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(dian)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(xiu)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. 不銹鋼的點蝕過(guo)程可(ke)分為蝕孔(kong)的形成(cheng)和蝕孔(kong)的發展(zhan)兩個階段。


  鈍化膜的不完整部(bu)位(露(lu)頭位錯、表(biao)(biao)面(mian)(mian)缺陷等)作(zuo)為點蝕(shi)源,在某一段時(shi)間(jian)內呈活性狀態,電(dian)位變負(fu),與其鄰近表(biao)(biao)面(mian)(mian)之間(jian)形成微電(dian)池,并且具有大陰(yin)極小(xiao)陽極面(mian)(mian)積比,使(shi)點蝕(shi)源部(bu)位金(jin)屬迅速(su)溶(rong)解,蝕(shi)孔開始形成。


  已形成的(de)(de)(de)蝕(shi)孔(kong)隨著腐蝕(shi)的(de)(de)(de)繼續進行。小孔(kong)內(nei)積累了過量的(de)(de)(de)正(zheng)電荷,引起外部氯離(li)子的(de)(de)(de)遷入以保(bao)持電中性,繼之(zhi)孔(kong)內(nei)氯化(hua)物濃(nong)度增高。由于氯化(hua)物水解使孔(kong)內(nei)溶(rong)液酸化(hua),又進一步加速孔(kong)內(nei)陽極(ji)的(de)(de)(de)溶(rong)解。這種自(zi)催(cui)化(hua)作用(yong)的(de)(de)(de)結果,使蝕(shi)孔(kong)不斷地(di)向深處發展,如(ru)圖(tu)3-3所示。


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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(bu)銹鋼(gang)耐點蝕的能力。鈦的耐點蝕能力高于奧氏體不銹鋼。


  ⑤. 碳鋼管(guan)道也發(fa)生點(dian)蝕(shi),通常是在(zai)蒸汽(qi)(qi)系統(tong)(特別是低壓蒸汽(qi)(qi))和熱水(shui)系統(tong),遭受溶解氧(yang)(yang)的腐蝕(shi),溫度在(zai)80~250℃間最為嚴(yan)重(zhong)。雖然(ran)蒸汽(qi)(qi)系統(tong)是除氧(yang)(yang)的,但(dan)由于操作控制不嚴(yan)格,很難保證溶解氧(yang)(yang)量(liang)不超(chao)標,因此(ci)溶解氧(yang)(yang)造成碳鋼管(guan)道產生點(dian)蝕(shi)的情況經常會發(fa)生。




2. 縫隙腐蝕(shi)(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(shi)。一些鈍性金屬如不銹鋼、鋁、鈦等,容易產生縫隙腐蝕。


  縫隙腐蝕(shi)的(de)機(ji)理(li),一般認(ren)為(wei)是濃差(cha)腐蝕(shi)電池(chi)的(de)原理(li),即由于縫隙內(nei)和周圍(wei)溶液之間氧(yang)濃度或(huo)金(jin)屬(shu)離(li)子濃度存在差(cha)異造成的(de)。縫隙腐蝕(shi)在許多介質中(zhong)發生,但以(yi)含氯化(hua)物的(de)溶液中(zhong)最嚴(yan)重,其機(ji)理(li)不僅是氧(yang)濃差(cha)電池(chi)的(de)作(zuo)用,還(huan)有像點蝕(shi)那樣的(de)自催化(hua)作(zuo)用,如圖3-4所示。


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3. 焊接接頭(tou)的腐(fu)蝕 


  通常發生(sheng)于(yu)不銹(xiu)鋼(gang)管道(dao),有三種腐蝕形式。


  ①. 焊肉被腐(fu)(fu)蝕(shi)成海綿狀,這是(shi)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼發生的δ鐵素體(ti)選擇(ze)性腐(fu)(fu)蝕(shi)。


    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(ying)響區(qu)腐蝕。造成(cheng)這種腐蝕的原(yuan)因(yin),是焊(han)接過程中(zhong)這里的溫度正好(hao)處在敏(min)化區(qu),有充分的時(shi)間析出碳化物,從而產生了晶間腐蝕。


     晶間腐蝕是腐蝕局限在(zai)晶界(jie)和晶界(jie)附近(jin)而晶粒本身腐蝕比較小的(de)一(yi)種腐蝕形態,其結果將造成晶粒脫(tuo)落(luo)或使材料機械強度降低。


    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(fu)蝕 


  也稱沖刷腐蝕,當腐蝕(shi)性(xing)流體(ti)在彎頭、三通等拐彎部位突(tu)然改(gai)變方(fang)向,它對金(jin)屬及金(jin)屬表面的(de)鈍化(hua)膜或腐蝕(shi)產物層(ceng)產生(sheng)(sheng)機(ji)械(xie)沖刷破壞作用,同時又對不(bu)斷露出的(de)金(jin)屬新鮮表面發生(sheng)(sheng)激(ji)烈的(de)電化(hua)學腐蝕(shi),從而造成比其他部位更為嚴重的(de)腐蝕(shi)損傷。這(zhe)種(zhong)損傷是(shi)金(jin)屬以其離子或腐蝕(shi)產物從金(jin)屬表面脫離,而不(bu)是(shi)像純(chun)粹的(de)機(ji)械(xie)磨損那樣以固體(ti)金(jin)屬粉末脫落。


  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. 冷凝液(ye)腐蝕(shi) 


  對于(yu)含水蒸(zheng)氣的熱(re)腐蝕性氣體管道,在保溫層中止處或破損處的內壁,由于(yu)局部(bu)溫度降(jiang)至露(lu)點以下,將發(fa)生冷凝現象,從而(er)造成(cheng)冷凝液腐蝕,即露(lu)點腐蝕。



6. 涂層破損處的局部(bu)大氣銹(xiu)蝕 


  對于化工廠的(de)碳(tan)鋼(gang)管線,這種腐蝕有(you)時會很嚴(yan)重,因為化工廠區的(de)大氣中常(chang)常(chang)含有(you)酸性(xing)氣體,比自然大氣的(de)腐蝕性(xing)強得多(duo)。