不锈钢水箱焊接处腐蚀漏水的修复技术

在国内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。

一、简介

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。经调查后，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。

二、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。