不鏽鋼解析（三）

如何進行環境保護？

衡美水處理為您介紹一項環境保護的專業知識——解析不鏽鋼。

導讀：

所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應，在表麵形成氧化膜。在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續進行氧化，使鏽蝕不斷擴大，最終形成孔洞。實際應用中，常將耐腐蝕的鋼稱為不鏽鋼，不鏽鋼的耐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。

十三、主要問題

1、不鏽鋼腐蝕

裸露在腐蝕環境中的金屬表麵發生電化反應或化學反應，均勻受到腐蝕。不鏽鋼表麵鈍化膜之中耐腐蝕能力弱的部位，由於自激反應而形成點蝕反應，生成小孔，再加上有氯離子接近，形成很強的腐蝕性溶液，加速腐蝕反應的速度。還有不鏽鋼內部的晶間腐蝕開裂，所有這些，對不鏽鋼表麵的鈍化膜都發生破壞作用。因此，對不鏽鋼表麵必須進行定期的清潔保養，以保持其華麗的表麵及延長使用壽命。清洗不鏽鋼表麵時必須注意不發生表麵劃傷現象，避免使用漂白成分以及研磨劑的洗滌液，鋼絲球、研磨工具等，為除掉洗滌液，洗滌完成後再用潔淨水衝洗表麵。

不鏽鋼是靠其表麵形成的一層極薄而又堅固細密的穩定的富鉻氧化膜（防護膜）。防止氧原子繼續滲入繼續氧化,而獲得抗鏽蝕能力。一旦有某種原因，這種薄膜受到不斷的破壞，空氣或液體中的氧原子就會不斷地析離出來，形成疏鬆的氧化鐵，金屬表麵也就受到不斷的鏽蝕。

國內很多廠家出於成本考慮，在不鏽鋼中降低了鉻、鎳，增加了錳的含量。專家認為，不鏽鋼之所以能不鏽，就是因為有鉻和鎳的存在，降低這兩種成分的含量會降低防鏽性能。

2、不鏽鋼機械加工過程中的注意事項：

加工區：不鏽鋼件的加工區域應相對固定。加工區的平台應采取防護措施，如鋪橡膠墊等。不鏽鋼件加工時應避免對不鏽鋼件表麵防護層的損傷。

3、使用環境中存在氯離子

氯離子廣泛存在，比如食鹽/汗跡/海水/海風/土壤等等。不鏽鋼在氯離子存在下的環境中，腐蝕很快，甚至超過普通的低碳鋼。所以對不鏽鋼的使用環境有要求，而且需要經常擦拭，除去灰塵，保持清潔幹燥。（這樣就可以給他定個“使用不當”。） 美國有一個例子：某企業用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液，該容器已使用近百餘年，上個世紀九十年代計劃更換，因橡木材料不夠現代，采用不鏽鋼更換後16天容器因腐蝕泄漏。

4、沒有經過固溶處理

合金元素沒有溶入基體，致使基體組織合金含量低，抗蝕性能差。

5、天生的晶間腐蝕

這種不含鈦和铌的材料有晶間腐蝕的傾向。加入鈦和铌，再配以穩定處理，可以減少晶間腐蝕。在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼，不鏽鋼是具有美觀的表麵和耐腐蝕性能好，不必經過鍍色等表麵處理，而發揮不鏽鋼所固有的表麵性能，使用於多方麵的鋼鐵的一種，通常稱為不鏽鋼。代表性能的有13鉻鋼，18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析，因為不鏽鋼含有鉻而使表麵形成很薄的鉻膜，這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不鏽鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有12%以上的鉻。用於需要焊接的場合，較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少，而碳化物的析出可能導致不鏽鋼在某些環境中產生晶間腐蝕。

6、粉塵

製作經常是在有粉塵的場地進行，空氣中常帶有許多粉塵，它們不斷地落在設備表麵。它們可以用水或堿性溶液去除掉。不過，有附著力的塵垢需要高壓水或蒸氣進行清理。

7、浮鐵粉或嵌入的鐵

在任何表麵上，遊離鐵都會生鏽並使不鏽鋼產生腐蝕。因此，必須清除。浮粉一般可隨粉塵一起清除掉。有些粘著力很強，必須按嵌入的鐵處理。除粉塵外，表麵鐵的來源很多，其中包括用普通碳鋼鋼絲刷清理和用以前在普碳鋼，低合金鋼或鑄鐵件上使用過的砂子、玻璃珠或其它磨料進行噴丸處理，或在不鏽鋼部件及設備附近對前麵提到的非不鏽鋼製品進行修磨。在下料或吊過過程中如果不對不鏽鋼采取保護措施，鋼絲繩、吊具和工作台麵上的鐵很容易嵌入或玷汙表麵。訂貨要求和製作後檢查可以防止並發現遊離鐵的存在，ASTM標準A380[3]規定了檢查不鏽鋼表麵鐵或鋼微粒的鐵鏽試驗法。當要求絕對不能有鐵存在的時候，應該使用這種檢驗方法。如果結果令人滿意，應用幹淨的純水或硝酸對表麵進行洗滌，直到深藍色完全消失。正如標準A380[3]指出的如果鐵鏽試驗溶液不能全部清除幹淨，不推薦在設備的工藝表麵，即用來生產人類消費品的直接接觸表麵采用這種試驗方法。比較簡單的試驗方法是在水中暴露12~24小時，檢查是否有鏽斑。這種試驗靈敏性差，而且耗時。這些都是檢測試驗，不是清理方法。如果發現有鐵存在，必須用後麵介紹的化學和電化學的方法進行清理。

8、劃痕

為了防止工藝潤滑劑或生成物和/或汙物積留，必須對劃痕和其它粗糙表麵進行機械清理一般都是用不鏽鋼專用拋光機去除。如果在焊接或修磨過程中不鏽鋼在空氣中被加熱到一定的高溫，焊縫兩側、焊縫的下表麵和底部都會出現鉻氧化物熱回火色。熱回火色比氧化保護膜薄，而且明顯可見。顏色決定於厚度，可呈見彩虹色、藍色、紫色到淡黃色和棕色。較厚的氧化物一般為黑色。它是由於在高溫或長時間在較高度下停留所致。當出現任何一種這類氧化層時，金屬表麵的鉻含量都會降低，造成這些區域的耐腐蝕性降低。在這種情況下，不僅要消除熱回火色和其它氧化層，還應對它們下麵的貧鉻金屬層進行清理。

9、鏽斑

製作前或製作過程中有時會看到不鏽鋼產品或設備上生鏽，這說明表麵受到嚴重汙染。設備投入使用前必須把鏽清除掉，徹底清理過的表麵應通過鐵試驗和/或水試驗進行檢驗。

10、粗糙的研磨和機加工

研磨和機加工都會造成表麵粗糙，留有凹槽，重疊和毛刺等缺陷。每種缺陷也可能使金屬表麵損傷到一定深度，以至於受損傷的金屬表麵無法通過酸洗，電拋光或噴丸（如幹噴砂，磨料用玻璃珠）等方法清理掉。粗糙表麵能夠成為發生腐蝕和沉積生成物的發源地，重焊前清理焊縫缺陷或清除多餘的焊縫加強高都不能用粗磨進行研磨。對後一種情況，應再用細磨料研磨。

11、焊接引弧斑痕

焊工在金屬表麵引弧時，會造成表麵粗糙缺陷。保護膜受損，留下潛在的腐蝕源。焊工應在已經焊好的焊道上或在焊縫接頭的側邊引弧。然後將引弧痕跡熔入焊縫中。

12、焊接飛濺

焊接飛濺與焊接工藝有很大關係。例如：GTAM（氣體保護鎢極電弧焊）或TIG（惰性氣體保護鎢極焊）沒有飛濺。但是，采用GMAW（氣體保護金屬電弧焊）和FCAW（帶焊劑芯的電弧焊）兩種焊接工藝時如果焊接參數使用不當會造成大量飛濺。出現這種情況時，必須調整參數。如果要解決焊接飛濺的問題，焊接前應在接頭的每一邊塗上防濺劑，這樣可以消除飛濺物的附著力。焊完後可以很容易地將這種防濺劑及各種飛濺物清理掉，可不損傷表麵或帶來輕微損傷。

利用焊劑進行焊接的工藝有手工焊，帶焊劑芯電弧焊和埋弧焊，這些焊接工藝都會在表麵留下細小的焊劑顆粒，普通的清理方法無法將它們清除掉。這此顆粒將是縫隙腐蝕的腐蝕源，必須采用機械清理方法去除這些殘留焊劑。

13、焊接缺陷

焊接缺陷如：咬邊、未焊透、密集氣孔和裂紋不僅降低接頭的牢固性，而且還會成為縫隙腐蝕的腐蝕源。改善這種結果進行清理操作時，它們還會夾帶固體顆粒。這些缺陷可通過重新焊接或修磨後重焊進行修補。

14、油和油脂

有機物質如：油，油脂甚至指印都會成為局部腐蝕的腐蝕源。由於這些物質能起屏障作用，它們會影響化學和電化學清理效果，因而必須徹底清理掉。ASTM A380有一種簡單的斷水（WATERBREAK）試驗檢測有機汙染物。試驗時，從垂直表麵的頂部澆下水，在向下流的過程中水會沿著有機物質的周圍分開。熔劑和/或酸性化學清洗劑可清除油跡和油脂。

15、殘餘粘合劑

撕掉膠帶和保護紙時，粘合劑總有一部分殘留在不鏽鋼表麵。如果粘全劑還沒硬，可以用有機熔劑去除。但是，當曝露在光或空氣中時，粘全劑變硬，形成縫隙腐蝕的腐蝕源。然後需要用細磨料進行機械清理。

16、油漆筆印

這些汙染物的影響與油和油脂的影響相似。建議用幹淨的刷子和幹淨的水或堿性清洗劑進行洗滌，也可以使用高壓水或蒸汽衝洗。在使用狀態下以鐵素體組織為主的不鏽鋼。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導熱係數大，膨脹係數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點，多用於製造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊後塑性和耐蝕性明顯降低等缺點，因而限製了它的應用。爐外精煉技術（AOD或VOD）的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應用。

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