点蚀和缝隙腐蚀(Pitting Corrosion and Crevice Corrosion)
点蚀当量值或称点蚀指数，常用于奥氏体不锈钢、双相不锈钢等的相对耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀SCC的能力.
但PRE的计算方法在不同标准及文献中的定义略有不同，因此对涉及PRE值要注意其计算依据.本程序采用的计算方法参考了GB/T20801.2-2020中的方法.
常用奥氏体不锈钢、双相不锈钢和镍基耐蚀合金点蚀指数PRE典型值
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材料类别 |
牌号 |
点蚀指数PRE |
备注 |
来源 |
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奥氏体不锈钢 |
304，304L |
18 |
300系列ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
304LN |
19.6 |
301系列ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
316,316L |
22.6 |
302系列ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
316LN |
24.2 |
303系列ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
317L |
27.9 |
304系列ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
Alloy 20 |
30 |
高性能ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
904L |
34 |
高性能ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
254SMO |
43 |
高性能ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
AL-6XN |
44 |
高性能ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
654SMO |
56 |
高性能ASS |
GB/T 20801.2-2020 |
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双相钢 |
2304 |
23 |
双相钢DSS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
双相钢 |
3RE60 |
27 |
双相钢DSS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
双相钢 |
31803(2205) |
30.5 |
双相钢DSS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
双相钢 |
2205 |
34 |
双相钢DSS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
双相钢 |
2507 |
43 |
双相钢DSS |
GB/T 20801.2-2020 |
|
镍基耐蚀合金 |
625 |
51 |
/ |
GB/T 20801.2-2020 |
|
镍基耐蚀合金 |
C22 |
70 |
/ |
GB/T 20801.2-2020 |
|
镍基耐蚀合金 |
C276 |
75 |
/ |
GB/T 20801.2-2020 |
|
镍基耐蚀合金 |
Alloy 59 |
76 |
/ |
GB/T 20801.2-2020 |
|
镍基耐蚀合金 |
Alloy 686 |
81 |
/ |
GB/T 20801.2-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
06Cr19Ni10 |
18 |
S30408 |
HG/T20581-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
022Cr17Ni12Mo2 |
24 |
S31603 |
HG/T20581-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
015Cr21Ni26M5Cu2 |
33 |
S31782 |
HG/T20581-2020 |
|
奥氏体不锈钢 |
022Cr19Ni13Mo3 |
28 |
S31703 |
HG/T20581-2020 |
|
双相钢 |
022Cr19Ni5Mo3Si2N |
29 |
S21953 |
HG/T20581-2020 |
|
双相钢 |
022Cr23Ni4MoCuN |
26 |
S23043 |
HG/T20581-2020 |
|
双相钢 |
022Cr23Ni5Mo3N |
35 |
S22053 |
HG/T20581-2020 |
|
双相钢 |
022Cr23Ni4Mo2N |
31 |
S22253 |
HG/T20581-2020 |
|
双相钢 |
022Cr25Ni7Mo4N |
40 |
S2507 |
HG/T20581-2020 |
引用来源:
GB/T 20801.2-2020(C.6.3)
点蚀和缝隙腐蚀(Pitting Corrosion and Crevice Corrosion)
点蚀是发生在金属表面的局部腐蚀，腐蚀局限于一个点或很小的区域，蚀坑优先沿重力方向向纵深发展直至穿孔，也有可能在蚀坑的前端诱发腐蚀速度更快的应力腐蚀裂纹。
通常认为点蚀机理是金属表面钝化膜首先被局部击穿，形成一个电解槽。小孔内小面积的阳极(相对于未被击穿的大面积金属钝化的阴极)迅速腐蚀，而且通过自身或催化过程不断向纵深发展。蚀坑的进展包括金属的溶解以及坑底部溶解的金属离子的水解而维持高酸度这两个过程。
点蚀是奥氏体不锈钢和镍基合金在中性或偏酸性的氯化物溶液中最常见的局部腐蚀现象。图C.3所示为使不同含钼量奥氏体钢开始发生点蚀的氯离子浓度与pH的关系(65℃~80℃)。至于缝隙腐蚀是点蚀发生在缝隙中的特殊形式。缝隙一般0.1mm~0.1mm(腐蚀介质可进入并滞留)。由于维隙内缺氧，造成氢离子和氯离子的浓缩、pH下降、腐蚀速度加快等“自催化过程”，缝隙外构成阴极保护、缝隙内成为牺牲阳极。
点蚀和缝隙腐蚀的影响因素如下:
a)依靠钝化膜来抵御电化学腐蚀的材料，其钝化膜的完整性及抵御卤素离子的能力就成为关键，因此，钝化膜的缺陷就是点蚀和缝隙腐蚀的高发区。
b)占蚀和缝隙腐蚀大多与氯化物、溴化物和次氯酸盐有关，尤其是氧化性金属盐，如铜、铁、汞的卤化物，因为这些金属盐本身具有氧化性，即使在缺氧的条件下也具有很强的侵蚀性。Na、Ca、Mg、AI的卤化物在有氧条件下也会发生点蚀和缝隙腐蚀。
c)卤化物浓度增加(或蒸发、浓缩)、低pH、温度升高、充氧，就每一因数而言，在一定范围内都可能对点蚀和缝隙腐蚀有促进作用。但任何因素都有一个度，物极必反，更何况多因素共同作用时的相互制约作用，因此从介质及工况预测点蚀是否发生，在实用中尚有困难。
d)统计表明，点蚀和缝隙腐蚀大多发生在60℃以下。这可能与下列因素有关:
1)温度升高，氧在介质中的溶解度反而下降，降低了NaCl的点蚀倾向，
2)温度升高导致腐蚀速度以及氯离子浓缩概率大大提高，由点蚀诱发CLSCC的概率也随之提高。
e)点蚀通常与介质滞留、蒸发、浓缩有关;反之，提高流速、避免缝隙、结垢、沉积、气液两相交替和滞液区，也可大大降低点蚀风险。
通常用点蚀指数PRE来衡量奥氏体不锈钢、双相不锈钢的相对耐点蚀、缝隙腐蚀和SCC的能力:PRE=Cr+3.3Mo+1.65W+16N
常用奥氏体不锈钢、双相不锈钢的点蚀指数PRE如表所示。经验表明，耐海水点蚀用奥氏体不锈钢、双相不锈钢的点饨指数PRE应不低于32。
不锈钢和镍基耐蚀合金的点蚀试验与点蚀临界温度按下列方法确定:
a)工程中采用6%FeCl3溶液来测试各种奥氏体不锈钢、双相不锈钢和镍基耐蚀合金的点蚀临界温度(CPT)和缝隙腐蚀临界温度(CCT)。
b)常用的试验方法有ASTMG48-A法(CPT)、B法(CCT)、C法(CPT)、D法(CCT)和A923C法(DSS-CPT)。应注意，试验溶液大致相同，但试样处理、pH调节、时间、判据等细节上有差异，对CPT、CCT有影响。
c)6%FeCl3溶液的pH值约13，有很强点蚀倾向，所以由试验而确定的材料CCT和CPT并不代表材料在实际工况中的点蚀临界温度，但基本反映了各种奥氏体不锈钢、双相不锈钢和镍基耐蚀合金的相对耐点蚀和缝隙腐蚀能力和排序。
d)ASTM A923 C法及G48 A法常用于双相不锈钢产品(材料及焊缝)质量检验的依据如下: A923 C法2205，母材25℃、焊缝22℃，无点蚀;2507，母材45℃~50℃、焊缝40℃，无点蚀。
图：缝隙腐蚀临界温度与PRE
图：点蚀与氯离子浓度关系