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(guan)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(gang)的(de)點蝕過(guo)程可(ke)分為(wei)蝕孔(kong)的(de)形(xing)成和蝕孔(kong)的(de)發展兩(liang)個階段。


  鈍化(hua)膜的不(bu)完整部位(露頭位錯、表面缺陷等)作為點(dian)蝕(shi)源,在某一段時間(jian)內呈活性狀(zhuang)態,電(dian)位變負,與其鄰近表面之間(jian)形(xing)成微電(dian)池,并且具有大陰極小陽極面積比,使點(dian)蝕(shi)源部位金屬迅速溶解,蝕(shi)孔開始(shi)形(xing)成。


  已形成的蝕孔(kong)隨(sui)著腐蝕的繼續進行。小孔(kong)內積(ji)累了過量的正(zheng)電(dian)荷,引(yin)起(qi)外部氯(lv)(lv)離(li)子的遷入以保(bao)持電(dian)中(zhong)性,繼之孔(kong)內氯(lv)(lv)化物濃(nong)度增(zeng)高。由于氯(lv)(lv)化物水(shui)解使(shi)孔(kong)內溶液酸化,又進一步(bu)加速(su)孔(kong)內陽極的溶解。這種自催化作用的結果(guo),使(shi)蝕孔(kong)不斷地向深(shen)處發(fa)展,如圖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)管道也發生點(dian)蝕,通常是在蒸(zheng)汽(qi)系統(tong)(特別是低壓蒸(zheng)汽(qi))和熱水系統(tong),遭受溶解氧的腐蝕,溫度(du)在80~250℃間最為(wei)嚴重。雖然(ran)蒸(zheng)汽(qi)系統(tong)是除(chu)氧的,但由(you)于操作控制不嚴格,很難(nan)保證溶解氧量不超標,因此溶解氧造成碳鋼(gang)管道產生點(dian)蝕的情況(kuang)經(jing)常會發生。




2. 縫隙(xi)腐蝕(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(fu)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)蝕(shi)(shi)的(de)機(ji)(ji)理(li)(li),一(yi)般認為是(shi)濃(nong)(nong)差(cha)腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)池的(de)原(yuan)理(li)(li),即由于縫隙內和周圍溶液(ye)之(zhi)間氧濃(nong)(nong)度(du)或(huo)金屬離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)存在差(cha)異造成的(de)。縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)在許多介(jie)質中發生(sheng),但(dan)以含氯化(hua)物的(de)溶液(ye)中最嚴重(zhong),其機(ji)(ji)理(li)(li)不(bu)僅(jin)是(shi)氧濃(nong)(nong)差(cha)電(dian)池的(de)作(zuo)用,還有像點蝕(shi)(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(jie)接(jie)頭的腐蝕(shi) 


  通(tong)常(chang)發生(sheng)于不銹(xiu)鋼管道(dao),有三種(zhong)腐蝕(shi)形式。


  ①. 焊(han)肉被(bei)腐蝕(shi)成(cheng)海綿狀,這是奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼發(fa)生(sheng)的δ鐵素體(ti)選擇性腐蝕(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. 熱影(ying)響區腐(fu)蝕。造(zao)成這(zhe)種腐(fu)蝕的(de)原因,是(shi)焊接(jie)過程中(zhong)這(zhe)里的(de)溫度正好處在敏化(hua)區,有充分的(de)時間析出碳化(hua)物,從而產生(sheng)了晶間腐(fu)蝕。


     晶間腐(fu)蝕是腐(fu)蝕局限在(zai)晶界和晶界附近而晶粒(li)本(ben)身(shen)腐(fu)蝕比較小的一種腐(fu)蝕形態(tai),其結果將(jiang)造成晶粒(li)脫(tuo)落或使(shi)材料機(ji)械強度(du)降低(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 


  也稱沖刷腐(fu)蝕(shi),當腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)流體在彎頭、三通等拐彎部(bu)位突然改變(bian)方向,它對金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)及金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面的(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜或(huo)腐(fu)蝕(shi)(shi)產物層產生機械沖刷破(po)壞(huai)作(zuo)用(yong),同時又對不(bu)斷露出的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)新鮮(xian)表面發生激烈的(de)(de)電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi),從(cong)而造成比其(qi)他(ta)部(bu)位更為嚴(yan)重的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)損(sun)傷。這(zhe)種損(sun)傷是(shi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)以(yi)其(qi)離子或(huo)腐(fu)蝕(shi)(shi)產物從(cong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面脫(tuo)離,而不(bu)是(shi)像純粹的(de)(de)機械磨損(sun)那樣以(yi)固體金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)粉末脫(tuo)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. 冷凝液腐蝕 


  對(dui)于含水蒸氣(qi)的熱腐(fu)蝕性氣(qi)體管道,在保溫層(ceng)中止處(chu)或破損處(chu)的內壁,由于局(ju)部溫度降(jiang)至露(lu)點(dian)以下,將發生冷凝現象,從而(er)造成冷凝液腐(fu)蝕,即露(lu)點(dian)腐(fu)蝕。



6. 涂(tu)層破損(sun)處的(de)局部大氣銹蝕 


  對(dui)于化(hua)工廠(chang)(chang)的碳鋼管線(xian),這種(zhong)腐(fu)蝕有(you)時會很嚴重(zhong),因為化(hua)工廠(chang)(chang)區的大(da)氣中常(chang)常(chang)含(han)有(you)酸性氣體,比自然大(da)氣的腐(fu)蝕性強得(de)多。