组合式不锈钢水箱焊接处腐蚀漏水的处理方法

摘要：在我国应用最普及的落水式太阳能贮热水箱一般采用304奥氏体不锈钢薄板焊成。用不锈钢制造水箱具有重量轻、易搬运、制造工艺简单等优点，因而非承压式太阳能贮热水箱大多采用不锈钢制作。304钢强韧性优良，焊接性好，耐酸、抗氧化腐蚀能力强，价格也比较低廉，但在含Cl-的水中，却面临着严峻的腐蚀问题。

O 前言
某不锈钢制品有限公司的不锈钢水箱材质为Cr不锈钢，因材质中不含镍导致水箱焊接部位在使用过程中出现腐蚀渗漏问题，影响了设备的使用寿命。经查询及调查后，在2012年10月企业选择了美嘉华高分子1321复合材料进行不锈钢水箱内部防腐保护。整个修复操作简便，避免了传统补焊对设备造成更严重的损毁，避免了传统耐腐材料在设备的温度变化中出现裂纹和剥离现象，从而有效治理腐蚀渗漏问题。避免了企业更换新设备的巨大费用，延长了设备的使用寿命，有效避免因设备的长期停机、停产而带来的效益损失。

1 原因分析
由于工业及生活用水中普遍含有氯离子（Cl-）,金属制的热水容器总是常年处于80℃以下含Cl-水的腐蚀环境中，容易发生腐蚀而使其使用寿命受到限制。 钢中含铬量≥12%时，由于化性活泼的铬在钢的表面迅速与氧形成致密、坚固的富氧钝化膜（Cr2O3），有效地隔离了氧的进一步侵入。因而在空气中或氧化性酸（如硝酸）中，这一类钢抗均匀腐蚀性能好，不生锈，故称之为不锈钢。诸如组织为铁素体类型的1Cr17钢（430钢）、组织为马氏体类型的1Cr13钢（410钢）、组织为奥氏体类型的0Cr18Ni9(304钢)等等。含铬、镍较多的304钢的抗酸腐蚀性能更为优良。 但在水中，尤其在含Cl-浓度较高的水中，由于Cl-离子可在某些局部部位对Cr2O3钝化膜起破坏作用，导致发生局部腐蚀。与均匀腐蚀（化学腐蚀）相比，局部腐蚀（电化学腐蚀）速度要快得多，危险性也大得多，往往导致泄漏失效。 在含Cl-的水介质之中，不锈钢最易发生腐蚀的薄弱环节是焊接区，由于该区经受过高温加热，组织及性能有劣化，抗腐蚀性能也降低。

304不锈钢容易发生的局部腐蚀形式大体有：点（缝隙）腐蚀、焊接区晶界腐蚀、应力腐蚀（SCC）等。根据文献报道及国内以往的实例分析，304钢制热水箱焊接区最常见的是点（缝隙）腐蚀破坏。 点蚀多发生于表面产生钝化膜的金属（不锈钢、铝）或表面有阳极镀层的金属材料上，当钝化膜某点被Cl-等卤族离子破坏而露出的金属表面（阳极）与该点周围的钝化表面（阴极）形成活化（孔内）——钝化（孔外）腐蚀电池，促使作为阳极的该点处的金属不断溶解并向深处发展形成孔洞直至穿透发生泄漏。点腐蚀的发生须在某一临界电位Eb(称之为点蚀电位)以上，因而材料的Eb愈高抗点蚀的能力愈强。 缝隙腐蚀是因处于含Cl-水中的金属与金属或非金属的表面之间存在窄缝时，易在缝隙处发生局部电化学腐蚀导致泄漏，其腐蚀机制与点蚀类似，但此种腐蚀临界电极电位比点蚀电位更低，因而缝隙腐蚀比点蚀更易发生。

2 设备数据
设备名称：组合式不锈钢水箱
水箱尺寸：8*2.5*3.5（长*宽*高*米）
面积：90㎡左右
材质：Cr不锈钢
壁厚：1.5-2mm
温度：70-80℃
水质：处理后地下水
水箱结水垢厚度：1-2mm
设备价值：十万元
设备问题：不锈钢水箱焊接部位腐蚀渗漏

3 操作过程
3.1 表面处理：
先用角磨机清理漏水部位表面的水垢，然后用直角焊缝位置用电磨清理表面，用砂纸仔细清理表面露出金属原色，再用无水乙醇彻底清理表面。
3.2 调和材料：
将1321材料按照3:1的比例调和并搅拌均匀直到没有色差。
3.3 涂抹材料：
将调好的1321材料重点刷涂保护焊缝部位，然后再用1321材料大面积防腐保护。
3.4 固化时间：
24小时/24℃（材料温度）。材料温度每提升11℃，固化时间缩短一半，但提升温度不得超出材料的承受温度。

3.5施工图片


4 价值评估



5 结论
该类问题现场传统补焊并不能解决而且会对设备造成更严重的损毁；传统耐腐材料保护方法在设备的温度变化中难以避免裂纹和剥离现象，从而无法有效治理腐蚀渗漏问题。美嘉华技术产品，针对不同设备，不同的运行状态，不同腐蚀渗漏形式，采用相应的技术产品，可快速、简单、有效保护设备，特别由于高分子复合材料所具有的抗化学腐蚀性能，粘结性能等综合性能，避免了传统补焊修复和传统耐腐材料保护所带来的不利影响，使修复后的设备寿命甚至超过新设备，从根本上解决腐蚀渗漏原因，帮助企业提高设备管理水平，降低维修维护成本，提高企业竞争力。
附：1321技术数据

产品说明 性能：1）卓越的粘结性能：粘结于几乎未经喷沙处理的表面 ；
2）修复混凝土时不需要用酸洗混凝土；
3）极强的抗化学腐蚀性能：可以抗低度到中度酸溶液、抗绝大部分盐；
4）抗燃油、航空煤油、汽油、液压油、特种液压工作油；
5）通用性强：在大通行量的地区可以经久。
应用：最恶劣的地坪保护、二次污染表面、储罐内表面、冷却塔底盘、任何受到空气腐蚀的钢构件受到化学腐蚀的地面或者高通行量的地面、可以做防滑道面和红色危险控制区。
技术参数：（初固化的数据）
包装及储存：
双组份（混合比例3：1）
1/4加仑桶………………………………每桶覆盖1160立方厘米
5加仑桶…………………………………每桶覆盖11600立方厘米
储存期10年以上（产品只能固化，没有挥发，不会干燥）
施工时间（24℃）…………………………………………45分钟
固化时间（材料温度24℃）： (温度每提高11℃，固化时间缩减一半)
轻度通行…………………………………… 4小时
高强度通行………………………………… 12小时
抗化学腐蚀………………………………… 24小时
工作温度：
干 …………………………………… 204℃
湿 …………………………………… 93.3℃
物理特性/机械特性：
硬度， 肖氏D级硬度(ASTM D-2240)：………………………83
抗弯曲强度 (ASTM D-790) ： ………………………………232公斤/平方厘米
最大抗拉力(ASTM D-638)：……………………………………197公斤/平方厘米
拉伸度 (ASTM D-638)： ………………………………………0.34%
最大抗压强度 (ASTM D-695)：………………………………1010公斤/平方厘米
臂梁式冲击试验，反V型 口冲击英尺磅/英寸………………2.4
热胀系数(ASTM D-3386)： -30℃ – 30ºC英寸/英寸•℃ ……………… 35.3×10-6
氢氧化钠 (50%)…………………………… E 硫酸(50%)……………………………………G
氯化氢酸 (conc) ……………………………G 氮酸…………………………………………G
醋酸……………………………………………G 甲苯…………………………………………NR
乳酸……………………………………………G 汽油…………………………………………G
乙醇……………………………………………NR 三氯甲烷……………………………………NR
机油……………………………………………E 氯化钠(10%)…………………………………E
过氧化氢(30%)………………………………G 蒸馏水(周围)……………………………… E
航空液压油……………………………………E
E = 极好 G = 好 NR = 不推荐
注：1321可以抗多种无机酸、有机酸、醇类、碱类、盐类、脂类、烃类，还可以抗各种气体和动植物油类

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