在研究中还发现,当不锈钢中含有磷、硅杂质时,在强氧化性介质中也能产生晶间腐蚀,但它与在氧化性或弱氧化性介质中情况不同,不能用贫铬理论来解释。磷、硅杂质在不锈钢固溶体内存在时会偏析到晶界上,在强氧化性介质作用下便发生溶解,导致晶间腐蚀。但它可以减少敏化温度状态下的晶间腐蚀,因为钢在敏化温度时,由于碳和磷生成(Fe,P)23q,所以,减少了敏化状态时钢对晶间腐蚀敏感性。
为了抑制晶间腐蚀的发生,一般在冶炼钢材时加入一定量的钦和锐。它们和碳的亲和力大,能与碳首先生成稳定的钦、祝碳化物,而且这些碳化物的固溶度又比(Fe,Cr)2q小得多,在固溶温度下几乎不溶于奥氏体中。这样,即使经过敏化温度(45一850℃)也不致于有(Fe,Cr)2q大量析出,在很大程度上消除了奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向。
介质中活性阴离子影响在许多介质中,金属的腐蚀速度还和阴离子的特性有关。在硫酸、盐酸等酸中,通过对一些金属腐蚀的研究,发现在金属溶解过程中阴离子参加反应,通常出现当OH一离子时,腐蚀速度加快的现象。用于不锈钢压力容器的介质是多种多样的,有酸、碱、盐等对不锈钢都具有腐蚀作用。这里特别强调一点的就是a一离子对不锈钢的腐蚀作用远大于对碳钢的腐蚀作用,因为,不锈钢很容易生成氧化保护膜。成相膜理论认为,由于氛离子半径小,穿透力强,故它最容易透过膜内极小的孔隙,当它与金属相互作用时会形成可溶性化合物;吸附理论认为,氯离子破坏钝化膜的根本原因在于a一离子具有很强的、可被金属吸附的能力,它们优先被吸附在金属表面,把氧排挤掉。由于抓离子与金属的反应速度大,吸附得并不稳定,所以形成可溶性物质。这样很快形成点蚀,点蚀继续发展,形成自催化酸化作用,直到不锈钢穿孔。
不锈钢容器的加工及焊接影响许多研究表明,在化工容器制造过程中,其它环境条件相同时,在金属中有残余变形或弹性变形的情况下,其容器腐蚀速度加剧。在高温高压下,受碱介质作用的铬镍不锈钢,常常引起所谓应力腐蚀破裂,使材料迅速破坏,同时腐蚀具有晶间腐蚀性质。不锈钢设备制造过程采用的工序卷边、冲压、轧制等,常常引起残余变形,发生变形的钢要进行适当的热处理以消除应力。因此,研究不同牌号的不锈钢在不同介质作用下产生腐蚀的情况是很重要的。
在设计与制造设备时,必须特别注意使材料的应力尽可能低,尤其是必须避免应力集中。不锈钢的容器焊接是很重要的工序,因为结构的强度、抗侵蚀介质的能力多半取决于焊缝与邻焊区域的焊接接头质量。焊接时,渗碳夹渣气孔、非金属夹杂,未焊透以及不合理焊料与焊接工艺,都会给不锈钢容器的使用造成隐患。应针对不同牌号的材料,采用不同的焊接工艺及热处理方法。另外,焊缝外观质量也要把关,避免造成缝隙腐蚀。焊接件热处理时在敏化温度的停留时间尽量短,避免产生Cr的偏析造成。因为容器使用环境条件千差万别,所以造成腐蚀破坏的因素及结果也多种多样,在现实工作中应根据使用环境条件、工况条件,确定出相应的控制点,控制关键因素,随时注意检查压力容器安全使用状态,确保不锈钢压力容器从选材、加工、制造到使用全过程的有序控制,保证各个环节的安全合理。