耐氯离子腐蚀材料

一、钛属于贵重金属，它的相对密度较小、强度高、比强度高。在特定的环境下有着优良的耐氯离子腐蚀性能。

钛和钛合金在湿氯气中的耐蚀性超过其他常用金属，这是因为氯具有强烈的氧化作用，钛和钛合金在湿氯中能处于稳定的钝态，为了维持钛在氯气中的钝性，需要一定的含水量。临界含水量与氧气压力、流速、温度等因素有关，也与钛设备或零部件的形状尺寸以及钛表面机械损坏程度有关。

钛和钛合金在干氯气中，甚至在0℃以下也会发生剧烈反应生成四氯化钛，并有着火危险。钛和钛合金在干氯气中的破坏一经开始，反应是崩溃性的，再加入水也不能阻止反应的进行。

图（1）化工厂搪瓷反应釜被氯离子腐蚀严重，采用北京耐默公司生产的KN17现场修复

因此，关于氯与钛的反应可以简单的解释：钛与氯反应生成四氯化钛：四氯化钛与水作用生成氢氧化钛，它是一种非挥发性的物质，而且成为一种膜牢固附着在钛的表面，这一反应是极稳定的反应，而且表面膜在湿氯中极为稳定。因而钛在湿氯中具有优异的耐蚀性，其稳定性与氯气中含水量密切相关。

二、奥氏体不锈钢，由于铬、镍含量高，是最耐腐蚀的不锈钢之一，并具有很好的机械性能。（碳含量被控制在0.03%以下），以避免在临界温度范围(430～900℃)内碳化铬的晶界沉淀，在焊后提供特别好的耐蚀性。但耐氯离子点腐蚀的能力较差。

   氯离子对不锈钢钝化膜的破坏，处于钝态的金属仍有一定的反应能力，即钝化膜的溶解和修复（再钝化）处于动平衡状态。当介质中含有活性阴离子（常见的如氯离子）时，平衡便受到破坏，溶解占优势。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔径多在20～30μm），这些小蚀坑称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。氯离子的存在对不锈钢的钝态起到直接的破环作用。金属钝化区随氯离子浓度增大而减小。

点腐蚀形成的过程，点蚀首先从亚稳态孔蚀行为开始。不锈钢表面的各种缺陷如表面硫化物夹杂、晶界碳化物沉积、表面沟槽处等地方，钝化膜首先遭到破坏露出基层金属出现小蚀孔（孔径多在20～30μm），这就是亚稳态孔核，成为点腐蚀生成的活性中心。随着腐蚀的进行，孔口介质的pH值逐渐升高，水中的可溶性盐如Ca(HCO3)2将转化为CaCO3沉淀，结果锈层与垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池，这样就使孔内外物质交换更困难，从而使孔内金属氯化物更加浓缩，最终蚀孔的高速深化可把金属断面蚀穿。这种由闭塞电池引起孔内酸化从而加速腐蚀的作用称为“自催化酸化作用”。

钝化膜是保护不锈钢的主要屏障，但另一方面具有钝化特性的金属或合金，钝化能力越强则对孔蚀的敏感性越高，不锈钢较碳钢易发生点腐蚀就是这个道理。孔蚀的发生和介质中含有活性阴离子或氧化性阳离子有很大关系。

大多数的孔蚀事例都是在含有氯离子或氯化物介质中发生的。实验表明，在阳极极化条件下，介质中只要含有氯离子便可使金属发生孔蚀。所以氯离子又称为孔蚀的“激发剂”，而且随着介质中氯离子浓度的增加，孔蚀电位下降，使孔蚀容易发生，而后又容易加速进行。