在水介质中不锈钢的选择

出处：按学科分类—工业技术 中国科学技术出版社《不锈钢实用手册》第1036页（1463字）

高纯水、淡水、半咸水和海水是广为应用的水介质。这些水的区别在于其含盐量不同。高纯水不含盐，一般Cl^－≤0．01ppm；淡水中含盐量低于0．05%；半咸水含盐量大于0．05%，但低于海水，含盐量在3%～3．5%范围内波动。

不锈钢在水介质中的腐蚀破坏形式不是均匀腐蚀，而是应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀，其腐蚀程度取决于水的温度、流动速度和Cl^－的浓集程度。

高纯水主要应用于核工业，在沸水堆和压水堆中，高纯水既是冷却介质又是工作介质。高纯水中，氯和氧含量均很低(Cl^－≤0．01ppm，［0］≤0．01ppm)，在此介质中，不锈钢的腐蚀率很低，≤0．01mm／a，因此，在反应堆中，不锈钢已成为主要结构材料。可选择0Cr18Ni9、00Cr18Ni10、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni10Ti等作堆内结构材料和相关设备的结构材料。为克服在沸水堆中的晶间应力腐蚀破裂问题，控氮的奥氏体不锈钢304NG，316NG已取代0Cr18Ni9和0Cr17Ni12Mo2制作沸水堆，压水堆堆内构件和相关的管路或主管道。

反应堆的高强、耐磨部件，如控制棒驱动机构可选择00Cr13Ni5Mo、P17－4PH等。

压水堆蒸发器隔板可选用0Cr13Al(AISI405)，反应堆乏燃料的贮存和安全棒可选用含硼奥氏体不锈钢，如0Cr18Ni9B(304B)。

淡水在工业中应用称为工业水，由于淡水含有少量的Cl^－和饱和氧以及其他杂质，尽管其腐蚀性较纯水苛刻，但对不锈钢不构成威胁，因此与工业水接触的设备和部件可选用Cr13型、Cr17型和18－8型三类不锈钢，可根据使用条件的不同作出合理选择。在工业应用中各种换热设备，如蒸发器、冷却器、冷凝器、热交换器等，可选用0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni9、00Cr18Ni10、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2。亦可选用具有良好导热性的铁素体不锈钢制作板式换热器，主要牌号有0Cr17Ti、0Cr18Mo2等。

海水是常遇到的介质，尤其是沿海地区。海水中，不锈钢的主要腐蚀问题是点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀。其腐蚀程度与海水中的氧含量、氯离子浓度、海水污染程度以及相对流速、海洋生物、海水温度等相关。在通常情况下，在室温以下(30℃)，可选用0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13Mo3；在40～50℃的海水中，可选用00Cr18Ni16Mo5(N)、00Cr20Ni25Mo4．5Cu(N)、00Cr25Ni25Mo5、00Cr20Ni18Mo6CuN、00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN、00Cr22Ni17Mn5Mo3N、00Cr22Ni13Mn6Mo2N以及双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N、00Cr25Ni7Mo3WCuN。一些铁素体不锈钢如00Cr26Mol、00Cr25Ni4Mo4Ti、00Cr29Mo4Ni2、00Cr30Mo2等亦可选用。在海水中应用不锈钢时，海水流速应≥1．5m／s。

图3－4 不锈钢在硫酸中的等腐蚀图