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淡水导致的腐蚀

  • 2023.06.14 10:24:30
  • 米思米
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 淡水导致的钢材腐蚀,是由水中的溶解氧所引起的。然而,从大气供氧的浓度,在室温下会低至8~10ppm,因此腐蚀速率取决于水中扩散的溶解氧对钢材表面的供氧速度。

 如果钢表面没有沉积物,根据溶解氧浓度和扩散速度,假定钢材在静止淡水中匀速腐蚀,则腐蚀速度约为0.4mm/年。但由于铁锈会影响到氧气的供给,所以实际上的腐蚀速度为0.1mm/年左右。

 在山多水急的日本,地表径流较少出现这种情况,但在欧美,降雨缓慢地流过平坦的土地,钙质从土壤和岩石中溶解到水中,使得水的硬度增加,成为所谓的硬水。

 据说,当钢材表面与这种水接触时,会形成一层碳酸钙膜,阻断溶解氧的供应,从而显著降低腐蚀速度。

 在日本,关于水质对腐蚀的影响,通常认为pH值在5~9范围内时基本没有影响,氯离子和硫酸根离子的浓度在静态条件下几乎没有影响。这无非是溶解氧的供应决定了腐蚀速度。

 如果有流速,溶解氧的供给随着流速的增加而增加,腐蚀速度随之加快,当流速达到一定速度以上之后,氧气的供应量非常高,无法在溶解钢材的过程中完全消耗掉,于是形成钝化膜,使腐蚀速度降低。即使水温下降,溶解氧浓度上升,也会发生这种情况。

 淡水中的氯离子和硫酸根离子浓度对钢材腐蚀的影响,是由于发生钝化的流速范围条件有限,浓度越高,则发生钝化后的腐蚀速率越高。在海水等氯离子浓度高的水中,无论流速如何增加都不会发生钝化。

 氯离子是众所周知的腐蚀促进物质,但以碳素钢为例,当浸没在水中时,只有在流速超过临界流速时才会产生明显的不利影响。

 钢材在水中的腐蚀速度会随着温度的升高而加快,在约80℃时达到最大,超过该温度后反而会降低。这是因为存在两种对腐蚀速率影响相反的作用:较高的温度会加速氧扩散,但同时会降低氧溶解度。

 原则上,不锈钢和铝在淡水中不会腐蚀,但当存在氯离子时,就会出现点蚀和缝隙腐蚀问题。


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