昨天有甲方群群友问了一个问题：不锈钢排油烟风管能否用碳素钢角钢法兰焊接？先说结论：不推荐使用。不锈钢与碳钢接触是一个很常见的质量问题，本篇本章对此做一个科普。

#1 金属腐蚀机理

化学腐蚀 是指金属材料在干燥气体和非电解质溶液中发生化学反应，生成化合物的过程。

电化学腐蚀 就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的。

例如：不锈钢与非合金钢、低合金钢接触存在铁离子、铬离子电位差而形成微电池，产生电化学腐蚀；氯离子对不锈钢发生化学腐蚀溶解其表面钝化膜而产生点蚀（孔蚀），这些小蚀坑便是孔蚀核，在自然条件下，含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时，电化学腐蚀能促使蚀核长大成蚀孔。

晶间腐蚀 是局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化，不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工业的一个重大问题。

#2 碳钢与不锈钢接触有什么危害？

电位差越大，电化学腐蚀越容易发生，碳钢和不锈钢存在很大的电位差，因此在相同环境中，其腐蚀速度和程度都比单一材质更为严重。

下图示出了海水中测量的各种金属和合金从活性到惰性的腐蚀电位图。这种排序被称为电偶序列，该图显示的是海水电偶序列。

在一个化学原电池里，活泼的金属是电池的负极，不活泼金属（或非金属导体）是电池的正极。负极会被腐蚀。如锌-铜原电池，锌被腐蚀。

不锈钢由于含有镍、铬等金属而变得不活泼，电极电位高于普通碳钢。

当不锈钢与碳钢接触时会发生以下两种腐蚀。

一是发生化学腐蚀，因为碳钢中的碳迁移（渗碳），使不锈钢中的铬形成碳化铬，导致不锈钢的抗腐蚀能力下降；

二是两者存在电位差，接触后，又有水或潮气存在时，就形成了一个电化学原电池。在这个原电池里，碳钢是负极，不锈钢是正极。于是碳钢会因不锈钢的接触加速氧化而锈蚀，所以不能直接接触。

随着较稳定金属的相对表面积增大，阴极反应的面积随之增大，由此导致较活跃金属表面的金属溶解或腐蚀的速率更高。由于面积效应，电偶腐蚀速率随着惰性金属与活性金属面积比的增加而增加。

用碳钢铆钉（表面积小）连接不锈钢板（表面积大）就是一个面积比错误的常见实例。

上图也是现场常见场景，304不锈钢与碳钢U型螺栓、角钢直接接触，造成晶间腐蚀和电化学腐蚀。一方面会加速碳钢的腐蚀，使固定和支撑强度减弱或失效。另一方面晶间腐蚀会持续减弱不锈钢的接触面及周围金属组织结合力，甚至轻轻敲打时就破碎。

#3 防止措施

尽量减少电偶腐蚀的措施包括：

避免异种金属相连接，使用绝缘材料将异种金属分隔开；

如GB50093 第8.1.17，不锈钢管固定时，不应与碳钢材料直接接触。不锈钢管与支架、固定卡子之间宜加设隔离垫板。

选择电位序中接近的异金属；

调整异金属的表面积，加大最有可能发生腐蚀的金属的暴露面积；

如果异种金属连接不可避免，那么，对连接处附近的较稳定金属表面进行喷涂可以防止电偶腐蚀；

不宜在较活跃的金属表面喷涂防电偶腐蚀的涂层，因为任何涂层缺陷都会产生非常不利的惰性金属/活性金属表面积比，并导致涂层缺陷处加速腐蚀。

机电人脉之前的视频《商业排油烟管道可以优化成镀锌铁皮吗》中也说过，排油烟风管发生腐蚀泄漏是非常影响品质的事情，也很容易引起投诉，依然使用不锈钢风管了，不如还是焊接吧，法兰是有漏油风险的，橡胶垫层在高温环境下容易老化。

也有群友表示使用可以使用法兰，他们用了5年也还好，法兰比焊接便宜。地产以成本优先，不过使用法兰的话，最好还是用不锈钢法兰吧，要不然不如用碳钢风管。