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。


圖 2.jpg


  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)程可分為蝕孔的(de)形成和蝕孔的(de)發展兩個階(jie)段。


  鈍化膜(mo)的不完整部位(露頭(tou)位錯、表(biao)面缺(que)陷等)作為點蝕(shi)(shi)源(yuan),在某一段(duan)時間內呈(cheng)活性狀態,電位變(bian)負,與其鄰近表(biao)面之間形(xing)成微電池,并且具(ju)有大陰極小陽極面積比,使(shi)點蝕(shi)(shi)源(yuan)部位金屬迅速溶解,蝕(shi)(shi)孔開(kai)始形(xing)成。


  已形成(cheng)的(de)蝕(shi)(shi)孔(kong)(kong)隨(sui)著腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)繼(ji)續進行。小(xiao)孔(kong)(kong)內(nei)(nei)積累了過量的(de)正電荷,引起外部氯離子的(de)遷入以保持電中(zhong)性,繼(ji)之孔(kong)(kong)內(nei)(nei)氯化物濃度(du)增(zeng)高。由于氯化物水解使(shi)孔(kong)(kong)內(nei)(nei)溶液(ye)酸化,又(you)進一步(bu)加速孔(kong)(kong)內(nei)(nei)陽極的(de)溶解。這種自催化作(zuo)用(yong)的(de)結果,使(shi)蝕(shi)(shi)孔(kong)(kong)不斷地(di)向深處發展,如圖3-3所示(shi)。


圖 3.jpg


  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(tan)鋼(gang)管道也發生(sheng)點(dian)蝕(shi)(shi),通(tong)常(chang)是在(zai)蒸(zheng)汽(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)(特別(bie)是低壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)(qi))和熱水系(xi)(xi)統(tong),遭受溶(rong)解(jie)氧的(de)腐蝕(shi)(shi),溫度在(zai)80~250℃間最為嚴重。雖然(ran)蒸(zheng)汽(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)是除氧的(de),但(dan)由于操(cao)作控制不嚴格,很難(nan)保證溶(rong)解(jie)氧量不超標,因此溶(rong)解(jie)氧造成碳(tan)鋼(gang)管道產生(sheng)點(dian)蝕(shi)(shi)的(de)情(qing)況經(jing)常(chang)會發生(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(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)的機理(li),一般(ban)認為是濃(nong)差(cha)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)池(chi)的原理(li),即(ji)由于縫(feng)隙(xi)內(nei)和周圍溶(rong)液之間氧濃(nong)度或金屬(shu)離子(zi)濃(nong)度存在差(cha)異造成的。縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)在許多介(jie)質(zhi)中發(fa)生,但以含氯化物(wu)的溶(rong)液中最(zui)嚴重,其(qi)機理(li)不(bu)僅是氧濃(nong)差(cha)電(dian)池(chi)的作用,還有像點蝕(shi)那樣(yang)的自(zi)催化作用,如(ru)圖3-4所(suo)示。


圖 4.jpg



3. 焊接接頭的腐蝕 


  通常發生于不銹鋼管道,有三種腐(fu)蝕形式。


  ①. 焊肉被腐蝕成海(hai)綿狀(zhuang),這是奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼發(fa)生的(de)δ鐵素體(ti)選擇性腐蝕。


    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. 熱影響區腐(fu)(fu)蝕(shi)。造成這種腐(fu)(fu)蝕(shi)的原(yuan)因,是焊(han)接過程中這里(li)的溫(wen)度正好處在(zai)敏化區,有充分的時間析出碳化物(wu),從(cong)而產生了晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)。


     晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)是(shi)腐蝕(shi)局限在晶(jing)(jing)界和晶(jing)(jing)界附近而晶(jing)(jing)粒(li)本身腐蝕(shi)比(bi)較小的一種腐蝕(shi)形態,其(qi)結果將造成晶(jing)(jing)粒(li)脫落(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。


圖 5.jpg



4. 磨損腐蝕 


  也稱沖(chong)刷腐蝕,當腐(fu)蝕(shi)性流(liu)體(ti)在彎頭、三通(tong)等(deng)拐彎部位突然改(gai)變方向,它(ta)對(dui)金屬(shu)及(ji)金屬(shu)表面的(de)鈍化膜或腐(fu)蝕(shi)產物層產生(sheng)機械(xie)沖刷破(po)壞(huai)作用(yong),同時(shi)又對(dui)不(bu)斷露出的(de)金屬(shu)新鮮表面發生(sheng)激烈(lie)的(de)電化學腐(fu)蝕(shi),從而造(zao)成比其他部位更(geng)為嚴重(zhong)的(de)腐(fu)蝕(shi)損傷。這種損傷是(shi)金屬(shu)以其離子或腐(fu)蝕(shi)產物從金屬(shu)表面脫離,而不(bu)是(shi)像純粹的(de)機械(xie)磨(mo)損那(nei)樣以固(gu)體(ti)金屬(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. 冷凝液腐蝕 


  對于(yu)含水蒸氣的熱腐(fu)蝕性(xing)氣體管道,在保溫(wen)層中止處或破損處的內(nei)壁,由于(yu)局(ju)部溫(wen)度降至(zhi)露點(dian)以下,將發生冷(leng)凝現(xian)象(xiang),從而(er)造(zao)成冷(leng)凝液腐(fu)蝕,即露點(dian)腐(fu)蝕。



6. 涂層破損(sun)處的局部大氣銹(xiu)蝕 


  對于化(hua)工(gong)廠的(de)碳鋼管線,這種腐蝕(shi)(shi)有(you)時會很嚴(yan)重,因為化(hua)工(gong)廠區的(de)大(da)氣(qi)中(zhong)常常含有(you)酸性氣(qi)體(ti),比自然大(da)氣(qi)的(de)腐蝕(shi)(shi)性強(qiang)得多。