接电流。沉淀硬化马氏体不锈钢具有良好的焊接性,进行同材质等强度焊接时,在拘束度不大的情况下,一般不需要焊前预热或后热,焊后热处理采用与母材相同的低温回火时效将可获得等强度的焊接接头。

当不要求等强度的混凝土泵管接头时,通常采用奥氏体类的焊接材料焊接,焊前不预热、不后热,焊接接头中不会产生裂纹,在热影响区,虽然形成马氏体组织,但由于碳含量低,没有强烈的淬硬倾向,在拘束度不大的情泵管况下,不会产生焊接冷裂纹。值得注意的是,如果母材中强化元素偏析严重,如铸件的质量较差,将恶化焊接热影响区的焊接性与塑韧性析出硬化半奥氏体不锈钢具有良好的焊接性,当焊缝与母材成分相同时,即要求同材质焊接时,在焊接热循环的作用下,将可能出现如下问题。①焊缝及近缝区铁素体含量过高将可能引起接头的脆化。②焊接接头的强度难以与母材相匹配。当不要求同材质等强度焊接时,可采用常用的奥氏体型焊接材料,焊缝及热影响区均没有明显的裂纹敏感性。析出硬化奥氏体不锈钢A-286钢虽然有较多的时效强化合金元素,但其焊接性与半奥氏体析出强化不锈钢的焊接性相比,采用通常的熔焊工艺时,裂纹敏感性小,焊前不需要预热或后热。焊后按照母材时效处理的工艺进行焊后热处理即可获得接近等强度的焊接接头。对于17-1OP钢,尽管严格控制了S的含量,但由于P的质量分数高达0.30%,高温时磷化物在晶界的富集不可避免,由此造成近缝区具有很大的热裂敏感性与脆性,致使熔化焊工艺难以采用,一些特种焊工艺,如闪光焊及摩擦焊工艺比较适合该钢的焊接。

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