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(dian)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(shi),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(xiu)鋼管(guan)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. 不銹鋼的點蝕過程(cheng)可分為(wei)蝕孔的形(xing)成和蝕孔的發展(zhan)兩個(ge)階段。


  鈍化膜的不完整部(bu)位(wei)(露頭(tou)位(wei)錯、表面缺陷等)作為點蝕(shi)源,在(zai)某一(yi)段(duan)時間(jian)內呈(cheng)活性狀態(tai),電位(wei)變(bian)負,與其(qi)鄰近表面之間(jian)形成微電池,并(bing)且具有(you)大陰極小陽極面積比,使點蝕(shi)源部(bu)位(wei)金屬迅速溶(rong)解,蝕(shi)孔開始形成。


  已(yi)形成的(de)蝕孔隨(sui)著腐(fu)蝕的(de)繼續(xu)進(jin)行。小孔內(nei)積累了過量(liang)的(de)正電荷,引起外(wai)部氯(lv)(lv)離(li)子的(de)遷(qian)入以保持電中性(xing),繼之孔內(nei)氯(lv)(lv)化物濃度(du)增(zeng)高(gao)。由(you)于氯(lv)(lv)化物水解使孔內(nei)溶液酸化,又進(jin)一步加速孔內(nei)陽(yang)極的(de)溶解。這種自催化作用(yong)的(de)結果,使蝕孔不斷地向(xiang)深處(chu)發展,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(xiu)鋼耐點蝕的能力。鈦的耐點蝕能力高于奧氏體不銹鋼。


  ⑤. 碳(tan)鋼管道(dao)也發生(sheng)(sheng)點蝕,通(tong)常是(shi)在蒸(zheng)汽(qi)系(xi)統(特別是(shi)低(di)壓蒸(zheng)汽(qi))和熱(re)水系(xi)統,遭受溶解氧(yang)的腐蝕,溫度在80~250℃間最為嚴(yan)重。雖(sui)然蒸(zheng)汽(qi)系(xi)統是(shi)除氧(yang)的,但由于操作(zuo)控制不(bu)嚴(yan)格(ge),很難保(bao)證溶解氧(yang)量不(bu)超標,因此溶解氧(yang)造成碳(tan)鋼管道(dao)產(chan)生(sheng)(sheng)點蝕的情況經常會發生(sheng)(sheng)。




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


  縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)機(ji)理(li),一般認(ren)為是(shi)濃(nong)差(cha)腐蝕(shi)(shi)電池的(de)(de)原理(li),即由于縫隙(xi)內(nei)和周圍溶液之間氧濃(nong)度或金屬離子濃(nong)度存(cun)在差(cha)異(yi)造成的(de)(de)。縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)在許多介質(zhi)中(zhong)發生,但以含氯(lv)化物的(de)(de)溶液中(zhong)最嚴重,其機(ji)理(li)不僅是(shi)氧濃(nong)差(cha)電池的(de)(de)作用(yong),還有像點蝕(shi)(shi)那樣的(de)(de)自催化作用(yong),如圖(tu)3-4所示。


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3. 焊(han)接接頭的腐蝕 


  通常發生于不(bu)銹鋼(gang)管(guan)道(dao),有三(san)種腐蝕形式。


  ①. 焊肉被腐蝕成海(hai)綿(mian)狀,這是奧氏(shi)體不銹鋼(gang)發(fa)生的δ鐵(tie)素體選(xuan)擇性腐蝕。


    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)影響區腐蝕(shi)。造成這種腐蝕(shi)的(de)原因,是焊接過(guo)程(cheng)中這里的(de)溫度正好處在(zai)敏化區,有充(chong)分(fen)的(de)時間析出碳化物,從而產(chan)生了晶(jing)間腐蝕(shi)。


     晶間腐(fu)蝕是腐(fu)蝕局(ju)限在晶界和晶界附近而(er)晶粒(li)本身腐(fu)蝕比較小的一種腐(fu)蝕形態,其結果將造成晶粒(li)脫落或使材料機械強度(du)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(chong)刷腐蝕(shi),當腐(fu)蝕性流體在彎(wan)頭(tou)、三(san)通等拐彎(wan)部位(wei)突(tu)然改變方向,它對金(jin)屬(shu)(shu)(shu)及金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面(mian)的鈍化膜或腐(fu)蝕產物(wu)層產生(sheng)機械沖(chong)刷破(po)壞作用,同時又對不(bu)斷露出的金(jin)屬(shu)(shu)(shu)新鮮表(biao)面(mian)發(fa)生(sheng)激(ji)烈的電化學腐(fu)蝕,從而造(zao)成比其他部位(wei)更為(wei)嚴(yan)重(zhong)的腐(fu)蝕損傷(shang)。這(zhe)種損傷(shang)是金(jin)屬(shu)(shu)(shu)以其離子或腐(fu)蝕產物(wu)從金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面(mian)脫離,而不(bu)是像純(chun)粹(cui)的機械磨損那樣(yang)以固(gu)體金(jin)屬(shu)(shu)(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(shi) 


  對于含水蒸氣的熱(re)腐蝕性氣體管道,在保溫(wen)層中止(zhi)處或破損處的內壁,由(you)于局部溫(wen)度降至(zhi)露(lu)點以下(xia),將發生(sheng)冷(leng)凝現象,從而造成冷(leng)凝液(ye)腐蝕,即露(lu)點腐蝕。



6. 涂層破損處的局部大氣(qi)銹蝕 


  對于化(hua)(hua)工廠的(de)碳鋼管線,這種腐蝕(shi)有(you)時(shi)會(hui)很嚴重,因為化(hua)(hua)工廠區的(de)大氣中常(chang)常(chang)含有(you)酸(suan)性氣體,比(bi)自然大氣的(de)腐蝕(shi)性強得(de)多(duo)。