SUS304為什麼會生鏽?- 不鏽鋼的5個腐蝕陷阱

晶間腐蝕、應力腐蝕開裂、縫隙腐蝕、異種金屬接觸腐蝕、氯化物環境

「不銹鋼不會生鏽吧?」是常見的誤解。CNS G 3214 把 SUS304 歸類為「耐腐蝕性優良」而非「不會生鏽」。18% Cr 形成的鈍化膜一旦破壞,腐蝕速度比碳鋼還快。化學藥液管線使用 304 在數年內就可能應力腐蝕龜裂(SCC),這在高 Cl⁻ 環境是典型案例。下面 5 類涵蓋了多數腐蝕事故。

1. 異種金屬電偶腐蝕(Galvanic Corrosion)

SUS304 零件用 SS400 螺栓,或不銹鋼板直接放在碳鋼框架上,電位差會讓較卑的金屬快速腐蝕。電位差超過 0.25 V 就是危險信號。

  • 對策:插入絕緣墊圈・套管、材質統一(不銹鋼件用 A2-70 螺栓)、接觸面塗環氧樹脂
  • 採購:標準絕緣套管、不銹鋼螺栓可通過MRO通路取得

2. 氯離子應力腐蝕龜裂(Cl⁻ SCC)

氯離子濃度高的環境(沿海食品工廠、半導體清洗工序、溫泉設備)下,304 的拉伸應力部位沿晶界裂開。60°C 超 + Cl⁻ 25 ppm 超就進入 SCC 危險區。沿海工廠特別容易遭遇此類問題。

  • 對策:升級到 316L(添加 Mo 2-3%)、消除殘留應力(應力消除退火)、雙層管結構
  • 市場供應:316L 1.4 mm 板材在主流不銹鋼供應鏈中均有庫存

3. 焊接熱影響區敏化(Sensitization)

304 焊接時熱影響區(HAZ)暴露 500-850°C,晶界析出 Cr₂₃C₆。局部 Cr 降到 12% 以下鈍化膜無法形成,發生沿晶腐蝕。

  • 對策:用 304L(C 0.03% 以下)、焊後固溶處理(1050°C 急冷)、最小化熱輸入
  • 304L 板材通常比 304 貴 5-10%。

4. 縫隙腐蝕(Crevice Corrosion)

狹窄縫隙(墊片面、搭接焊、螺栓墊圈下方)的滯留液氧氣耗盡,局部 pH 降,鈍化膜破壞。縫隙寬 0.025-0.1 mm 最危險。

  • 對策:無縫隙焊接接頭設計(對接焊)、用矽橡膠類密封膠填埋、排水坡度

5. 鈍化膜的機械性破壞(Iron Contamination)

研磨後用碳鋼鋼刷,或不銹鋼零件跟碳鋼放在同一架上存放,鐵粉嵌入表面成為點蝕核。

  • 對策:不銹鋼專用工具、酸洗鈍化處理(10-20% 硝酸 + 50°C × 30 分)、電解拋光(EP)
  • 鈍化處理:可由專業電解拋光廠家進行,可符合 SEMI 規格要求。
💡 材質選定的指引
304 的市場價格通常顯著低於 316L,但若忽視腐蝕陷阱使用 304,使用壽命可能反而比「碳鋼 + 鍍鋅」還短。先評估環境條件(溫度・Cl⁻・pH)後選定鋼種。「反正先用 304」是材質選定中最危險的習慣。
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