什麼是孔蝕
氯離子等局部破壞鈍化膜,小孔逐漸被深挖的局部腐蝕。在不鏽鋼與鋁中成為問題。
日文名稱: 孔食
「孔蝕」出現在2領域的2道練習題中(腐蝕與表面處理, 生醫材料等)。
這個名詞所屬的領域: 腐蝕與表面處理
氯離子等局部破壞鈍化膜,小孔逐漸被深挖的局部腐蝕。在不鏽鋼與鋁中成為問題。
日文名稱: 孔食
「孔蝕」出現在2領域的2道練習題中(腐蝕與表面處理, 生醫材料等)。
這個名詞所屬的領域: 腐蝕與表面處理
孔蝕始於鈍化膜的弱點被氯離子局部破壞。已知在不鏽鋼中,硫化錳(MnS)等夾雜物溶解後的痕跡容易成為起點。大多數小孔會在途中因膜再生而停止(介穩孔蝕),但在持續成長的孔內,溶解的金屬離子水解使溶液變成酸性,為維持電中性氯離子會聚集,使膜無法再生。孔內成為小陽極,周圍寬廣的鈍態表面成為陰極,因此只有孔底快速地往下挖。
不鏽鋼抗孔蝕能力的標準,常用抗孔蝕當量 PREN = Cr + 3.3Mo + 16N(各元素以質量%計)。SUS304約為18〜20,SUS316約為24,雙相不鏽鋼SUS329J3L(相當於2205)約為35,長期接觸海水的用途有時會選擇40以上的鋼種。此外,在氯化鐵溶液等中提高溫度、求出開始孔蝕之溫度的臨界孔蝕溫度(CPT)也用於比較。PREN是由組成計算的標準,實際的耐孔蝕能力會因焊接部或表面狀態而改變。
孔蝕中即使整體只溶解了極少量,只要1個孔貫穿壁厚,管線或槽就會洩漏而無法使用。因此無法像全面腐蝕那樣,以質量減少或平均腐蝕速率評估壽命。孔很小,表面又常被鏽或附著物覆蓋,因此只靠目視檢查時容易漏看。在實際的評估中,會由有限面積上量得的最大孔深,使用極值統計(Gumbel分布)來推估整個設備的最大深度。
鋁也是靠鈍態皮膜保護的金屬,在含氯化物的中性水中會發生孔蝕。特別是水中含有微量的銅離子時,銅會在鋁表面析出而成為陰極,促進孔蝕。因此在配管設計上,要避免把鋁零件配置在銅管的下游。對策有以陽極處理形成厚的氧化膜、在熱交換器的管等外面被覆含鋅的層,讓表層優先犧牲(包覆材),以及在氯化物多的環境中避免使用鋁等。
兩者都是鈍化膜局部破壞的腐蝕,但孔蝕可從平坦表面的任何地方開始,間隙腐蝕則發生在螺栓座面或墊片下方等間隙之中。間隙腐蝕一般在較低的溫度或氯化物濃度下就會發生。
以質量%計算 Cr + 3.3 × Mo + 16 × N。例如Cr 17%、Mo 2.2%、N 0.05%時約為25。值越大越有耐孔蝕的傾向,但終究只當作標準使用。
因為開始的地點與時間,受膜的微小缺陷、夾雜物與局部環境的差異左右,是機率性地決定的。一旦開始進行就很快,因此要從材料選擇與檢查兩方面來防範。
氯離子局部破壞鈍化膜的弱點,引起小孔逐漸被深挖的孔蝕。
將SUS304用於含大量氯離子的海水中時,容易發生的局部腐蝕與其對策的組合,下列何者正確?孔蝕是金屬鈍化膜局部破壞的腐蝕,並不是氧化物陶瓷的劣化機制。
關於氧化釔部分穩定氧化鋯(Y-TZP)人工股骨頭所發生的低溫劣化,下列說明何者正確?