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    金属腐蚀形态

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    发布时间:2014-09-16

    金属腐蚀的形态可分为全面(均匀)腐蚀和局部腐蚀两大类。前者较均匀地发生在全部表面,后者只发生在局部。例如孔蚀,缝隙腐蚀,晶间腐蚀,应力腐蚀破裂,腐蚀疲劳,氢腐蚀破裂,选择腐蚀,磨损腐蚀,脱层腐蚀等。

    一般局部腐蚀比全面腐蚀的危害严重得多,有一些局部腐蚀往往是突发性和灾难性的。如设备和管道穿孔破裂造成可燃可爆或有毒流体泄漏,而引起火灾、爆炸、污染环境等事故。根据一些统计资料,化工设备的腐蚀,局部腐蚀约占70%。均匀腐蚀虽然危险性小,但大量金属都暴露在产生均匀腐蚀的气体和水中,所以经济损失也非常严重。

    全面(均匀)腐蚀:是指金属表面的全部或大部分都发生腐蚀,腐蚀程度大致是均匀的。一般表面覆盖一层腐蚀产物膜,能使腐蚀减缓,高温氧化就是一例。又如易钝化的金属如不锈钢、钛、铝等在氧化环境中产生极薄的钝化膜,具有优良的保护性,使腐蚀实质上停止。铁在大气和水中产生的氧化膜(锈)保护性很低。一般均匀腐蚀很严重。

    孔蚀:是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻微,只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小,一般孔表面直径等于或小于孔深,但也有坑状碟形浅孔。小而深的孔可使金属板穿透,引起流体泄漏、火灾、爆炸等事故,它是破坏性和隐患最大的腐蚀形态之一。

    缝隙腐蚀:是孔蚀的一种特殊形态,发生在缝隙内(如焊、铆缝,垫片或沉积物下面的缝隙),破坏形态为沟缝状,严重的可穿透。缝隙内是缺氧区,也处于闭塞状态,缝内ph值下降,氯离子浓度增大。常有一段较长的孕育期,当缝内ph值下降到临界值后,与孔相似,也产生加速腐蚀。一般在含氯离子溶液中最易发生,有效的防止方法是消除缝隙。

    脱层腐蚀:在金属层结构层与层之间产生腐蚀,先垂直向内发展,然后改变方向,有选择地腐蚀与表面平行的物质。腐蚀产物的膨胀力使未腐蚀的表层成层状脱离。

    晶间腐蚀:腐蚀从表面沿晶粒边界向内发展,外表没有腐蚀迹象,但晶界沉积疏松的腐蚀产物。由金相显微镜可看到晶界呈现网状腐蚀。严重的晶间腐蚀可使金属失去强度和延展性,在正常载荷下碎裂。

    选择性腐蚀:工业合金含有不同成分和杂质,具有不同的结构,耐蚀性也有差别。在一定溶液中,有些活性组分溶出,剩下疏松的不活泼组分,强度和延性完全丧失。这类选择性腐蚀的常见例子是黄铜脱锌。

    磨损腐蚀:金属表面受高流速和湍流状的流体冲击,同时遭到磨损和腐蚀的破坏,称为磨损腐蚀。冲击腐蚀是磨损腐蚀的主要形态,另外还有空泡腐蚀和摩振腐蚀。

    应力腐蚀破裂:合金在腐蚀和一定方向的拉应力同时作用下产生破裂,称为应力腐蚀破裂。裂缝形态有两种:沿晶界方向,称晶间破裂;缝穿过晶粒,称穿晶破裂;也有混合型,如主缝为晶间型,支缝或尖端为穿晶型,它是最危险的腐蚀形态之一,可引发突发性事故。

    腐蚀疲劳:腐蚀和交变应力(应力方向周期性变化,亦称周期应力)共同作用引起的破裂,称为腐蚀疲劳。腐蚀疲劳最易发生在能产生孔蚀的环境中。

    氢腐蚀:包括氢鼓泡和氢脆。氢鼓泡:对低强度钢,特别是含大量非金属夹杂时,溶液中产生的氢原子很容易扩散到金属内部,大部分H通过器壁在另一侧结合为H2逸出,但有少量H继之在钢内空穴,结合为H2,因氢分子不能扩散,将积累形成巨大内压,使钢表面鼓泡,甚至破裂;氢脆:在高强度钢中晶格高度变形,当H进入后,晶格应变更大,使韧性及延展性降低,导致脆化,在外力下可引起破裂。