上海申弘閥門有限公司
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之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現在介紹耐海水腐蝕球閥應用選擇了三種典型的耐海水腐蝕鋼,在pH為10的3%(wt.%)NaCl溶液中進行了極化試驗,比較了鋼的點蝕誘發敏感性;在3%(wt.%)海鹽水和人造海水中分別進行了間浸掛片試驗和模擬閉塞腐蝕電池試驗,評價了鋼的點蝕擴展速度;利用金相顯微鏡、電子探針(EPMA)、掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)分析了鋼中夾雜物、腐蝕形貌和銹層的特征。結果表明,Ni-Cu-P鋼的點蝕誘發敏感性比Cr-Cu-Ni鋼強,Cr-Cu-P鋼zui弱。在相同條件下,Cr-Cu-P和Cr-Cu-Ni鋼的點蝕擴展速度接近,但都明顯大于Ni-Cu-P鋼。四種鋼的內銹層主要組成均為Fe3O4、α-FeOOH和和少量的非晶化合物,但Cr-Cu-P和Cr-Cu-Ni鋼的內銹層明顯比Ni-Cu-P鋼致密。在酸化的蝕坑內,Cr可降低鋼基體的電位,從而促進蝕坑的擴展;而Ni的添加則提高鋼基體的電位,從而有助于降低鋼的點蝕擴展速度。
序號 | 品 名 | 型 號 及 規 格 | 單位 | 數量 |
1 | 球閥 | 高壓拷貝林連接球閥DN50 PN100 拷貝林到球閥端口處16MM 拷貝林接口寬度8MM 拷貝林接口深度1.5MM | 臺 | 3 |
2 | 球閥 | 高壓拷貝林連接球閥DN20 PN100 拷貝林到球閥端口處16 MM 拷貝林接口寬度8MM 拷貝林接口深度1.5MM | 臺 | 1 |
3 | 止回閥 | 高壓拷貝林連接止回閥DN50 PN100 拷貝林到球閥端口處16MM 拷貝林接口寬度8MM 拷貝林接口深度1.5MM | 臺 | 1 |
引言從上世紀30年代起,國內外相關企業及研究機構就合金元素對結構鋼耐蝕性的影響進行了大量的研究,并相繼開發出一系列適合海洋各個區帶的耐海水腐蝕用鋼[1]。但是,到了上個世紀80年代后期,大規模研究耐海水腐蝕用鋼的熱潮逐漸冷卻下來,而且已定型的耐海水腐蝕用鋼的應用并材料，主要用來制作管道及設備。具有很強的耐腐蝕性，安裝也很方便等優點[2] 。在不改變耐海水腐蝕球墨鑄鐵基本元素耐海水腐蝕球閥應用C,Si,Mn,Cu和Al含量前提下,設計了不同Cr和Ni含量的合金系,采用金相觀察、硬度測試、失重法測試、EPMA面掃描分析和極化曲線分析等手段研究了其切削性能和耐海水腐蝕的影響規律,獲得了一種耐海水腐蝕球墨鑄鐵的優化成分。結果表明：Cr,Cu和Si等在材料表面形成一層薄且緊密附著的鈍化膜,有利于提高合金鑄鐵的耐蝕性；Ni可以提高腐蝕過程中基體的電極電位,明顯降低球墨鑄鐵腐蝕電流密度,降低腐蝕速率；當Cr含量為0.6%~0.8% (質量分數) 時,既可以保證切削性能,又能提高耐蝕性。與普通的球墨鑄鐵相比,成分優化設計的球墨鑄鐵的耐蝕性明顯提高。海水里面含有鹽，氯離子是鹽的重要組成部分，所以海水里充滿了氯離子，普通材質的不銹鋼管是zui怕氯離子的。不銹鋼管道在海水里使用，發生間隙腐蝕、孔蝕的局部腐蝕是非常常見的事情。那么如何選擇耐海水腐蝕的不銹鋼管呢？對輕微、中度、全部磨損試樣進行500h模擬海水浸泡腐蝕試驗，模擬海水溶液為3.5%（質量分數）NaCl溶液。實驗周期分別為72h、144h、300h、500h，每個周期進行宏觀腐蝕形貌觀察，試驗分為三組，每組三個平行試樣。
耐海水腐蝕球閥應用浸泡500h后，依據GB/T 16545-1996 國家標準[10]，將未腐蝕的空白樣與腐蝕后的試樣同時置于90~100℃的50mLH3PO4 +20gCrO3+1LH2O除銹液中，一段時間后從除銹液中取出試樣，立即用清水沖洗并用酒精擦拭后吹干，稱量；重復上述過程，直至試樣的質量變化小于1mg。在計算質量損失時減去空白樣的質量損失以減小實驗誤差。采用4XC-II型金相顯微鏡觀察微觀腐蝕形貌。
1.3腐蝕極化曲線測試實驗
采用CHI660E電化學工作站和三電極體系進行腐蝕極化曲線測量，飽和KCl甘汞電極(SCE)為參比電極，Pt電極為輔助電極，電解質溶液為3.5%NaCl模擬海水溶液。*行開路電位測量，待開路電位穩定后，進行極化曲線測量，電位掃描速度為1mV/s，掃描區間為±400mV(vs OCP)。
2. 試驗結果與分析
2.1 腐蝕形貌觀察
圖1為表面輕微磨損試樣在浸泡0h、72h、144h、300h、500h后的宏觀形貌形貌照片。從圖中可以看出試樣表面完好，幾乎沒有劃痕等明顯缺陷或損傷，隨浸泡時間的延長，試樣表面無明顯的腐蝕產物堆積，但有輕微的黑變產生，表面出現黑變是由于在腐蝕初期生成腐蝕產物薄膜導致的。因此，少缺陷表面具有較好的耐腐蝕能力。
圖1 原樣表面有輕微磨損的試樣浸泡腐蝕前后形貌
(a) 0h, (b) 72h, (c) 144h, (d) 300h, (e) 500h
圖2為原樣表面被中度磨損的試樣在浸泡0h、72h、144h、300h、500h后的宏觀形貌照片。從圖中可以看出，試樣表面缺陷有較多的劃痕、凹坑等缺陷，即試樣表面的原產品氧化膜遭到破壞，而腐蝕zui先從缺陷處開始發生，在72h小時后開始出現輕微的黑變現象。隨腐蝕時間的延長，表面出現點蝕坑，隨腐蝕膜增厚腐蝕產物變多時表現為白色，生成白銹。
圖2原樣表面被中度磨損的試樣浸泡腐蝕前后形貌
(a) 0h, (b) 72h, (c) 144h, (d) 300h, (e) 500h
圖3為表面被全部磨損的試樣在浸泡0h、72h、144h、300h、500h后的宏觀形貌形貌照片。從圖中可以看出，僅浸泡72h小時，試樣即全表面產生黑變并有部分白銹，發生了較為嚴重的腐蝕。這是因為經過磨制處理后原試樣表面的氧化膜遭到破壞、耐蝕性差，因此腐蝕較為嚴重，出現了大量的點蝕坑。其腐蝕也是隨時間延長，先出現黑變薄膜，再轉變為白銹。
圖3 表面被全部磨損的試樣浸泡腐蝕前后形貌
(a) 0h, (b) 72h, (c) 144h, (d) 300h, (e) 500h
以上觀察表明，6N01鋁合金在浸泡腐蝕條件下發生腐蝕基本遵循先產生初期腐蝕的黑變薄膜、再繼續發展成白銹的腐蝕過程。
為了進一步對比，采用光學金相顯微鏡對浸泡500h后試樣的微觀腐蝕形貌進行了觀察。圖4為輕微、中度、全部磨損三種試樣浸泡腐蝕500h后的微觀腐蝕形貌。從圖中可以看出，經過500h的浸泡腐蝕試驗，試樣表面均發生了較為嚴重的腐蝕；全部、中度磨損表面試樣的蝕坑密度明顯大于表面輕度磨損試樣；中度磨損試樣點蝕坑的半徑更大，形狀也不規則，在劃痕缺陷處（圖4b）腐蝕更為嚴重，蝕坑尺寸zui大達100μm；全部磨損試樣與中度磨損相比蝕坑密度似乎相差不多，但有些腐蝕坑已相互連接，結合圖3觀察，全部磨損試樣表面已產生了比較厚的白色腐蝕產物膜，傾向于均勻腐蝕，可能影響了蝕坑表觀密度。
圖4 三種磨損試樣浸泡腐蝕500h后微觀形貌(×100)
(a)輕度磨損，(b)中度磨損，(c)全部磨損
總之，試樣表面的磨損會加劇海水腐蝕程度，使其耐蝕性降低。
2.2腐蝕速率
對于均勻腐蝕類型的金屬材料可以用失重法來評價其腐蝕動力學行為。本試驗中，每種表面磨損狀態選用三個平行試樣，浸泡500h后用化學法去除腐蝕產物并干燥后用分析天平稱重，用試樣單位面積、單位時間的平均失重量來計算其腐蝕速率。
按JB/T7901-1999[11]標準，腐蝕速率計算式：
綜合起來主要有以下幾種材質的不銹鋼無縫管可以耐海水腐蝕性能強點：
1、00Cr16Ni6Mo3Cu1N ，屬馬氏體不銹鋼管，具有高強度耐海水腐蝕的突出能力；
2、00Cr26Ni6Mo4CuTiAl ， 高強度耐海水腐蝕不銹鋼管；
3、Yus270，屬超級奧氏體不銹鋼管，具有高強度耐海水腐蝕的突出能力；
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥海水有高速流動的，也有停滯不動的，要能耐以上兩種狀態下的海水腐蝕的不銹鋼管應該選擇高合金不銹鋼管，它們的典型代表是984LN、254SMO、AL-6X。 相對來說，的當屬6Mo類不銹鋼管例如317N不銹鋼管等，效果也不錯。
關鍵詞: 球墨鑄鐵 海水腐蝕 成分設計 耐蝕性 切削性能
Abstract: Without changing the content of the alloying elements C, Si, Mn, Cu and Al in an ordinary ductile cast iron, of which the influence of the addition of Cr and Ni on the microstructure, mechanical performance and the sea water corrosion resistance was studied by means of metallography observation, hardness and cutting test, weight loss test and polarization curve measurement in sea water, as well as surface EPMA analysis for the corrosion products. Accordingly an optimal chemical composition of that cast iron was acquired. The results showed that elements Cr, Cu and Al are beneficial to the formation of a thin and tightly adherent passive film on the surface, which can enhance the corrosion resistance of the alloyed cast iron. Element Ni can positively rises the corrosion potential and significantly reduce corrosion current density of the alloyed cast iron. As a comprehensive result, the alloyed cast iron with Cr content 0.6%~0.8% (mass fraction) exhibits not only better cutting performance, but also superior corrosion resistance in comparison with the ordinary ductile cast iron.
能耐腐蝕的原因：
1、10CrMoAl材料中的Al（鋁），能與空氣中的O（氧）化學反應生成Al2O3（三氧化二鋁）.從而行成保護膜，既防腐又耐腐。
2、10CrMoAl中的Cr(鉻），Mo（鉬），離子在海水中能自動補充Cl（氯）離子對鋼材點腐蝕形成的空隙，開成致密保護層，阻止點腐蝕向縱深發展。進而起到耐腐，使使用壽命加長。
焊接：10CrMoAl材料焊接性能較好，配有耐腐焊條“海O3”，無特殊焊接要求。與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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