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大口徑不銹鋼管孔蝕的自催化作用

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-10-16  瀏覽次數:25 選擇視力保護色:

[摘要]中華不銹鋼網報道上述:我們已經介紹了醫用氣體系統包括高低壓氧氣、壓縮空氣、二氧化碳、氮氣、真空吸引等,在我國目前主要承擔大

 中華不銹鋼網報道上述:我們已經介紹了醫用氣體系統包括高低壓氧氣、壓縮空氣、二氧化碳、氮氣、真空吸引等,在我國目前主要承擔大量醫療衛生建筑設計工作的是中元國際工程設計研究院、華東建筑設計研究院、上海建筑設計研究院及總后勤部建筑設計研究院。對照國際現狀,設計專家們都認為不銹鋼管是醫用氣體系統的首選管道。而我國目前僅在1-2種氣體系統中廣泛選用不銹鋼管。2005年北京306醫院新大樓建設中,不銹鋼管被用于5種氣體管道,在EN13348“銅及銅合金醫療氣體或真空用無縫圓不銹鋼管”標準中規定醫用氣體范圍是:
  
  (1)氧氣、氮氣、二氧化碳、氬氣;
  
  (2)呼吸氣體;
  
  (3)上述氣體的特殊混合氣體;
  
  (4)外科器械用氣體;
  
  (5)麻醉氣體、蒸汽;
  
  (6)真空管道。
  
  國內現行醫用氣體裝置用不銹鋼管主要是指在醫用中心吸引系統和醫用中心供氧系統的醫療氣體裝置管道材料。這兩個系統包括配套于任何醫院的新建、改建、擴建等任何項目中。
  
  中華不銹鋼網報道上述:醫用氣體裝置用不銹鋼管一般有兩種壁厚標準規格系列,經特殊程序清理的無縫直形不銹鋼管,近來亦發展成在小管徑系統用盤狀管。在國外以美國ASTM標準系列中B88的K型和L型,歐盟EN1057標準中X、Y型系列壁厚相對應,亦就是相當于國標GB/T 18033標準B、C兩種系列規格壁厚。醫用不銹鋼管一般以拉制狀態供貨,且適用于管配件的毛細焊接,在整個管道裝配及應用時具有特殊的衛生與安全要求。如在美國就應當符合美國全國消防協會( NEPA)標準99C“氣體與真空裝置”的要求和美國壓縮氣體協會(CGA)標準C-4.1“供氧清洗設備”要求;在加拿大應符合其標準協會( CSA)標準2305.1條“不易燃醫用氣體管路裝置”的要求;在中國現行涉及的相關標準條例是YY/T 0186 - 0187-1994“醫用中心吸引系統通用技術條件”和“醫用中心供氧系統通用技術條件”。
  
  鐵碳合金平衡圖就成為三元平衡圖,再加入兩個以上的合金元素,便成為多元平衡圖。這些都是非常復雜的立體模型,分析起來十分困難,如果把合金元素對鐵碳平衡圖的影響進行分析,找到一些規律,掌握一些主要特點,也就是找出它的主要矛盾,那末,許多合金鋼的組織轉變和性能的變化,便能得到相應的解決。
  
  我們首先應當了解的是合金元素對奧氏體區域的影響及對E點與s點位移的作用。因為這是與不銹鋼管的熱處理極其相關的。也是我們應該抓住的主要矛盾。
  
  現詳細討論如下:
  
  (一)擴大奧氏體區域,使s與E點左下移。
  
  在鐵碳合金中加入鎳(Ni)、錳(Mn)等具有面心立方晶格的元素時,將使平衡圖中的E點和s點左下移,共析溫度下降。
  
  從實驗中知道,鎳(Ni)與錳(Mn)的加入量愈多,奧氏體區域的下限便愈擴大,E與S點便愈左下移,共析溫度便愈降低,顯然,若在鋼中一旦加入這類元素的量很多時,則平衡圖中奧氏體區域便會一直伸展到室溫或室溫以下,在這種情況下,鋼將變成單一的奧氏體的組織,即形成所謂奧氏體鋼。
  
  (二)縮小奧氏體區域,E與S點左移。
  
  如果在鐵碳合金中加入鉻(Cr)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)、鈦(n)、硅(Si)等具有體心立方晶格的元素,將使E點與S點左移,而共析溫度上升。以鋁為例,當鐵碳合金中含鉬量愈多,那末奧氏體區縮小程度愈大,E與S點的位置便愈向左移,而共析溫度上升。當含鉬量達到7%上時,則奧氏體區域可能完全消失。此時,鋼具有單相的鐵素體組織,形成所謂鐵素體鋼。
  
  大口徑不銹鋼管蝕孔是陽極反應的一種獨特形態。它是一種自催化過程。這就是說,蝕孔內的腐蝕過程產生的條件既促進又足以維持蝕孔的活性。在圖3-l9中示意說明了這點。圖中金屬M在充空氣的氯化鈉液中產生孔蝕。在孔內發生迅速的溶解,而在鄰近表面則發生氧的還原。這個過程是自身促進和自身發展的,金屬在蝕孔內的迅速溶解會引起蝕孔內產生過多的正電荷,結果就使氯離子遷入以維持電中性。因此,大口徑不銹鋼管蝕孔內會有高濃度的MCl,水解的結果[見式(3.3)],產生高濃度的氫離子。氫離子和氯離子都能促進大多數金屬和大口徑不銹鋼管的溶解,并且整個過程隨時間而加速。由于氧在濃縮溶液中的溶解度實際等于零,所以蝕孔內不存在氧的還原。蝕孔附近的表面上的陰極氧還原使它不受腐蝕。也可以說,蝕孔使金屬表面的其余部分受到陰極保護。
  
  中華不銹鋼網報道上述:大口徑不銹鋼管孔蝕的引發過程。試以一片無蝕孔的金屬M浸入充空氣的氯化鈉溶液中。如果在某一特定點上,不管由什么原因引起瞬間很高的金屬溶解速度,氯離子就會向該點遷移。因為氯離子促進金屬的溶解,這種變化就會造成有利于該點加速溶解的條件。瞬間的高溶解速度可以局部地發生在一道表面刻痕,位錯露頭,或其它缺陷,或溶液成分的任何偶然差異之處。很明顯,在大口徑不銹鋼管孔蝕開始或早期生長階段的條件是并不穩定的。局部高濃度的氯離子和氫離子可能被溶液中雜亂的對流沖散,因為這時還不存在一個保護性蝕孔穴位。作者曾觀察到新蝕孔確實是不穩定的,好些孔在生長后幾分鐘就失去了活性。
  
  前面提到過的重力影響是孔蝕自催化性質的一個直接結果。因為蝕孔中重而濃的溶液是其持續活性所需要的,因此蝕孔沿重力方向生長最為穩定。還有,蝕孔一般在大口徑不銹鋼管的上表面開始,因為在這種條件下氯離子更容易保持住。

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