不锈钢解析（三）

如何进行环境保护？

衡美水处理为您介绍一项环境保护的专业知识——解析不锈钢。

导读：

所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。实际应用中，常将耐腐蚀的钢称为不锈钢，不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

十三、主要问题

1、不锈钢腐蚀

裸露在腐蚀环境中的金属表面发生电化反应或化学反应，均匀受到腐蚀。不锈钢表面钝化膜之中耐腐蚀能力弱的部位，由于自激反应而形成点蚀反应，生成小孔，再加上有氯离子接近，形成很强的腐蚀性溶液，加速腐蚀反应的速度。还有不锈钢内部的晶间腐蚀开裂，所有这些，对不锈钢表面的钝化膜都发生破坏作用。因此，对不锈钢表面必须进行定期的清洁保养，以保持其华丽的表面及延长使用寿命。清洗不锈钢表面时必须注意不发生表面划伤现象，避免使用漂白成分以及研磨剂的洗涤液，钢丝球、研磨工具等，为除掉洗涤液，洗涤完成后再用洁净水冲洗表面。

不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而又坚固细密的稳定的富铬氧化膜（防护膜）。防止氧原子继续渗入继续氧化,而获得抗锈蚀能力。一旦有某种原因，这种薄膜受到不断的破坏，空气或液体中的氧原子就会不断地析离出来，形成疏松的氧化铁，金属表面也就受到不断的锈蚀。

国内很多厂家出于成本考虑，在不锈钢中降低了铬、镍，增加了锰的含量。专家认为，不锈钢之所以能不锈，就是因为有铬和镍的存在，降低这两种成分的含量会降低防锈性能。

2、不锈钢机械加工过程中的注意事项：

加工区：不锈钢件的加工区域应相对固定。加工区的平台应采取防护措施，如铺橡胶垫等。不锈钢件加工时应避免对不锈钢件表面防护层的损伤。

3、使用环境中存在氯离子

氯离子广泛存在，比如食盐/汗迹/海水/海风/土壤等等。不锈钢在氯离子存在下的环境中，腐蚀很快，甚至超过普通的低碳钢。所以对不锈钢的使用环境有要求，而且需要经常擦拭，除去灰尘，保持清洁干燥。（这样就可以给他定个“使用不当”。） 美国有一个例子：某企业用一橡木容器盛装某含氯离子的溶液，该容器已使用近百余年，上个世纪九十年代计划更换，因橡木材料不够现代，采用不锈钢更换后16天容器因腐蚀泄漏。

4、没有经过固溶处理

合金元素没有溶入基体，致使基体组织合金含量低，抗蚀性能差。

5、天生的晶间腐蚀

这种不含钛和铌的材料有晶间腐蚀的倾向。加入钛和铌，再配以稳定处理，可以减少晶间腐蚀。在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能，使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-8铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。用于需要焊接的场合，较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀。

6、粉尘

制作经常是在有粉尘的场地进行，空气中常带有许多粉尘，它们不断地落在设备表面。它们可以用水或碱性溶液去除掉。不过，有附着力的尘垢需要高压水或蒸气进行清理。

7、浮铁粉或嵌入的铁

在任何表面上，游离铁都会生锈并使不锈钢产生腐蚀。因此，必须清除。浮粉一般可随粉尘一起清除掉。有些粘着力很强，必须按嵌入的铁处理。除粉尘外，表面铁的来源很多，其中包括用普通碳钢钢丝刷清理和用以前在普碳钢，低合金钢或铸铁件上使用过的砂子、玻璃珠或其它磨料进行喷丸处理，或在不锈钢部件及设备附近对前面提到的非不锈钢制品进行修磨。在下料或吊过过程中如果不对不锈钢采取保护措施，钢丝绳、吊具和工作台面上的铁很容易嵌入或玷污表面。订货要求和制作后检查可以防止并发现游离铁的存在，ASTM标准A380[3]规定了检查不锈钢表面铁或钢微粒的铁锈试验法。当要求绝对不能有铁存在的时候，应该使用这种检验方法。如果结果令人满意，应用干净的纯水或硝酸对表面进行洗涤，直到深蓝色完全消失。正如标准A380[3]指出的如果铁锈试验溶液不能全部清除干净，不推荐在设备的工艺表面，即用来生产人类消费品的直接接触表面采用这种试验方法。比较简单的试验方法是在水中暴露12~24小时，检查是否有锈斑。这种试验灵敏性差，而且耗时。这些都是检测试验，不是清理方法。如果发现有铁存在，必须用后面介绍的化学和电化学的方法进行清理。

8、划痕

为了防止工艺润滑剂或生成物和/或污物积留，必须对划痕和其它粗糙表面进行机械清理一般都是用不锈钢专用抛光机去除。如果在焊接或修磨过程中不锈钢在空气中被加热到一定的高温，焊缝两侧、焊缝的下表面和底部都会出现铬氧化物热回火色。热回火色比氧化保护膜薄，而且明显可见。颜色决定于厚度，可呈见彩虹色、蓝色、紫色到淡黄色和棕色。较厚的氧化物一般为黑色。它是由于在高温或长时间在较高度下停留所致。当出现任何一种这类氧化层时，金属表面的铬含量都会降低，造成这些区域的耐腐蚀性降低。在这种情况下，不仅要消除热回火色和其它氧化层，还应对它们下面的贫铬金属层进行清理。

9、锈斑

制作前或制作过程中有时会看到不锈钢产品或设备上生锈，这说明表面受到严重污染。设备投入使用前必须把锈清除掉，彻底清理过的表面应通过铁试验和/或水试验进行检验。

10、粗糙的研磨和机加工

研磨和机加工都会造成表面粗糙，留有凹槽，重叠和毛刺等缺陷。每种缺陷也可能使金属表面损伤到一定深度，以至于受损伤的金属表面无法通过酸洗，电抛光或喷丸（如干喷砂，磨料用玻璃珠）等方法清理掉。粗糙表面能够成为发生腐蚀和沉积生成物的发源地，重焊前清理焊缝缺陷或清除多余的焊缝加强高都不能用粗磨进行研磨。对后一种情况，应再用细磨料研磨。

11、焊接引弧斑痕

焊工在金属表面引弧时，会造成表面粗糙缺陷。保护膜受损，留下潜在的腐蚀源。焊工应在已经焊好的焊道上或在焊缝接头的侧边引弧。然后将引弧痕迹熔入焊缝中。

12、焊接飞溅

焊接飞溅与焊接工艺有很大关系。例如：GTAM（气体保护钨极电弧焊）或TIG（惰性气体保护钨极焊）没有飞溅。但是，采用GMAW（气体保护金属电弧焊）和FCAW（带焊剂芯的电弧焊）两种焊接工艺时如果焊接参数使用不当会造成大量飞溅。出现这种情况时，必须调整参数。如果要解决焊接飞溅的问题，焊接前应在接头的每一边涂上防溅剂，这样可以消除飞溅物的附着力。焊完后可以很容易地将这种防溅剂及各种飞溅物清理掉，可不损伤表面或带来轻微损伤。

利用焊剂进行焊接的工艺有手工焊，带焊剂芯电弧焊和埋弧焊，这些焊接工艺都会在表面留下细小的焊剂颗粒，普通的清理方法无法将它们清除掉。这此颗粒将是缝隙腐蚀的腐蚀源，必须采用机械清理方法去除这些残留焊剂。

13、焊接缺陷

焊接缺陷如：咬边、未焊透、密集气孔和裂纹不仅降低接头的牢固性，而且还会成为缝隙腐蚀的腐蚀源。改善这种结果进行清理操作时，它们还会夹带固体颗粒。这些缺陷可通过重新焊接或修磨后重焊进行修补。

14、油和油脂

有机物质如：油，油脂甚至指印都会成为局部腐蚀的腐蚀源。由于这些物质能起屏障作用，它们会影响化学和电化学清理效果，因而必须彻底清理掉。ASTM A380有一种简单的断水（WATERBREAK）试验检测有机污染物。试验时，从垂直表面的顶部浇下水，在向下流的过程中水会沿着有机物质的周围分开。熔剂和/或酸性化学清洗剂可清除油迹和油脂。

15、残余粘合剂

撕掉胶带和保护纸时，粘合剂总有一部分残留在不锈钢表面。如果粘全剂还没硬，可以用有机熔剂去除。但是，当曝露在光或空气中时，粘全剂变硬，形成缝隙腐蚀的腐蚀源。然后需要用细磨料进行机械清理。

16、油漆笔印

这些污染物的影响与油和油脂的影响相似。建议用干净的刷子和干净的水或碱性清洗剂进行洗涤，也可以使用高压水或蒸汽冲洗。在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。

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