不锈钢水箱焊接处腐蚀漏水的解决方法

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。


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。

三、案例说明
1、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

2、操作过程
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。
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。
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。
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、施工图片


四、价值评估

工艺   内容	传统修复工艺			美嘉华技术产品修复工艺
	更换	补焊	刷涂环氧防腐材料	内部防腐	外部渗漏治理
修复条件限制或不足	更换时间长费用高需要一定的订货周期。	采用补焊，受部件材质和焊接工艺的影响，补焊难度较大、时间长，易造成设备的更大损坏。	传统环氧类耐腐材料，由于表面的粘结力和膨胀系数等性能的影响，会出现龟裂、剥离现象导致再次渗漏加重腐蚀。	美嘉华技术产品，1321防腐材料具有极强的抗化学腐蚀性能，根据设备使用环境可以作为罐内和设备表面的长期防腐保护。	美嘉华技术产品，快速堵漏和表面防腐材料，可以第一时间内快速有效治理各种罐体的渗漏腐蚀问题，避免停机处理，增加设备使用寿命。
修复时间	7天供货周期+现场组装焊接时间	2天	2天	2天	2天
修复费用	十万元	361L焊材费+人工费	材料费+人工费	材料费	材料费
运输费用	运费+安装费	无	无	无	无
修复使用效果	新水箱在使用过程中，受不锈钢材质、焊接工艺、焊材、水质等因素影响下，不能完全避免腐蚀现象。	补焊过程中受材质和焊材以及高温影响，焊接部位金属组织及性能劣化，抗腐蚀性能也降低易放生腐蚀现象。	企业通过内部刷涂环氧耐腐材料的使用效果并不理想，耐腐保护层出现了大面裂纹和脱落现象，再次出现渗漏现象；不仅费工费时，而且增加了成本投入费用，最主要的是影响厂家名誉。	美嘉华高分子复合材料所具有的抗化学腐蚀性能、粘结性能以及通用性，可避免传统补焊所带来的影响，同时具有传统耐腐材料所不具备的性能，完全满足各种环境中使用。	美嘉华高分子复合材料所具有的抗化学腐蚀性能、粘结性能以及通用性，可避免传统补焊所带来的影响，同时具有传统耐腐材料所不具备的性能，完全满足各种环境中使用。