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. 不銹鋼的(de)點蝕(shi)過程(cheng)可分(fen)為蝕(shi)孔的(de)形成和蝕(shi)孔的(de)發(fa)展兩個階段。


  鈍化膜的不完整部(bu)位(露頭位錯、表(biao)面缺(que)陷等)作為(wei)點蝕(shi)源,在某一(yi)段時間內呈活性狀態,電位變負,與其鄰近表(biao)面之(zhi)間形成(cheng)微(wei)電池,并且具有大陰(yin)極小(xiao)陽(yang)極面積(ji)比,使點蝕(shi)源部(bu)位金(jin)屬迅速(su)溶解(jie),蝕(shi)孔開始(shi)形成(cheng)。


  已形成的蝕孔(kong)(kong)隨著腐蝕的繼續(xu)進行。小孔(kong)(kong)內(nei)積累(lei)了(le)過量的正電(dian)荷,引起外部(bu)氯(lv)離(li)子的遷(qian)入(ru)以保持(chi)電(dian)中性,繼之孔(kong)(kong)內(nei)氯(lv)化物濃度(du)增(zeng)高。由(you)于氯(lv)化物水解(jie)(jie)使孔(kong)(kong)內(nei)溶液酸化,又進一步加速孔(kong)(kong)內(nei)陽極的溶解(jie)(jie)。這種自(zi)催化作用的結(jie)果,使蝕孔(kong)(kong)不(bu)斷地向深(shen)處發展,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. 碳鋼管道(dao)也發生點(dian)蝕,通常是在(zai)蒸汽系統(特別是低壓蒸汽)和熱水系統,遭受溶解氧的腐蝕,溫度(du)在(zai)80~250℃間最(zui)為嚴重。雖然蒸汽系統是除(chu)氧的,但由于操作控制不嚴格,很(hen)難保(bao)證溶解氧量不超(chao)標,因此(ci)溶解氧造成碳鋼管道(dao)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(feng)隙(xi)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)(feng)隙腐(fu)蝕的機理,一般(ban)認為(wei)是濃差腐(fu)蝕電池(chi)(chi)的原(yuan)理,即由于縫(feng)(feng)隙內和(he)周圍溶液(ye)之間氧濃度或金(jin)屬離(li)子濃度存(cun)在差異(yi)造成的。縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕在許多介質中(zhong)發生,但以含氯化物的溶液(ye)中(zhong)最嚴(yan)重,其機理不僅是氧濃差電池(chi)(chi)的作用,還(huan)有像點(dian)蝕那樣的自催化作用,如圖3-4所示(shi)。


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3. 焊接(jie)接(jie)頭的腐(fu)蝕 


  通(tong)常發生(sheng)于不銹鋼管道,有三種腐蝕形式。


  ①. 焊(han)肉(rou)被腐蝕成(cheng)海綿狀,這是奧(ao)氏體不銹鋼(gang)發(fa)生的(de)δ鐵素體選擇(ze)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. 熱影響區(qu)腐(fu)蝕。造成這(zhe)種(zhong)腐(fu)蝕的原因(yin),是焊(han)接過程(cheng)中這(zhe)里的溫度正(zheng)好處在敏化(hua)區(qu),有充分的時(shi)間析出碳化(hua)物,從而產生了晶間腐(fu)蝕。


     晶間腐蝕(shi)(shi)是腐蝕(shi)(shi)局限在晶界和晶界附近而晶粒(li)本身腐蝕(shi)(shi)比較小的一種腐蝕(shi)(shi)形態(tai),其結(jie)果將造成晶粒(li)脫落或使(shi)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(fu)(fu)蝕性流體在彎(wan)(wan)頭、三通等拐彎(wan)(wan)部位(wei)突然改變(bian)方向,它對金(jin)(jin)(jin)屬(shu)及(ji)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)表面的(de)(de)鈍化膜或(huo)腐(fu)(fu)蝕產物層產生機械沖(chong)刷破(po)壞(huai)作用(yong),同時又對不(bu)斷露出的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)新鮮表面發(fa)生激烈的(de)(de)電化學腐(fu)(fu)蝕,從而造成比其(qi)他(ta)部位(wei)更(geng)為嚴重的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕損傷。這種(zhong)損傷是金(jin)(jin)(jin)屬(shu)以(yi)其(qi)離子或(huo)腐(fu)(fu)蝕產物從金(jin)(jin)(jin)屬(shu)表面脫離,而不(bu)是像純粹(cui)的(de)(de)機械磨損那(nei)樣以(yi)固體金(jin)(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(fu)蝕 


  對于含水蒸氣的(de)熱腐蝕性氣體管(guan)道,在保溫(wen)層中止處或破損處的(de)內壁,由(you)于局部溫(wen)度降至(zhi)露(lu)點(dian)(dian)以下,將發生冷凝現象,從而造成冷凝液腐蝕,即露(lu)點(dian)(dian)腐蝕。



6. 涂層破(po)損處的局部大氣銹(xiu)蝕 


  對于化工(gong)(gong)廠的碳鋼管(guan)線,這種腐蝕有時會很嚴重(zhong),因為化工(gong)(gong)廠區的大氣(qi)中常常含有酸(suan)性(xing)氣(qi)體,比自然大氣(qi)的腐蝕性(xing)強得(de)多。