按水中含鹽量的不同,水可分為高純水、淡水、半咸水和海水。高純水中幾乎不含鹽,Cl-一般≤0.1×10-6;淡水中含鹽量低于0.05%;半咸水中含鹽量在0.05%以上,但低于海水中的含鹽量;海水中含鹽量達3%~3.5%。
不銹鋼在水介質中,一般腐蝕并不是引起不銹鋼管腐蝕破壞的主要形式。而最為常見的腐蝕破壞是來自局部腐蝕,特別是應力腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕。
高純水大量應用于核工業中,特別是以水作為冷卻和工作介質的沸水和壓水核反應堆中,由于高純水中Cl-和氧都很低([Cl-]≤0.10×10-6,[O]≤0.10×10-6) 不銹鋼在這種條件下的腐蝕率很小,小于0.01mm/a;因此,水冷核反應堆中除核燃料包殼等少量材料外,大量選用不銹鋼管,說水冷核反應堆是不銹鋼“堆”成的一點也不夸大。所選用的主要牌號為06Cr19Ni10、022Cr19Ni10、06Cr17Ni12Mo2、022Cr17Ni12Mo2、06Cr18Ni11Ti等。近些年來,控氮的Cr-Ni奧氏體不銹鋼管,例如,控氮的06Cr19Ni9、022Cr19Ni11、022Cr17Ni12Mo2等大量用作堆內結構材料(法蘭、堆內各種支撐件等)和主管道材料。壓水堆蒸汽發生器管材雖然已選用高鎳耐蝕合金,但蒸發器隔板則選用06Cr13Al(AISI 405)鐵素體不銹鋼管。在水冷反應堆乏燃料儲存裝置中,除耐高純水腐蝕外還要求具有熱中子吸收能力,為此含硼的Cr-Ni不銹鋼(06Cr18Ni10B)獲得了應用。
淡水中即使含有少量Cl-和飽和氧,甚至還有其他雜質,但對不銹鋼管的一般腐蝕也是微不足道的。因此,所有類型的不銹鋼均可用于與淡水相接觸的環境中。
淡水(shui)在(zai)工(gong)(gong)業(ye)中(工(gong)(gong)業(ye)水(shui)),既可做介質又可做原料,因此用(yong)量極大(da),在(zai)與(yu)工(gong)(gong)業(ye)水(shui)相接觸的設備和部(bu)件中,最常選用(yong)的不(bu)銹(xiu)鋼管是Cr13型(xing)、Cr17型(xing)和18-8型(xing)三類。各種換(huan)熱(re)設備,例如,換(huan)熱(re)器(qi)、蒸發器(qi)、冷(leng)(leng)卻器(qi)、冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi),熱(re)交換(huan)器(qi)等的工(gong)(gong)作環境在(zai)工(gong)(gong)業(ye)水(shui)條件下是最苛刻的。最常選用(yong)的是18-8型(xing)鋼,例如,07Cr18Ni11Ti的使(shi)用(yong)過程保持光亮(liang)、不(bu)銹(xiu),在(zai)可能條件下盡量使(shi)它(ta)們處于干(gan)燥狀態。
例如、使用、清洗(xi)后立即擦干后再放置,并(bing)避(bi)免與酸(suan)、堿(jian)物質長期(qi)接觸是非常(chang)重要的(de)。
在水電(dian)站(zhan)的(de)(de)建(jian)設中,含泥沙的(de)(de)河水沖刷是不可避免(mian)的(de)(de),超低碳(tan)馬氏體不銹鋼(gang)管,例如,022Cr13Ni4Mo、022Cr13Ni5Mo等獲(huo)得了(le)較好的(de)(de)應用。
在(zai)(zai)海(hai)(hai)(hai)水(shui)中,就(jiu)一(yi)(yi)般(ban)(ban)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)而言,不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)率(lv)并不(bu)(bu)高(gao),但常用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)海(hai)(hai)(hai)水(shui)中的(de)(de)主(zhu)要(yao)破壞形式是點蝕(shi)、縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)和(he)應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),而且常常受到海(hai)(hai)(hai)水(shui)中的(de)(de)含(han)(han)氧量,氯離(li)子濃度(du),海(hai)(hai)(hai)水(shui)與(yu)材(cai)料的(de)(de)相對流速(su),海(hai)(hai)(hai)水(shui)的(de)(de)污(wu)染(ran)情況,溫度(du)以及海(hai)(hai)(hai)生物(wu)等(deng)因素(su)(su)的(de)(de)直接(jie)影(ying)響。一(yi)(yi)般(ban)(ban)說來,在(zai)(zai)室溫(30℃)以下,可(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)含(han)(han)2%~4%Mo的(de)(de)06Cr17M12Mo2和(he)06Cr19Ni13Mo3等(deng)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang);對40~50℃以下的(de)(de)海(hai)(hai)(hai)水(shui),一(yi)(yi)般(ban)(ban)含(han)(han)2%~3%Mo的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)已(yi)處于(yu)(yu)臨界(jie)狀態(tai),稍有不(bu)(bu)慎,就(jiu)可(ke)能出(chu)現點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)等(deng)破壞。因此,必須選(xuan)(xuan)用(yong)高(gao)Cr、Ni的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)效果會好些(xie),這些(xie)高(gao)Cr、Ni的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei) 022Cr18N116Mo5(N)、022Cr20Ni25Mo45Cu(N)、022Cr25Ni25Mo5N、022Cr20Ni18Mo6CuN、022Cr24Ni22Mo7Mn3CuN;奧氏體(ti)(ti)(ti)十鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)022Cr25NiMo3N、022Cr25Ni7Mo3WCuN;鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)022Cr26Mo1、022Cr25Ni4Mo4Ti、022Cr29Mo4Ni2、022Cr30Mo2等(deng)。當(dang)選(xuan)(xuan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)時(shi),海(hai)(hai)(hai)水(shui)流速(su)一(yi)(yi)般(ban)(ban)要(yao)求不(bu)(bu)小(xiao)于(yu)(yu)1.5m/s。