304不銹鋼在海水環(huán)境表現(xiàn)如何

304不銹鋼自問世以來就被應(yīng)用到海水環(huán)境中，成功地取代了許多普通不銹鋼，解決了大量的材料腐蝕問題。但也出現(xiàn)了一些失效的案例。主要是由于苛刻環(huán)境造成的局部腐蝕。從耐腐蝕性能講，雖然這些第一代超級不銹鋼已經(jīng)具有較高的能力，但與鎳基合金相比，還是有一定差距的。
以Utra 654 SMO為代表的第二代超級奧氏體不銹鋼 由于試驗(yàn)環(huán)境非?？量蹋g電位高、試樣與橡膠環(huán)的縫隙非常緊密等，所以得出的具體耐縫隙腐蝕臨界溫度比在其它環(huán)境中所測的要低一些。但材料排比的經(jīng)過是很清楚的:Ultra 654 SMO和Alloy C-276的耐腐蝕性最高，基本在同一水平上: 而6Mo的超級奧氏體不銹鋼和lloy 625的耐腐蝕性則相對低個(gè)檔次。 在這方面填補(bǔ)了兩類材料之間的空白。

工業(yè)上使用天然海水時(shí)，常常會(huì)通過添加氧來清除1物順成者兒它污染物質(zhì)。們氧是很強(qiáng)的氧化物質(zhì)，會(huì)大提高不銹鋼的腐蝕電位，從而提升了發(fā)生點(diǎn)腐蝕和縫限腐 蝕的危險(xiǎn)性。

因此，海水腐蝕環(huán)境是比較苛刻的環(huán)境之。在許名行業(yè)中，板式熱交換黑都使用海水進(jìn)行冷卻。傳統(tǒng)板式熱交換器中，金屬板而與橡膠墊以及兩金屬板之間都有許多緊密的縫隊(duì)。

經(jīng)驗(yàn)表明，6Mo的超級奧氏體不銹鋼在這樣的環(huán)境中也出現(xiàn)了許多失效的情況”，而經(jīng)佩處理過的天然海水造成的縫陬腐蝕是主要原因。 為了檢驗(yàn)第二代超級奧氏體不銹鋼在這方面的表現(xiàn)，進(jìn)行了許多相應(yīng)的模擬試驗(yàn)。腐蝕電位較高時(shí)，局部腐蝕發(fā)生的危險(xiǎn)性也相應(yīng)增加。

在相對高的腐蝕電位(+500 mV)，在模擬海水中進(jìn)行了三十天的縫隙腐蝕試驗(yàn)，同時(shí)佩離子濃度控制在較高的水平，大約25000 ppm左右。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，6Mo的超級奧氏體不銹鋼和?；掀驛lloy 625均在30C左右就發(fā)生了縫限腐蝕，而幾腐蝕深度還較大。而第代超級奧氏體不銹鋼(SMO)和鎳基合金C-276的耐縫隙腐蝕臨界溫度則嬰高出近一倍。

海水中常常含有大量微生物，包括腐蝕性微生物。有些微生物容易在鋼鐵表面附著，形成生物膜。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，這些微生物不僅會(huì)產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，還能與胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances, EPS)吸附在企屬表面而降低換熱效率。生物股通常包含有好機(jī)和厭氧的細(xì)菌，隨者沒水時(shí)間的增加，在金屬表面， 生物膜會(huì)由以好氧微生物為主體逐漸變成以厭氧微生物為主體。不銹鋼腐蝕與在表面的厭氧微生物膜有較大關(guān)系。其中硫酸鹽還原細(xì)菌(Ssulfate reducing bacteria, SRB)為最常見、腐蝕性也很強(qiáng)的厭氧菌。硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB)在含氧的海水系統(tǒng)中會(huì)很活躍[6]。通常認(rèn)為，它們能夠代謝海水中的硫酸鹽形成硫化氫，降低pH值。硫化氫對不銹鋼產(chǎn)生腐蝕， 引發(fā)局部腐蝕現(xiàn)象。特別是當(dāng)硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB)覆蓋面積較小，會(huì)引起局部極化，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致腐蝕穿孔。

為了模擬這樣的環(huán)境，設(shè)計(jì)了專門的腐蝕實(shí)驗(yàn)。將pH值控制在4.0~4.8水平，硫化氫含量在2000~3000 ppm上下。觀察結(jié)果表明，只有Ultra 654 SMO的所有四個(gè)測試樣品沒有發(fā)生任何縫隙腐蝕，其余三個(gè)材料的所有四個(gè)試樣均發(fā)生了縫隙腐蝕，見表4。其中6Mo的奧氏體304不銹鋼的腐蝕深度達(dá)0.75mm。