304不銹鋼衛生管在飽和H2S溶液中不具有應力腐蝕敏感性,這是因為其表面存在鈍化膜,對內部基體金屬具有保護作用。腐蝕電池陽極過程(金屬溶解過程)受到表面鈍化膜的阻隔作用而被強烈抑制,相應的陰極過程(析氫過程)也受到抑制,表面活性氫原子的生成量很少,另外,表面鈍化膜對活性氫原子的滲入也起到一定的阻礙作用,因此,不銹鋼衛生管在飽和H2S溶液中的滲氫量很低,不足以發生氫致開裂型應力腐蝕開裂。
NACE溶液是在飽和H2S溶液中添加了5%NaCl和0.5%Ac而配制成的,NaCl使H2S溶液更具有腐蝕性,Ac主要起調節pH值作用,此外,Ac作為一種弱酸也具有一定的腐蝕性。在酸性H2S溶液中,Cl離子能引起不銹鋼衛生管表面的鈍化膜富S貧Cr,破壞鈍化膜的完整性,弱化鈍化膜和基體的結合力。腐蝕電池陽極和陰極過程因鈍化膜阻隔作用遭受Cl離子的破壞而被活化,不銹鋼衛生管表面發生金屬溶解和析氫反應。
與在不含Cl離子的飽和H2S溶液中相比,不銹鋼衛生管表面活性氫原子的生成量大大增加,由于不完整的鈍化膜對活性氫原子滲入也不具有阻礙作用,使陰極反應生成的活性H容易進入基體。不銹鋼中的晶界、位錯、孿晶和夾雜物(如氧化物、氮化物和硅酸鹽等)能捕獲H,并使其在高應力處集中,降低材料的強度和韌性,造成不銹鋼衛生管發生應力腐蝕開裂。Cl離子還能在不銹鋼衛生管表面發生點蝕,由于閉塞電池效應使蝕孔內pH值大大降低,Cl離子濃度大大提高,在應力和腐蝕的共同作用下形成裂紋。另外,Cl離子使不銹鋼衛生管表面活化-鈍化區范圍變大,點蝕電位也相應降低,因而在活化-鈍化以及鈍化-再活化過渡的電位區內也很容易發生應力腐蝕開裂。
Cl離子能顯著降低304不銹鋼衛生管在飽和H2S溶液中的腐蝕電位和點蝕電位,增加304不銹鋼衛生管的點蝕傾向,在飽和H2S溶液中不具有應力腐蝕開裂敏感性,而在NACE溶液中則具有明顯的應力腐蝕敏感性。