混凝土泵管受介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用而破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕。不銹鋼的主要腐蝕形式有均勻腐蝕(表面腐蝕)和局部腐蝕,局部腐蝕包括晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕等。據(jù)統(tǒng)計(jì),在不銹鋼腐蝕破壞事故中,由均勻腐蝕引起的僅占10%,而由局部腐蝕引起的則高達(dá)90%以上,由此可見,局部腐蝕是相當(dāng)嚴(yán)重的腐蝕。鉻不銹鋼在氧化性介質(zhì)中容易先在表面形成富鉻氧化膜。該膜將阻止金屬的離子化而產(chǎn)生鈍化作用,提高了金屬的耐均勻腐蝕性能。鉻不銹鋼或鉻鎳不銹鋼因鉻的鈍化作用而對氧化性酸、大氣均有較好的耐均勻腐蝕性能。但單純依靠鉻鈍化的鉻不銹鋼在非氧化性酸,如稀硫酸和醋酸中耐均勻腐蝕性能相對較低。高鉻鎳的奧氏體不銹鋼,由于高鎳或添加鉬、銅之類元素,具有較高的耐還原性酸腐蝕的性能。該類鋼又有耐酸鋼之稱。沉淀硬化型不銹鋼由于高鉻,也有較好的耐均勻腐蝕性能。但由于強(qiáng)化處理,按碳化鉻析岀或時(shí)效的情況不同,耐蝕性能也有相應(yīng)的損失或降低。①晶間腐蝕。在腐蝕介質(zhì)的作用下,起源于混凝土泵管表面沿晶界深入金屬內(nèi)部的腐蝕稱為晶間腐蝕。它是一種局部腐蝕。晶間腐蝕導(dǎo)致晶粒間的結(jié)合力喪失,材料強(qiáng)度幾乎消失,是一種很值得重視的危險(xiǎn)的腐蝕現(xiàn)象。導(dǎo)致奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的原因很多,主要有碳化鉻析出引起的晶間腐蝕、δ相析出引起的晶間腐蝕、晶界吸附引起的晶間腐蝕和穩(wěn)定化元素高溫溶解引起的晶間腐蝕等。②點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕。點(diǎn)蝕的形成主要是由于材料表面鈍化膜的局部破壞所引起的。降低碳含量,增加鉻和鉬以及鎳的含量等都能提高抗點(diǎn)蝕能力。所以現(xiàn)在有超低碳高鉻鎳含鉬奧氏體不銹鋼和超高純度含鉬高鉻鐵素體不銹鋼均有較高的耐點(diǎn)蝕性能??p隙腐蝕是金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生的斑點(diǎn)狀或潰瘍形宏觀蝕坑。適當(dāng)增加鉻、鉬含量可以改善耐縫隙腐蝕的能力。
實(shí)際上只有采用鈦、高鉬鎳合金和銅合金等才能有效地防止縫隙腐蝕的發(fā)生。應(yīng)力腐蝕斷裂(SCC)。應(yīng)力腐蝕是指在靜拉伸應(yīng)力與電化學(xué)介質(zhì)共同作用下,因陽極溶解過程引起的斷裂。在一定靜拉伸應(yīng)力和在一定溫度條件下的特定電化學(xué)介質(zhì)的共同作用下,現(xiàn)有不銹鋼均有產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的可能性。焊接奧氏體不銹鋼時(shí),主要是其枝晶方向性強(qiáng),線膨脹系數(shù)大,焊縫冷卻時(shí)收縮應(yīng)力大,容易出現(xiàn)熱裂紋,并且變形傾向大。生產(chǎn)中防止熱裂紋的措施有:采用焊縫金屬為奧氏體-鐵素體雙相組織的焊條焊接奧氏體不銹鋼;采用低氫焊條促使焊縫金屬晶粒細(xì)化,減小焊縫中有害雜質(zhì),提高焊縫的抗裂性;采取盡量快的焊速,等待焊層冷卻后再焊下一道,以減小焊縫過熱;焊接結(jié)束或中斷時(shí),收弧要慢,填滿弧坑,防止弧坑裂紋;選用較小的焊接電流。沉淀硬化馬氏體不銹鋼具有良好的焊接性,進(jìn)行同材質(zhì)等強(qiáng)度焊接時(shí),在拘束度不大的情況下,一般不需要焊前預(yù)熱或后熱,焊后熱處理采用與母材相同的低溫回火時(shí)效將可獲得等強(qiáng)度的焊接接頭。
當(dāng)不要求等強(qiáng)度的混凝土泵管接頭時(shí),通常采用奧氏體類的焊接材料焊接,焊前不預(yù)熱、不后熱,焊接接頭中不會產(chǎn)生裂紋,在熱影響區(qū),雖然形成馬氏體組織,但由于碳含量低,沒有強(qiáng)烈的淬硬傾向,在拘束度不大的情泵管況下,不會產(chǎn)生焊接冷裂紋。值得注意的是,如果母材中強(qiáng)化元素偏析嚴(yán)重,如鑄件的質(zhì)量較差,將惡化焊接熱影響區(qū)的焊接性與塑韌性析出硬化半奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性,當(dāng)焊縫與母材成分相同時(shí),即要求同材質(zhì)焊接時(shí),在焊接熱循環(huán)的作用下,將可能出現(xiàn)如下問題。①焊縫及近縫區(qū)鐵素體含量過高將可能引起接頭的脆化。②焊接接頭的強(qiáng)度難以與母材相匹配。當(dāng)不要求同材質(zhì)等強(qiáng)度焊接時(shí),可采用常用的奧氏體型焊接材料,焊縫及熱影響區(qū)均沒有明顯的裂紋敏感性。析出硬化奧氏體不銹鋼A-286鋼雖然有較多的時(shí)效強(qiáng)化合金元素,但其焊接性與半奧氏體析出強(qiáng)化不銹鋼的焊接性相比,采用通常的熔焊工藝時(shí),裂紋敏感性小,焊前不需要預(yù)熱或后熱。焊后按照母材時(shí)效處理的工藝進(jìn)行焊后熱處理即可獲得接近等強(qiáng)度的焊接接頭。對于17-1OP鋼,盡管嚴(yán)格控制了S的含量,但由于P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)0.30%,高溫時(shí)磷化物在晶界的富集不可避免,由此造成近縫區(qū)具有很大的熱裂敏感性與脆性,致使熔化焊工藝難以采用,一些特種焊工藝,如閃光焊及摩擦焊工藝比較適合該鋼的焊接。