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(shi)(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。不銹鋼管道(dao)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)銹鋼的點蝕(shi)過程可分為(wei)蝕(shi)孔(kong)的形成和蝕(shi)孔(kong)的發展兩個階段。


  鈍(dun)化膜的不(bu)完整部位(wei)(露(lu)頭位(wei)錯(cuo)、表面(mian)缺陷等)作(zuo)為點蝕源,在某(mou)一段時間內(nei)呈活性狀態(tai),電位(wei)變(bian)負,與其(qi)鄰近(jin)表面(mian)之間形成(cheng)微電池,并且具有大陰極(ji)小陽極(ji)面(mian)積比,使點蝕源部位(wei)金屬迅速溶解,蝕孔開始形成(cheng)。


  已形成的蝕孔(kong)隨著腐(fu)蝕的繼續進(jin)(jin)行。小孔(kong)內(nei)積累(lei)了過量(liang)的正電(dian)荷,引(yin)起(qi)外部氯離(li)子的遷入以保(bao)持電(dian)中性,繼之孔(kong)內(nei)氯化(hua)物濃度增高。由于(yu)氯化(hua)物水解(jie)使孔(kong)內(nei)溶(rong)液酸化(hua),又進(jin)(jin)一步加速孔(kong)內(nei)陽極的溶(rong)解(jie)。這(zhe)種自催化(hua)作用的結果(guo),使蝕孔(kong)不(bu)斷地向(xiang)深處(chu)發(fa)展,如(ru)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. 碳鋼管(guan)道也(ye)發生(sheng)點(dian)蝕(shi)(shi),通(tong)常(chang)是在蒸(zheng)汽(qi)(qi)系(xi)統(tong)(特別(bie)是低(di)壓蒸(zheng)汽(qi)(qi))和(he)熱水系(xi)統(tong),遭(zao)受溶解(jie)氧(yang)(yang)的腐蝕(shi)(shi),溫(wen)度在80~250℃間最為嚴重。雖然蒸(zheng)汽(qi)(qi)系(xi)統(tong)是除氧(yang)(yang)的,但由于(yu)操作控制不嚴格,很難保證溶解(jie)氧(yang)(yang)量不超標,因(yin)此溶解(jie)氧(yang)(yang)造成碳鋼管(guan)道產生(sheng)點(dian)蝕(shi)(shi)的情況經(jing)常(chang)會發生(sheng)。




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。一些鈍性金屬如不銹鋼、鋁、鈦等,容易產生縫隙腐蝕。


  縫(feng)隙腐蝕的(de)機理(li)(li),一般認為是濃(nong)差腐蝕電(dian)池的(de)原理(li)(li),即由于縫(feng)隙內和(he)周圍溶液(ye)之間氧濃(nong)度(du)或金屬離子濃(nong)度(du)存(cun)在(zai)差異造成的(de)。縫(feng)隙腐蝕在(zai)許(xu)多介質中(zhong)發生(sheng),但以(yi)含(han)氯化物的(de)溶液(ye)中(zhong)最(zui)嚴重,其機理(li)(li)不(bu)僅是氧濃(nong)差電(dian)池的(de)作用,還有像點(dian)蝕那樣(yang)的(de)自(zi)催化作用,如圖3-4所示。


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3. 焊接接頭的腐蝕(shi) 


  通(tong)常發生于不銹鋼(gang)管道,有三種腐蝕形(xing)式。


  ①. 焊肉被腐蝕(shi)成海綿狀(zhuang),這是奧氏體(ti)不銹鋼發(fa)生的(de)δ鐵素(su)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(qu)(qu)腐(fu)(fu)蝕。造成這種腐(fu)(fu)蝕的原因,是焊接過程(cheng)中(zhong)這里的溫(wen)度正好處在敏化(hua)區(qu)(qu),有充(chong)分(fen)的時間析出碳化(hua)物,從而(er)產(chan)生了晶間腐(fu)(fu)蝕。


     晶間腐(fu)蝕是(shi)腐(fu)蝕局限在晶界和(he)晶界附近而(er)晶粒(li)本身腐(fu)蝕比較小的一種腐(fu)蝕形態,其結果將造(zao)成晶粒(li)脫落或(huo)使材料機械強度降(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(mo)損腐蝕 


  也(ye)稱沖(chong)刷腐蝕,當腐蝕(shi)性流體在(zai)彎頭、三(san)通等拐彎部(bu)位(wei)突然改(gai)變方向(xiang),它對金(jin)屬(shu)(shu)及金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)的(de)(de)鈍化膜(mo)或(huo)腐蝕(shi)產(chan)物層產(chan)生(sheng)機(ji)械沖刷破壞作(zuo)用,同時又對不斷露出的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)新鮮表面(mian)發生(sheng)激烈(lie)的(de)(de)電化學(xue)腐蝕(shi),從(cong)而造成比其(qi)他部(bu)位(wei)更為嚴(yan)重的(de)(de)腐蝕(shi)損(sun)傷。這(zhe)種損(sun)傷是(shi)金(jin)屬(shu)(shu)以其(qi)離子或(huo)腐蝕(shi)產(chan)物從(cong)金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)脫離,而不是(shi)像(xiang)純粹(cui)的(de)(de)機(ji)械磨損(sun)那樣(yang)以固體金(jin)屬(shu)(shu)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(ning)液腐蝕 


  對于含水蒸氣的(de)熱腐蝕性(xing)氣體管(guan)道,在保(bao)溫層中止處或破損處的(de)內壁,由于局部溫度降至(zhi)露(lu)點以下,將(jiang)發生冷(leng)凝現象,從而(er)造成(cheng)冷(leng)凝液腐蝕,即露(lu)點腐蝕。



6. 涂(tu)層破損處(chu)的局部(bu)大氣(qi)銹蝕(shi) 


  對于化工廠(chang)的碳鋼管線,這(zhe)種腐蝕有(you)(you)時(shi)會(hui)很(hen)嚴(yan)重,因為化工廠(chang)區的大氣中常常含(han)有(you)(you)酸性氣體,比自然大氣的腐蝕性強得多(duo)。