寧靜海遊記

釩(Vanadium, V)存在於石油中，其以斑岩(Porphyrine)礦物存在，特別是產於加拿大、美國西部、委內瑞拉及加勒比海，此種釩化合物在提煉石油時，濃縮到高沸點的燃油潤滑油內。由氯化鈉及處理石油的化學物所產生的鈉化合物也被發現。當鈉(Na)及釩(V)含量超過百萬分之100時，會有灰燼(Ash)產生，引起燃料灰燼腐蝕(Fuel Ash Corrosion)。

大多數燃料都含有釩元素(V)的蹤跡，釩被氧化成不同的釩化物(vanadate)，熔融的釩化物能附著於金屬表面，使氧化表層或鈍化表層(Passivation Layer)液化，使金屬失去保護，由於釩的存在經由熔融釩化物鹽類，加速氧擴散進入金屬基材(Metal Substrate)，釩化物能以離子或半導體狀態存在，半導體狀態的釩化物如五氧化釩(Vanadium Pentoxide，V2O5)，具有比氧更具腐蝕性(Corrosivity)，能經由氧分子的空隙往金屬內部滲透。相對的，離子狀態的釩化物，經由擴散釩化物方式將氧往金屬內部滲透，因此腐蝕速率慢的很多。

在高溫或低氧狀態，難溶於金屬的釩氧化物如二氧化釩(Vanadium Dioxide)及三氧化釩(Vanadium Trioxide)產生，其不會加速腐蝕。在一般燃燒狀態，五氧化釩會產生，如與氧化鈉一起反應，不同成分比率的釩氧化物會形成，如Na₂O.6 V₂O₅，在593 C到816 C有最快速的腐蝕速率，在低於593 C較低溫度，釩化物為固態存在，在較高溫度，如釩化物具有高釩含量比率，則具有較強的腐蝕速率。

鈍化層氧化物熔於釩化物的可熔性，取決於氧化層(Oxide Layer)的構成成分，氧化鐵(Iron Oxide)在溫度低於705 C時，會熔於釩化物(Na₂O.6 V₂O₅ 及 6 Na₂O.V₂O₅)內，氧化鐵熔融量等於釩化物的質量，比率為1:1，形成的成分為灰燼(Ash)成分，其會惡化腐蝕。

氧化鉻、氧化鎳及氧化鈷較不熔於釩化物，這些氧化物會將釩化物轉換成較低腐蝕的離子態釩化物，結合鉻鎳鈷後的釩化物，會緊密的結合一起，難耐溶於金屬基材，形成阻礙氧擴散的阻礙物。

降低釩化物的腐蝕速率的機制：

(1) 能由降低燃燒室內超過燃燒所需的空氣量而減緩，因為過多的空氣會形成難溶於金屬的氧化物附著金屬表面，降低腐蝕速率。

(2) 在接觸高溫氣體的表面，噴塗一層塗層(Coating)保護。

(3) 金屬基材使用含高鉻量的合金如50% Ni/50% Cr 或40% Ni/60% Cr。

(4) 必須防止釩化物與鈉比率為1比3，會產生最低熔點(535 C)，在零件表面產生熱點(Hot Spot)問題。

(翻譯自維基文章HOT CORROSION)

此分類上一篇：發動機材料破壞(2)---熱腐蝕

/日誌首頁/此分類下一篇： 發動機材料保護塗層(1)---噴塗概述