影響金屬腐蝕的因素

影響金屬腐蝕的因素一、材料因素㈠金屬材料化學(xué)性能的影響一般地說，金屬的平衡電位越正，其熱力學(xué)穩(wěn)定性越高，腐蝕傾向越小。但是，腐蝕過程是否明顯發(fā)生，還受動力學(xué)因素的影響。㈡合金元素與雜質(zhì)合金元素與雜質(zhì)之間無明確的分界線。通常把對某種性能有改善作用的元素稱為合金元素．其余一些元素稱為雜質(zhì)，目前一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)合金元素對腐蝕反應(yīng)的影響，隨腐蝕環(huán)境而變，不存在一個普遍適用的法則。塔曼(Tammann)定律：有些合金元素加入量存在一個臨界值，達(dá)到該值，合金的腐蝕性能急劇變化。如：鐵鉻合金鉻鐵原子比達(dá)l／8時到達(dá)第一個耐蝕極限。有些合金元素或雜質(zhì)，隨著條件的不同，或加速腐蝕，或抑制腐蝕。如果雜質(zhì)或合金元素能作為陽極溶解反應(yīng)或陰極反應(yīng)的活性點(diǎn)則會促進(jìn)腐蝕目前二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈢材料的表面狀態(tài)一般來說，金屬表面越是均勻、光滑，耐蝕越好。劃傷，都能增加該材料對點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕等局部腐蝕的敏感性。㈣內(nèi)應(yīng)力增加局部腐蝕(如應(yīng)力腐蝕)的敏感性。如冷加工、焊接及裝配后處理不當(dāng)，腐蝕可能加快。㈤熱處理恰當(dāng)：消除內(nèi)應(yīng)力，提高耐蝕性不恰當(dāng)：增加對晶間腐蝕的敏感性目前三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈥電偶效應(yīng)不同材料接觸形成電偶腐蝕電池。電偶效應(yīng)總是使處于電偶電池為陽極的金屬材料的腐蝕速率增加，特別要注意面積效應(yīng)對陽極腐蝕率的影響目前四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)二、環(huán)境因素影響㈠去極劑種類與濃度目前五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈡溶液pH值鈍化金屬來說，一般有隨pH值的增加更易鈍化的趨勢。一般情況：酸性溶液中的腐蝕速度隨pH值的增加而減小；中性溶液中，以氧去極化反應(yīng)為主，腐蝕速度不受pH值的影響；在堿性溶液中，金屬常有鈍化的情況發(fā)生，腐蝕速度下降；對于兩性金屬，在強(qiáng)堿性溶液中，腐蝕速度再次增加。目前六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈢溫度腐蝕過程中的陽極與陰極反應(yīng)的速度均隨溫度的上升而增加溫度升高還使得金屬的鈍性發(fā)生改變，使鈍化變得困難甚至不能鈍化。18-8鋼室溫下在濃硝酸中鈍化，但在溫度高時將鈍化消失。溫度分布的不均勻，常對腐蝕反應(yīng)有極大影響。例如，熱交換器中，通常高溫部位成為陽極而腐蝕加速。目前七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈣流速一般地說，流速增大，腐蝕加快。㈤溶解鹽與陰、陽離子溶于水中的鹽類對金屬腐蝕過程的影響較為復(fù)雜。（P29）㈥石油化工原生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)影響原油腐蝕性四參數(shù)：⑴鹽含量原油中的鹽含量越低越好，這就要求在石油加工中必須進(jìn)行嚴(yán)格的脫鹽處理。目前八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)⑵硫含量原油中的有機(jī)硫化物主要以硫醇、硫醚、噻吩等形式存在，硫化氫有的是原來溶解于原油中的，有的則是在工藝過程中生成的。原油中很少有單質(zhì)硫存在。硫含量大于2％時稱為高硫原油，低于0．5％時稱為低硫原油，介于0．5％～2％的稱為含硫原油。含硫量越高腐蝕性越強(qiáng)。目前九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)⑶酸值酸值越高，腐蝕性越強(qiáng)。酸值：單位是mgKOH／g油⑷含氮量常減壓蒸餾中，氮化物不發(fā)生腐蝕作用；催化裂化、熱裂化和焦化裝置，氮生成氨(NH3)或氰化氫(HCN)，可能造成二次加工裝置中分餾塔頂及解吸和冷凝系統(tǒng)的腐蝕目前十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)2．石油化工過程中的腐蝕性介質(zhì)⑴氯化物⑵含硫化合物⑶氮化合物⑷有機(jī)酸⑸氧、二氧化碳和水⑹水分⑺氫⑻酸、堿化學(xué)藥劑⑼有機(jī)溶劑目前十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)三、設(shè)備結(jié)構(gòu)因素參觀“現(xiàn)場展廳”㈠應(yīng)力㈡表面狀態(tài)與幾何形狀圖2-3煙囪的保溫絕熱㈢異種金屬組合㈣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理㈣常見不合理結(jié)構(gòu)分析目前十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈠應(yīng)力任何減小或改變應(yīng)力方向的措施都可以有效防止上述腐蝕的發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂、腐蝕疲勞及磨損腐蝕分別是在拉應(yīng)力、交變應(yīng)力和剪切應(yīng)力作用下，材料與介質(zhì)作用發(fā)生腐蝕破壞。目前十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)

設(shè)計(jì)中應(yīng)避免尖角產(chǎn)生應(yīng)力集中

圖2-3煙囪的保溫絕熱目前十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈡表面狀態(tài)與幾何形狀不適當(dāng)?shù)谋砻鏍顟B(tài)與幾何形狀會引起點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕以及濃差電池腐蝕等，也會增加殘余應(yīng)力，發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂等目前十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈢異種金屬組合在系統(tǒng)中或在某臺設(shè)備中，選用電偶序中電位不同的金屬，當(dāng)處于電解質(zhì)溶液中，會造成接觸部位的電偶腐蝕，導(dǎo)致電位較低的金屬溶解速度增大。目前十六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)㈣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理分析1、容器不合理結(jié)構(gòu)分析(1)殼體外部的保溫(2)保溫殼體底部排液管的保溫(3)殼體支架的保溫(4)絕熱層護(hù)板和絕熱材料(5)殼體上的排液接管(6)貫穿式封頭接管(7)長貫穿式加料接管目前十七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)(8)貫穿式接管的焊接(9)接管焊接時管壁的熱影響(10)簡體上法蘭的焊接(11)簡體底部的焊接目前十八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)

圖2-4貯罐底部排液管的保溫目前十九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-5貯罐殼體支架的保溫絕熱目前二十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-6絕熱層護(hù)版和絕熱材料目前二十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-8貫穿式上封頭接管的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前二十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)目前二十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-10貫穿式接管的焊接（1、2為焊接順序）目前二十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-11容器上小接管的焊接目前二十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-12接管焊接對管壁的熱影響目前二十六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-13筒體上法蘭焊接目前二十七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-14筒體底部大于筒體時的焊接圖2-15筒體底部嵌入筒體時的焊接目前二十八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)2.換熱器防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)管與管板的脹接(2)管與管板的焊接(3)導(dǎo)向板(折流板)上的管孔(4)不銹鋼管與碳鋼管板的連接(5)伸出管板的立式列管(6)拱形管板立式列管換熱器(7)立式列管換熱器殼程的排氣(8)列管換熱器殼程進(jìn)料端的緩沖板或防沖板目前二十九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-16管子與管板的脹接目前三十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-17管子與管板的焊接目前三十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-18折流板上管孔的防腐結(jié)構(gòu)目前三十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-19不銹鋼管與碳鋼管板連接時的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前三十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-20列管伸出與不申出管板的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前三十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-21拱形管板立式換熱器的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前三十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-22立式列管式換熱器殼程排氣管的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前三十六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-23式列管換熱器殼程進(jìn)料緩沖板防腐蝕結(jié)構(gòu)目前三十七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)3管道的防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)管線流速有限制，一般為0.6～3m／s，這個數(shù)值與管道的內(nèi)徑有很大的關(guān)系。一般直徑小，流速要小但是對于不銹鋼，有時為了提高耐氯離子孔蝕的能力，反而要求較高的流速，這時又規(guī)定一個最低流速，例如1.5m/s目前三十八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)(2)彎頭①在緊靠孔板的地方不要設(shè)置彎頭，彎頭離孔板的距離至少應(yīng)10倍于管子的直徑，以免對彎頭造成沖刷腐蝕，圖2-24彎頭和孔板間的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前三十九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)②對于鉛、銅及其合金制成的管線和配件，要避免急轉(zhuǎn)彎式的直角彎頭和配件圖2-25合金制彎頭的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前四十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)③管線彎曲的半徑應(yīng)盡可能大，最小應(yīng)為管徑的3倍(對碳鋼或銅)、4倍(銅鎳合金)或5倍(強(qiáng)度特別低的材料和高強(qiáng)鋼)。速度愈高，彎曲半徑也應(yīng)愈大。對高流速的接頭部位，不要采用T型分叉結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用曲線逐漸過渡的結(jié)構(gòu)圖2-26彎頭和T型管的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前四十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)(3)漸縮管管徑突然變化，會在小管徑部位形成渦流而引起沖刷腐蝕。當(dāng)流體中含有固體顆粒時，更會加速這種腐蝕圖2-27漸縮管的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前四十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)(4)不同壁厚管的焊接不同壁厚的管子焊在一起時，在焊縫區(qū)域由于焊縫應(yīng)力和操作應(yīng)力疊加而出現(xiàn)很高的應(yīng)力，在腐蝕介質(zhì)作用下易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。應(yīng)將一段厚壁管加工成壁厚和待連接的薄壁管一致。圖2-28不同壁厚管焊接管的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前四十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)(5)法蘭的密封墊片管道法蘭連接的密封墊片內(nèi)徑若小于管道內(nèi)徑時，在流動方向墊片的后面會形成渦流而導(dǎo)致沖刷腐蝕，因此墊片內(nèi)徑應(yīng)與管子內(nèi)徑相同。圖2-29法蘭密封墊的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前四十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)4.不同材料的連接不同金屬材料連接在一起會造成電偶腐蝕電偶腐蝕的程度決定于兩種材料的電位差、材料的極化性能、材料間的距離、相對尺寸、介質(zhì)的導(dǎo)電性和溫度等因素。目前四十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-30通過絕緣防止電偶腐蝕的結(jié)構(gòu)圖2-31減小陰、陽極面積比的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前四十六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)圖2-32增加陰、陽極間電解質(zhì)路徑的防腐蝕結(jié)構(gòu)目前四十七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)目前四十八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)目前四十九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)目前五十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)知識二：石油化工設(shè)備的腐蝕特征

一、高溫、高壓下腐蝕性介質(zhì)對材質(zhì)及其性能的影響(一)氫的腐蝕

第一階段為分子體積很小，擴(kuò)散能力很強(qiáng)的氫，在高溫、高壓下，沿金屬晶界向內(nèi)部擴(kuò)散，其擴(kuò)散建度比向晶粒內(nèi)的擴(kuò)散速度要大100倍左右鋼材本身耐沖擊性能已表現(xiàn)出明顯下降，這就是氫脆現(xiàn)象。對鋼材進(jìn)行緩慢加熱處理，使溶解在鋼中的氫逸出，便可以恢復(fù)鋼材原來的力學(xué)性能目前五十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)氫與鋼材組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，尤以脫碳反應(yīng)最為危險壓力增加時,Fe，C分解成鐵和甲烷,最終使這部分鋼材全部脫碳，而喪失沖擊韌度和強(qiáng)度氣態(tài)甲烷導(dǎo)致內(nèi)部誘發(fā)微裂紋，甚至在鋼材表面產(chǎn)生鼓泡目前五十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)素鋼的開始脫碳溫度在常壓下大約為310℃-320℃，在高壓下將大大低于這個溫度不同成分的鋼材，查出開始發(fā)生氫腐蝕----脫碳的最低溫度目前五十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)（二）一氧化碳?xì)怏w的腐蝕在一般溫度和壓力下,CO體并不是一種腐蝕性氣體，只是當(dāng)壓力和溫度同時增大的情況下，CO氣體才變成一種腐蝕性氣體.表2-4CO氣體腐蝕的壓力與溫度范圍目前五十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)（三）硫化氫及硫化物的腐蝕生成的FeS薄膜的性質(zhì)均與鋼種、溫度、壓力有關(guān)。一定溫度下，在奧氏體不銹鋼，硬鋁，鋁的表面上形成的硫他物薄膜，晶細(xì)而致密，反而能起保護(hù)膜的作用，可進(jìn)一步防止腐蝕。但溫度在500℃或以上時，Cr-Ni不銹鋼的耐腐蝕性反而不高。一般Cr-Mo鋼在300℃時，所生成的細(xì)晶薄膜就開始出現(xiàn)了裂痕、脫落；當(dāng)溫度超過400℃以上時，生成的FeS組織多層而疏松，不能耐腐蝕目前五十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)可采用熱擴(kuò)散法在鋼材的表面滲上一層純鋁或純鉻，由于它們對H2S能起穩(wěn)定的作用，因而可增強(qiáng)鋼材耐H2S的腐蝕性，這是一種較為理想的方法。目前五十六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)（四）氮的腐蝕高溫下從循環(huán)氣中分解出來的氮，擴(kuò)散到鋼材中形成又硬又脆的氮化物，雖在晶界脫碳后，會引起微隙，氮即向微隙中滲入，在鋼內(nèi)形成氮化物，導(dǎo)致氮化腐蝕，使鋼的沖擊韌度大大降低。能抗氮腐蝕的鋼材，也能耐氫腐蝕的原因目前五十七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)二、腐蝕失效類型的特征及其產(chǎn)生條件1．全面腐蝕2點(diǎn)蝕3氫腐蝕4.交變應(yīng)力作用下的腐蝕疲勞5.拉應(yīng)力下的腐蝕破裂6.縫隙腐蝕7電偶腐蝕8．晶間腐蝕9氬脆10．石墨化腐蝕目前五十八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)孔蝕和縫隙腐蝕

孔蝕

孔蝕即小孔腐蝕，亦稱點(diǎn)蝕。腐蝕破壞形態(tài)是金屬表面局部位置形成蝕孔或蝕坑，一般孔深大于孔徑。

目前五十九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)孔蝕目前六十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)腐蝕的破壞特征

破壞高度集中蝕孔的分布不均勻蝕孔通常沿重力方向發(fā)展蝕孔口很小，而且往往覆蓋有固體沉積物，因此不易發(fā)現(xiàn)?？孜g發(fā)生有或長或短的孕育期(或誘導(dǎo)期)。目前六十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)孔蝕的引發(fā)

孔蝕的形成可分為引發(fā)和成長(發(fā)展)兩個階段。

在鈍態(tài)金屬表面上，蝕孔優(yōu)先在一些敏感位置上形成，這些敏感位置(即腐蝕活性點(diǎn))包括：

（1）晶界(特別是有碳化物析出的晶界)，晶格缺陷。（2）非金屬夾雜，特別是硫化物,如FeS、MnS，是最為敏感的活性點(diǎn)。（3）鈍化膜的薄弱點(diǎn)(如位錯露頭、劃傷等)。

目前六十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)Fe2+ＦｅCｌ２ＨCｌＨ２Ｓ間或有ＦｅCｌ２．４Ｈ２Ｏ結(jié)晶含Ｈ２Ｓ的酸性氯化物溶液ＭｎＳ＋２Ｈ＋Ｍ２＋ｎ＋Ｈ２ＳｅＣｌ－Ｃｌ－ｅＦｅＦｅ２＋＋２ｅＦｅ２＋＋Ｈ２ＯＦｅＯＨ＋＋Ｈ＋２Ｈ＋＋２ｅＨ２ｅＦｅ（ＯＨ）３多孔銹層Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ４０Ｈ－Ｏ２Ｏ２中性充氣氯化鈉溶液Ｏ２Ｏ２Ｏ２Ｏ２Ｏ２Ｏ２因杵氫偶而將銹層沖破Ｈ２Ｏ２Ｏ２ＯＨ＋Ｈ２Ｏ＋Ｆｅ３Ｏ４←３ＦｅＯＯＨ＋ｅ起源于硫化物夾雜的碳鋼孔蝕機(jī)理示意圖目前六十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)

孔蝕的影響因素

（1）金屬材料

能夠鈍化的金屬容易發(fā)生孔蝕，故不銹鋼比碳鋼對孔蝕的敏感性高。金屬鈍態(tài)愈穩(wěn)定，抗孔蝕性能愈好?？孜g最容易發(fā)生在鈍態(tài)不穩(wěn)定的金屬表面。對不銹鋼，Cr、Mo和N有利于提高抗孔蝕能力。目前六十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)(2)環(huán)境

活性離子能破壞鈍化膜，引發(fā)孔蝕。

一般認(rèn)為，金屬發(fā)生孔蝕需要Cl-濃度達(dá)到臨界氯離子濃度。這個濃度可以作為比較金屬材料耐蝕性能的一個指標(biāo)，臨界氯離子濃度高，金屬耐孔蝕性能好。緩蝕性陰離子

緩蝕性陰離子可以抑制孔蝕的發(fā)生。

目前六十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)

pH值

（1）在較寬的pH值范圍內(nèi)，孔蝕電位

Eb與溶液pH值關(guān)系不大。（2）pH﹥10，隨PH值升高，孔蝕電位增大，金屬孔蝕傾向較?。▔A性）

目前六十六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)溫度

溫度升高，金屬的孔蝕傾向增大。當(dāng)溫度低于某個溫度，金屬不會發(fā)生孔蝕。這個溫度稱為臨界孔蝕溫度(CPT)

，CPT愈高，則金屬耐孔蝕性能愈好。

目前六十七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)

流動狀態(tài)

在流動介質(zhì)中金屬不容易發(fā)生孔蝕，而在停滯液體中容易發(fā)生，這是因?yàn)榻橘|(zhì)流動有利于消除溶液的不均勻性，所以輸送海水的不銹鋼泵在停運(yùn)期間應(yīng)將泵內(nèi)海水排盡。

目前六十八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是指腐蝕破壞發(fā)生在金屬表面上的縫隙部位，在縫隙內(nèi)區(qū)域，腐蝕破壞形態(tài)可以是蝕孔，蝕坑，也可能是全面腐蝕。

目前六十九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)縫隙種類

機(jī)器和設(shè)備上的結(jié)構(gòu)縫隙固體沉積(泥沙、腐蝕產(chǎn)物等)形成的縫隙。金屬表面的保護(hù)模

(如瓷漆、清漆、磷化層、金屬涂層)與金屬基體之間形成的縫隙。

目前七十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)縫隙尺寸

造成縫隙腐蝕的縫隙是狹縫，一般認(rèn)為其尺寸在0.0250.1毫米范圍。寬度太小則溶液不能進(jìn)入，不會造成縫內(nèi)腐蝕；寬度太大則不會造成物質(zhì)遷移困難，縫內(nèi)腐蝕和縫外腐蝕無大的差別。

目前七十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)影響因素

（1）金屬材料

幾乎所有的金屬材料都會發(fā)生縫隙腐蝕，鈍態(tài)的金屬對縫隙腐蝕最為敏感。（2）環(huán)境

幾乎所有溶液中都能發(fā)生縫隙腐蝕，以含溶解氧的中性氯化物溶液最常見。目前七十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)8642012243648縫隙寬度:13.5mm22.7mm32.0mm氧濃度(升/毫克)時間(小時)縫隙內(nèi)海水中氧濃度的變化玻璃-鈦縫隙123海水中氧的濃度對鋁合金和鈦合金電位的影響-0.9-0.7-0.5-0.100.12468氧濃度(毫克/升)鋁合金電位目前七十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)閉塞腐蝕電池理論

●閉塞電池的概念

由于閉塞的幾何條件造成溶液的停滯狀態(tài)，使物質(zhì)的遷移困難，結(jié)果使閉塞區(qū)內(nèi)腐蝕條件強(qiáng)化，閉塞區(qū)內(nèi)外電化學(xué)條件形成很大的差異，結(jié)果閉塞區(qū)內(nèi)金屬表面發(fā)生活性溶解腐蝕，使孔蝕和縫隙腐蝕以很大的速度擴(kuò)展。目前七十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)●閉塞腐蝕電池的工作過程

（1）縫隙內(nèi)氧的貧乏

由于縫隙內(nèi)貧氧，縫隙內(nèi)外形成氧濃差電池。（2）金屬離子水解、溶液酸化（3）縫隙內(nèi)溶液pH值下降，達(dá)到某個臨界值，不銹鋼表面鈍化膜破壞，轉(zhuǎn)變?yōu)榛顟B(tài)，縫隙內(nèi)金屬溶解速度大大增加。（4）上述過程反復(fù)進(jìn)行，互相促進(jìn)，整個腐蝕過程具有自催化特性。

目前七十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)孔蝕和縫隙腐蝕的比較

相同之處：

首先，耐蝕性依賴于鈍態(tài)的金屬材料在含氯化物的溶液中容易發(fā)生，造成典型的局部腐蝕。

其次，孔蝕和縫隙腐蝕成長階段的機(jī)理都可以用閉塞電池自催化效應(yīng)說明。

不同之處：

第一，孔蝕的閉塞區(qū)是在腐蝕過程中形成的，閉塞程度較大；而縫隙腐蝕的閉塞區(qū)在開始就存在，閉塞程度較小。

目前七十六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)

第二，孔蝕發(fā)生需要活性離子(如Cl-

離)，縫隙腐蝕則不需要。

第三，孔蝕的臨界電位Eb較縫隙腐蝕臨界電位Eb高，Eb與Erp之間的差值較縫隙腐蝕小(在相同試驗(yàn)條件下測量)，而且在Eb與Erp之間的電位范圍內(nèi)不形成新的孔蝕，只是原有的蝕孔繼續(xù)成長，但在這個電位范圍內(nèi)，縫隙腐蝕既可以發(fā)生也可以成長。

目前七十七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)晶間腐蝕

晶間腐蝕指腐蝕主要發(fā)生在金屬材料的晶粒間界區(qū)，沿著晶界發(fā)展，即晶界區(qū)溶解速度遠(yuǎn)大于晶粒溶解速度。發(fā)生晶間腐蝕的電化學(xué)條件（1）晶粒和晶界區(qū)的組織不同，因而電化學(xué)性質(zhì)存在顯著差異?！獌?nèi)因（2）晶粒和晶界的差異要在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下才能顯露出來。——外因

目前七十八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)晶間腐蝕目前七十九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)不銹鋼的晶間腐蝕

敏化熱處理

不銹鋼的晶間腐蝕常常是在受到不正確的熱處理以后發(fā)生的，使不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕傾向的熱處理叫做敏化熱處理。目前八十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)不發(fā)生晶間腐蝕區(qū)11001000900800700600500400溫度(℃)0.0150.151.5151501500加熱時間(小時)

0.05%C-18.48%Cr-9.34%Ni不銹鋼的晶間腐蝕范圍(TTS曲線)

目前八十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)10009008007006005004000.1110100100100010000析出溫度(℃)析出時間(小時)含碳量對18-8不銹鋼出現(xiàn)晶間碳化鉻析出溫度和折出時間的影響0.080.040.020.01含碳量%返回目前八十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)不銹鋼晶間腐蝕理論

貧鉻理論

不銹鋼在弱氧化性介質(zhì)中發(fā)生的晶間腐蝕，可以用貧鉻理論解釋。（1）奧氏體不銹鋼（2）鐵素體不銹鋼

目前八十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)

提高不銹鋼抗晶間腐蝕性能的冶金方法

（1）固溶處理，避免敏化處理。（2）加入穩(wěn)定元素鈦或鈮。（3）降低含碳量，冶煉低碳(C0.03﹪)不銹鋼和超低碳(C+N0.002﹪)不銹鋼。

目前八十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)灰鑄鐵石墨化

灰鑄鐵中含有網(wǎng)狀石墨，發(fā)生腐蝕時石墨為腐蝕電池陰極，鐵素體組織為陽極。鐵發(fā)生選擇性溶解，留下石墨殘?bào)w骨架。從外形看并無多大的改變，但機(jī)械強(qiáng)度嚴(yán)重下降，極易破損。灰鑄鐵構(gòu)件、管道在水中和土壤中極易發(fā)生這種腐蝕破壞。

目前八十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)知識三耐腐蝕金屬材料

一、提高金屬材料耐腐蝕性的合金化原則金屬鈍化：Zn、Ti、Nb、Al、Cr、Ni、Co等

提高合金耐蝕性的主要措施：（一）降低合金中陽極相的活性1．提高合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性，如Cu中加Au，Ni中加Cu，鋼（或Cr鋼中）加入Ni等目前八十六頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)2．減少陽極區(qū)的面積:腐蝕過程中，如果合金的基體為陰極，強(qiáng)化相為陽極,則減小陽極區(qū)面積可提高合金耐蝕性。（難操作）3．促進(jìn)鈍化，鐵和鎳中加入鉻4．對于能夠鈍化的腐蝕體系，如在Cr-Ni不銹鋼中加入Pt、Pd、Ag、Au目前八十七頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)二、常見耐腐蝕金屬材料（一）碳鋼和鑄鐵1．碳鋼和普通鑄鐵耐腐蝕性差，但在堿及堿性的溶液、濃硫酸、濃硝酸、濃氫氟酸中，由于表面形成穩(wěn)定性膜，耐蝕性較好。2．耐蝕鑄鐵。含硅量在％含磷量在％，耐濃酸目前八十八頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)二、常見耐腐蝕金屬材料（二）耐蝕低合金鋼1．耐大氣腐蝕低合金鋼。含銅、磷、鉻等如15Mn5Cu、09MnCuPTi等2．耐海水腐蝕低合金鋼。含有Cr、Ni、Al、P、Si、Cu等，如10CrMoAl、12Cr2MoAlPt3．耐硫化氫腐蝕低合金鋼。主要的合金元素有鉬、鈮、鈦、釩等強(qiáng)碳化合物形成元素和稀土元素，如12MoAlV、15Al3MoWTi等目前八十九頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)二、常見耐腐蝕金屬材料4．耐高溫高壓氫、氮的腐蝕低合金鋼。主要合金元素有鉻、鉬、W、V、Nb、Ti等強(qiáng)碳化合物形成元素，如10MoWVNb、10MoWVNbTi等。（三）不銹鋼分類：奧氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，其中奧氏體不銹鋼應(yīng)用最廣泛目前九十頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)1．奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼的含Cr量在18％以上，鎳含量在8％以上，通常稱為18-8不銹鋼常溫下這種鋼耐稀硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸，堿和鹽溶液的腐蝕，但耐硫酸和鹽酸腐蝕性較差，加入Ti、Nb、Cu、Mo和Si則可改善其耐硫酸腐蝕性能，加入Nb和Ti還可提高抗晶間腐蝕能力目前九十一頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)2。馬氏體不銹鋼常用Cr13型，其耐蝕性不如奧氏體不銹鋼這類鋼耐大氣、海水及水蒸汽腐蝕，不耐強(qiáng)酸腐蝕也不耐熱磷酸、熔融堿等腐蝕，但是該鋼強(qiáng)度和硬度高目前九十二頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)3．鐵素體不銹鋼Cr14Mo、Cr18Mo、OCr13及Cr16-19型，Cr25-28型三種，隨含鉻量增加，耐氧化性好，腐蝕性能增加，其強(qiáng)度比馬氏體不銹鋼低塑性比奧氏體不銹鋼低，但鐵素體不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕能力比奧氏體不銹鋼強(qiáng)，鐵素體不銹鋼中加入Mo可提高抗點(diǎn)蝕能力。目前九十三頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)（四）鋁及其合金1．工業(yè)純鋁表面生成致密的結(jié)合力強(qiáng)的氧化膜，使鋁耐腐蝕性明顯提高。但是鋁的氧化膜能溶于鹽酸、氫氟酸、稀硫酸和堿溶液，所以在這些條件下不耐腐蝕。目前九十四頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)2．鋁合金鋁中加入合金元素是為提高強(qiáng)度，但合金元素的加入會降低耐蝕性，提高鋁耐蝕性的合金元素主要有Mn和Mg目前九十五頁\總數(shù)一百零二頁\編于二十點(diǎn)（五）銅及其合金1．銅由于銅的電極電位比氫高，一般不會發(fā)生析氫腐蝕，但比氧電極的標(biāo)準(zhǔn)電位負(fù)，往往會發(fā)生析氧腐蝕，發(fā)生氧去極化腐蝕。銅在鹽酸和醋酸非氧化性酸中比較穩(wěn)定，但若含有氧或氧化劑時銅的腐蝕