局部腐蝕又稱非均勻腐蝕,其危害性遠比均勻腐蝕大,因為均勻腐蝕容易被發覺,容易設防,而局部腐蝕則難以預測和預防,往往在沒有先兆的情況下,使金屬構件突然發生破壞,從而造成重大火災或人身傷亡事故。局部腐蝕很普遍,據統計,均勻腐蝕占整個腐蝕中的17.8%,而局部腐蝕則占80%左右。


1. 點蝕(Pitting)


  ①. 集中在全局表面個別小點上的深度較大的腐蝕稱為點蝕,也稱孔蝕。蝕孔直徑等于或小于深度。蝕孔形態如圖3-2所示。


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  ②. 點蝕是管道最具有破壞性的隱藏的腐蝕形態之一。奧氏體不銹鋼管道在輸送含氯離子或溴離子的介質時最容易產生點蝕。不(bu)銹鋼管道外壁如果常被海水或天然水潤濕,也會產生點蝕,這是因為海水或天然水中含有一定的氯離子。


  ③. 不(bu)銹鋼(gang)的(de)點蝕(shi)過程可(ke)分為蝕(shi)孔(kong)的(de)形成和蝕(shi)孔(kong)的(de)發展兩(liang)個階(jie)段。


  鈍化膜的不完整部(bu)位(wei)(露頭位(wei)錯、表面(mian)缺陷等)作為點蝕(shi)源(yuan),在(zai)某一段時間內呈活性狀態,電位(wei)變負,與其鄰近表面(mian)之間形成(cheng)微(wei)電池,并(bing)且具有(you)大陰極小陽極面(mian)積比,使點蝕(shi)源(yuan)部(bu)位(wei)金(jin)屬(shu)迅速溶解,蝕(shi)孔開始形成(cheng)。


  已形成的蝕(shi)(shi)孔(kong)隨著腐蝕(shi)(shi)的繼續進行。小孔(kong)內(nei)(nei)積累了過量的正電荷,引(yin)起(qi)外部氯(lv)離子的遷入(ru)以保持電中性,繼之孔(kong)內(nei)(nei)氯(lv)化(hua)(hua)物濃度增高。由于氯(lv)化(hua)(hua)物水解使(shi)孔(kong)內(nei)(nei)溶液酸化(hua)(hua),又進一步加速(su)孔(kong)內(nei)(nei)陽極的溶解。這(zhe)種自催化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)的結(jie)果,使(shi)蝕(shi)(shi)孔(kong)不斷地向深(shen)處發(fa)展(zhan),如圖3-3所示(shi)。


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  ④. 溶液滯留容易產生點蝕;增加流速會降低點蝕傾向,敏化處理及冷加工會增加不銹鋼點蝕的傾向;固溶處理能提高不銹鋼耐點蝕的能力。鈦的耐點蝕能力高于奧氏體不銹鋼。


  ⑤. 碳鋼(gang)管道也(ye)發生(sheng)點蝕(shi)(shi),通常是在蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽系統(特別是低壓(ya)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽)和熱水系統,遭受溶解(jie)(jie)氧(yang)(yang)(yang)的腐蝕(shi)(shi),溫度(du)在80~250℃間最為嚴重。雖(sui)然蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽系統是除氧(yang)(yang)(yang)的,但由于操作控(kong)制不(bu)嚴格,很(hen)難保證溶解(jie)(jie)氧(yang)(yang)(yang)量(liang)不(bu)超標,因此溶解(jie)(jie)氧(yang)(yang)(yang)造成碳鋼(gang)管道產生(sheng)點蝕(shi)(shi)的情況經(jing)常會發生(sheng)。




2. 縫(feng)隙腐(fu)蝕(Corrosion)


  當管道輸送的物料為電解質溶液時,在管道內表Crevice Corrosion面的縫隙處,如法蘭墊片處、單面焊未焊透處等,均會產生縫隙腐蝕。一些鈍性金屬如不銹鋼、鋁、鈦等,容易產生縫隙腐蝕。


  縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)機理(li),一般認為是濃差腐(fu)(fu)蝕(shi)電池的(de)(de)原(yuan)理(li),即由于縫隙內(nei)和周圍(wei)溶(rong)液之間(jian)氧(yang)濃度或(huo)金(jin)屬離子濃度存(cun)在(zai)差異造成的(de)(de)。縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)在(zai)許多介質中發生,但以含氯(lv)化物的(de)(de)溶(rong)液中最嚴重,其機理(li)不僅(jin)是氧(yang)濃差電池的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong),還有像點蝕(shi)那樣(yang)的(de)(de)自(zi)催化作(zuo)用(yong)(yong),如(ru)圖3-4所示。


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3. 焊(han)接接頭的腐蝕(shi) 


  通常發生于不(bu)銹鋼(gang)管道,有三種腐(fu)蝕形式(shi)。


  ①. 焊肉被腐蝕成海(hai)綿狀,這(zhe)是奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼發生的δ鐵素(su)體(ti)選擇(ze)性(xing)腐蝕。


    為改善焊接性能,奧氏體不銹鋼通常要求焊縫含有3%~10%的鐵素體組織,但在某些強腐蝕性介質中則會發生δ鐵素體選擇性腐蝕,即腐蝕只發生在δ鐵素體相(或進一步分解為σ相),結果呈海綿狀。


  ②. 熱(re)影響區腐(fu)蝕。造成這(zhe)種腐(fu)蝕的原因,是(shi)焊接過程中這(zhe)里(li)的溫(wen)度(du)正好處在敏化區,有充分的時間析出碳化物,從而產(chan)生了(le)晶間腐(fu)蝕。


     晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)是腐蝕(shi)局限在晶(jing)(jing)界和晶(jing)(jing)界附近而晶(jing)(jing)粒(li)本身腐蝕(shi)比較小的一種腐蝕(shi)形態,其結果將(jiang)造成晶(jing)(jing)粒(li)脫落或使材(cai)料(liao)機械強度降(jiang)低(di)。


    晶間腐蝕的機理是“貧鉻理論”。不銹鋼因含鉻而有很高的耐蝕性,其含鉻量必須要超過12%,否則其耐蝕性能和普通碳鋼差不多。不銹鋼在敏化溫度范圍內(450~850℃),奧氏體中過飽和固溶的碳將和鉻化合成Cr23C6,沿晶界沉淀析出。由于奧氏體中鉻的擴散速度比碳慢,這樣,生成Cr23C6所需的鉛必然從晶界附近獲取,從而造成晶界附近區域貧鉻。如果含鉻量降到12%(鈍化所需極限含鉻量)以下,則貧鉻區處于活化狀態,作為陽極,它和晶粒之間構成腐蝕原電池,貧鉻區陽極面積小,晶粒陰極面積大,從而造成晶界附近貧鉻區的嚴重腐蝕。


  ③. 熔合線處的刀口腐蝕,一般發生在用Nb及Ti穩定的不銹鋼(347321)。刀口腐蝕大多發生在氧化性介質中。刀口腐蝕示意如圖3-5所示。


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4. 磨損腐蝕 


  也稱沖(chong)刷(shua)腐蝕(shi),當腐(fu)蝕性流(liu)體在(zai)彎頭、三通等(deng)拐彎部(bu)位突然改變(bian)方向,它(ta)對金(jin)(jin)屬(shu)及金(jin)(jin)屬(shu)表(biao)面的(de)鈍化膜或腐(fu)蝕產物(wu)層產生(sheng)(sheng)機械沖刷(shua)破壞(huai)作(zuo)用,同時又對不斷露出的(de)金(jin)(jin)屬(shu)新(xin)鮮(xian)表(biao)面發生(sheng)(sheng)激(ji)烈的(de)電(dian)化學腐(fu)蝕,從(cong)而(er)造成比其(qi)他(ta)部(bu)位更為嚴重(zhong)的(de)腐(fu)蝕損傷(shang)。這種損傷(shang)是(shi)金(jin)(jin)屬(shu)以(yi)(yi)其(qi)離子或腐(fu)蝕產物(wu)從(cong)金(jin)(jin)屬(shu)表(biao)面脫離,而(er)不是(shi)像純粹的(de)機械磨損那(nei)樣(yang)以(yi)(yi)固體金(jin)(jin)屬(shu)粉末脫落(luo)。


  如果流體中夾有氣泡或固體懸浮物時,則最易發生磨損腐蝕。不銹鋼的鈍化膜耐磨損腐蝕性能較差,鈦則較好。蒸汽系統、H2S-H2O系統對碳鋼管道彎頭、三通的磨損腐蝕均較嚴重。



5. 冷凝(ning)液腐蝕 


  對于含水蒸氣的(de)熱腐蝕(shi)性氣體管道,在(zai)保溫(wen)層中止處或破損處的(de)內(nei)壁,由于局(ju)部溫(wen)度降至露點以(yi)下(xia),將發生冷(leng)凝(ning)現象,從而造成冷(leng)凝(ning)液腐蝕(shi),即露點腐蝕(shi)。



6. 涂層(ceng)破損處的局部大氣銹蝕 


  對于化工廠的碳(tan)鋼管線,這(zhe)種腐蝕有(you)時會很嚴重,因為(wei)化工廠區的大氣中常常含有(you)酸性氣體,比自然大氣的腐蝕性強(qiang)得多(duo)。