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大口径不锈钢管孔蚀的自催化作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-16  浏览次数:25 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网报道上述:我们已经介绍了医用气体系统包括高低压氧气、压缩空气、二氧化碳、氮气、真空吸引等,在我国目前主要承担大

 中华不锈钢网报道上述:我们已经介绍了医用气体系统包括高低压氧气、压缩空气、二氧化碳、氮气、真空吸引等,在我国目前主要承担大量医疗卫生建筑设计工作的是中元国际工程设计研究院、华东建筑设计研究院、上海建筑设计研究院及总后勤部建筑设计研究院。对照国际现状,设计专家们都认为不锈钢管是医用气体系统的首选管道。而我国目前仅在1-2种气体系统中广泛选用不锈钢管。2005年北京306医院新大楼建设中,不锈钢管被用于5种气体管道,在EN13348“铜及铜合金医疗气体或真空用无缝圆不锈钢管”标准中规定医用气体范围是:
  
  (1)氧气、氮气、二氧化碳、氩气;
  
  (2)呼吸气体;
  
  (3)上述气体的特殊混合气体;
  
  (4)外科器械用气体;
  
  (5)麻醉气体、蒸汽;
  
  (6)真空管道。
  
  国内现行医用气体装置用不锈钢管主要是指在医用中心吸引系统和医用中心供氧系统的医疗气体装置管道材料。这两个系统包括配套于任何医院的新建、改建、扩建等任何项目中。
  
  中华不锈钢网报道上述:医用气体装置用不锈钢管一般有两种壁厚标准规格系列,经特殊程序清理的无缝直形不锈钢管,近来亦发展成在小管径系统用盘状管。在国外以美国ASTM标准系列中B88的K型和L型,欧盟EN1057标准中X、Y型系列壁厚相对应,亦就是相当于国标GB/T 18033标准B、C两种系列规格壁厚。医用不锈钢管一般以拉制状态供货,且适用于管配件的毛细焊接,在整个管道装配及应用时具有特殊的卫生与安全要求。如在美国就应当符合美国全国消防协会( NEPA)标准99C“气体与真空装置”的要求和美国压缩气体协会(CGA)标准C-4.1“供氧清洗设备”要求;在加拿大应符合其标准协会( CSA)标准2305.1条“不易燃医用气体管路装置”的要求;在中国现行涉及的相关标准条例是YY/T 0186 - 0187-1994“医用中心吸引系统通用技术条件”和“医用中心供氧系统通用技术条件”。
  
  铁碳合金平衡图就成为三元平衡图,再加入两个以上的合金元素,便成为多元平衡图。这些都是非常复杂的立体模型,分析起来十分困难,如果把合金元素对铁碳平衡图的影响进行分析,找到一些规律,掌握一些主要特点,也就是找出它的主要矛盾,那末,许多合金钢的组织转变和性能的变化,便能得到相应的解决。
  
  我们首先应当了解的是合金元素对奥氏体区域的影响及对E点与s点位移的作用。因为这是与不锈钢管的热处理极其相关的。也是我们应该抓住的主要矛盾。
  
  现详细讨论如下:
  
  (一)扩大奥氏体区域,使s与E点左下移。
  
  在铁碳合金中加入镍(Ni)、锰(Mn)等具有面心立方晶格的元素时,将使平衡图中的E点和s点左下移,共析温度下降。
  
  从实验中知道,镍(Ni)与锰(Mn)的加入量愈多,奥氏体区域的下限便愈扩大,E与S点便愈左下移,共析温度便愈降低,显然,若在钢中一旦加入这类元素的量很多时,则平衡图中奥氏体区域便会一直伸展到室温或室温以下,在这种情况下,钢将变成单一的奥氏体的组织,即形成所谓奥氏体钢。
  
  (二)缩小奥氏体区域,E与S点左移。
  
  如果在铁碳合金中加入铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、钛(n)、硅(Si)等具有体心立方晶格的元素,将使E点与S点左移,而共析温度上升。以铝为例,当铁碳合金中含钼量愈多,那末奥氏体区缩小程度愈大,E与S点的位置便愈向左移,而共析温度上升。当含钼量达到7%上时,则奥氏体区域可能完全消失。此时,钢具有单相的铁素体组织,形成所谓铁素体钢。
  
  大口径不锈钢管蚀孔是阳极反应的一种独特形态。它是一种自催化过程。这就是说,蚀孔内的腐蚀过程产生的条件既促进又足以维持蚀孔的活性。在图3-l9中示意说明了这点。图中金属M在充空气的氯化钠液中产生孔蚀。在孔内发生迅速的溶解,而在邻近表面则发生氧的还原。这个过程是自身促进和自身发展的,金属在蚀孔内的迅速溶解会引起蚀孔内产生过多的正电荷,结果就使氯离子迁入以维持电中性。因此,大口径不锈钢管蚀孔内会有高浓度的MCl,水解的结果[见式(3.3)],产生高浓度的氢离子。氢离子和氯离子都能促进大多数金属和大口径不锈钢管的溶解,并且整个过程随时间而加速。由于氧在浓缩溶液中的溶解度实际等于零,所以蚀孔内不存在氧的还原。蚀孔附近的表面上的阴极氧还原使它不受腐蚀。也可以说,蚀孔使金属表面的其余部分受到阴极保护。
  
  中华不锈钢网报道上述:大口径不锈钢管孔蚀的引发过程。试以一片无蚀孔的金属M浸入充空气的氯化钠溶液中。如果在某一特定点上,不管由什么原因引起瞬间很高的金属溶解速度,氯离子就会向该点迁移。因为氯离子促进金属的溶解,这种变化就会造成有利于该点加速溶解的条件。瞬间的高溶解速度可以局部地发生在一道表面刻痕,位错露头,或其它缺陷,或溶液成分的任何偶然差异之处。很明显,在大口径不锈钢管孔蚀开始或早期生长阶段的条件是并不稳定的。局部高浓度的氯离子和氢离子可能被溶液中杂乱的对流冲散,因为这时还不存在一个保护性蚀孔穴位。作者曾观察到新蚀孔确实是不稳定的,好些孔在生长后几分钟就失去了活性。
  
  前面提到过的重力影响是孔蚀自催化性质的一个直接结果。因为蚀孔中重而浓的溶液是其持续活性所需要的,因此蚀孔沿重力方向生长最为稳定。还有,蚀孔一般在大口径不锈钢管的上表面开始,因为在这种条件下氯离子更容易保持住。

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