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1、导言
腐蚀是指由于环境因素对构筑物材料产生影响所产生的化学和物理过程。这一概念是从拉丁文字“corodere”衍生而来，表示吞噬。因为恶劣环境而导致构筑物材料发生化学反应，导致材料不同程度的损坏：有时只是轻度影响设备功能，有时则彻底摧毁构筑物材料，导致重大事故。其中，最常见的腐蚀现象就是生锈，即金属的氧化。
构筑物材料的腐蚀会产生很大的经济损失。但这一方面因为缺少信息，无法进行统计。根据德国的相关报道，因为腐蚀而造成的经济损失甚至高达整个国民经济总产值的4%。直到柏林会议大厦的瘫倒(Schwangere Auster) 和瑞士Uster城室内游泳馆事故发生之后(其中12人员死亡)，构筑物材料的腐蚀问题才引起公众的关注。以上两起事故，都是因为支撑材料受到严重腐蚀所致。
2 、不锈钢材料
2.1为何不锈钢能够耐腐蚀?
不锈钢是一种高合金构筑物材料，种类繁多，具有很强的抗腐蚀性能。这主要是因为金属表面很薄的一层钝化层赋予了这种金属的优异抗腐蚀性能(见图1)。
图 1 钝化层
在铬的添加量达到10.5%时，钢的耐大气腐蚀性能显著增加。原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面，可防止进一步氧化。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面。而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修复，重新形成这种氧化物“钝化膜”，继续起保护作用。
所有的不锈钢元素都具有一种共同的特性，但此时铬含量均必须在10.5%以上。一般常用的不锈钢材料，铬含量都在17%~22%范围之内。
钝化层主要是由铬含量确定 (见图 2)，不锈钢内的铬通过氧化作用可在金属表面产生钝化层。除了铬之外，其他合金元素，如镍和钼也具有抗锈作用。
图 2 钝化层内各种元素的浓度分布
在污水处理领域，主要采用不含钼的奥氏铬-镍不锈钢(类别1)或者含钼奥氏铬-镍不锈钢(类别2)。主要的不锈钢材料已在欧洲工业标准 DIN EN 10088 明确定义，并根据抗腐蚀能力，在德国 (Merkblatt 830 der Informationsstelle Edelstahl Rostfrei)对各种不锈钢材料进行了分类处理，表1列出了其中部分内容。
表 1 不锈钢材料的分类
此时, 鉴别各种不锈钢质量的重要指标是抗锈综合指数 (Wirksumme W)。计算公式如下：
W = Cr% + Mo3.3% + N(15~30) %
抗锈综合指数W 愈大，则表示点腐蚀电势(正电势UL)也愈大，也就是说，点腐蚀的危险也愈小。图3显示了抗锈综合指数W 和点腐蚀电势UL 之间的线性关系。
在正常情况下，污水处理领域内几乎只是采用不锈钢类型 1 和2 (在国内分别被称为304/304L和316/316L 不锈钢)。究竟何时采用不锈钢类型1或者类型2，则主要是与应用场所和污水的化学组成 (氯离子、硫化物、pH-值等)有关， 这些物质对金属的腐蚀过程具有很大影响。
图 3 点腐蚀电势(铁素体不锈钢)和作用总量之间的函数关系 (1n NaCl; pH7,5; 80°C)
2.2 不锈钢的加工
2.2.1 焊接
不锈钢焊接要求具有专门的知识和技术。在欧洲工业标准 (DIN EN ISO 3834-1; DIN 18800-7) 中特别提示，在进行焊接工作时必须注意以下重要事项：
- 选择的焊接工艺必须避免和氧气相接触，例如：
- 金属光弧焊(metall-Lichtbogen-Schwei?en)
- 保护气体焊(Schutzgasschwei?en)
- 埋弧焊(Unterpulverschwei?en)
- 焊接时有效防止过高热能注入不锈钢材料
- 根部保护 (根部覆盖)或者或管道焊接时注入惰性气体(Formierung)
- 火焰校对时最高温度不能超过 700°C
- 考虑较高的收缩张力和热张力
- 专业焊接，并消除焊渣
2.2.2 组件的结构
在采用高合金不锈钢时，设计工作必须特别注意以下事项：
设计和机械加工时避免产生间隙；间隙宽度 > 0.5mm 时不会产生问题 (见图 4)
图 4 因间隙和覆盖污染物而造成的间隙腐蚀
a) 间隙太小：缺少氧气产生腐蚀危险
b) 间隙扩大： 避免腐蚀危险
从防腐蚀角度来看, 焊接连接要比螺栓连接要好, 在连接部件之间不会产生细小间隙；
只能采用不含氯的密封圈；
机加工时保持金属表面光滑平整。
