全面腐蚀与局部腐蚀

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1、3全面腐蚀与局部腐蚀金属腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。工程技术上看，全面腐蚀腐蚀其危险性小些；局部腐蚀危险极大。没有什么预兆的情况下，金属构件就突然发生断裂，甚至造成严重的事故。腐蚀失效事故统计：全腐17.8％，局腐82.2％。其中应力38％，点蚀25％，缝隙2.2％，晶间11.5％，选择2％，焊缝0.4％，磨蚀等3.1％。可见局部腐蚀的严重性。局部腐蚀类型，主要有点蚀(孔蚀)、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择腐蚀，应力腐蚀、腐蚀疲劳、湍流腐蚀等。3.1.1全面腐蚀的特征全面腐蚀是常见的一种腐蚀。全面腐蚀是指整个金属表面均发生腐蚀，

2、它可以是均匀的也可以是不均匀的。钢铁构件在大气、海水及稀的还原性介质中的腐蚀一般属于全面腐蚀。全面腐蚀一般属于微观电池腐蚀。通常所说的铁生锈或钢失泽．镍的“发雾”现象以及金属的高温氧化均属于全面腐蚀。3.1.2全面腐蚀速度及耐蚀标准人们关心的是腐蚀速度。知道准确的腐蚀速度，才能选择合理的防蚀措施及为结构设计提供依据。全腐速度也称均匀腐蚀速度，常用表示方法有重量法和深度法。A重量法重量法是用试祥在腐蚀前后重量的变化(单位面积、单位时间内的失重或增重)表示腐蚀速度的方法。其表达式为；V+∆W=(W1–W0)/st(3-1)V-

3、∆W=(W0–W2)/st(3-2)W0试样原始重量；W1未清除腐蚀产物的试样重量；W2清除腐蚀产物的试祥重量，±增重、失重。B深度法重量法难直观知道腐蚀深度，如制造农药的反应釜的腐蚀速度用腐蚀深度表示就非常方便。B=8.76V/ρ(3-3)B深度计算腐蚀速度，mm／a；（毫米／年）V腐蚀速度，g／m2·h；ρ材料密度g/cm3.(3-3)式是将平均腐蚀速度换算成单位时间内的平均腐蚀深度的换算公式。C耐蚀标准对均匀腐蚀金属材料，判断其耐蚀程度及选择耐蚀材料，一股采用深度指标。3.2点腐蚀点腐蚀(孔蚀)是一种腐蚀集中在金属表

4、面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式，简点蚀。点蚀是一种典型局部腐蚀形式，具有较大的隐患性及破坏性。在石油、化工、海洋业中可以造成管壁穿孔，使大量的油、气等介质泄漏，有时甚至会造成火灾，爆炸等严重事故。3.2.1点蚀的形貌与特征A点蚀的形貌点蚀表面直径等于或小于它的深度。一般只有几十微米。其形貌各异．有蝶形浅孔，有窄深形、有舌形等等。B点蚀发生的条件1)表面易生成钝化膜金属材料，如不锈钢、铝、铅合金：或表面镀有阴极性镀层的金属，如碳钢表面镀锡、铜、镍等。2)在有特殊离子的介质中易发生点蚀，如不锈钢在有卤素离子溶液中易发生

5、点蚀。3)电位大于点蚀电位(Ebr)易发生点蚀。3.2.2点蚀机理A点蚀电位和保护电位1)E>Ebr，将形成新的点蚀孔(点蚀形核)，已有的点蚀孔继续长大：2)Ebr>E>Ep，不会形成新的点蚀扎，但原有的点蚀孔将继续扩展长大；3)E≤Ep，原有点蚀孔全部钝化，不会形成新的点蚀孔。Ebr值越正耐点蚀性能越好。Ep与Ebr值越接近，钝化膜修复能力愈强。B点蚀源形成的孕育期点蚀包括点蚀核的形成到金属表面出现宏观可见的蚀孔。蚀孔出现的特定点称为点蚀源。形成点蚀源所需要的时间为诱导时间，称孕育期。孕育期长短取决于介质中Cl-的浓度、

6、pH值及金属的纯度．一般时间较长。Engell等人认为．孕育期的倒数与Cl-浓度呈线性关系：1/τ=K[Cl-](3-4)Cl-浓度在一定临界值以下不发生点蚀。C点蚀坑的生长点蚀生长机制较公认的是蚀孔内的自催化酸化机制，即闭塞电池作用。不锈钢在充气的含Cl-离子的中性介质中腐蚀过程。如图3-2所示，蚀孔一旦形成，孔内金属处于活化状态(电位较负)，蚀孔外的金属表面仍处于钝态(电位较正)，于是蚀孔内外构成了膜-孔电池。孔内金属发生阳极溶解形成Fe+2(Cr3+、Ni2+等)：孔内阳极反应：Fe→Fe+2+2e(3-5)孔外阴极

7、反应：1/22H2O+2e→2OH-(3-6)孔口pH值增高，产生二次反应：Fe+2+2OH-→Fe(OH)2(3-7)Fe(OH)2+2H2O+O2→Fe(OH)3↓(3-8)Fe(OH)3沉积在孔口形成多孔的蘑菇状壳层。使孔内外物质交换因难，孔内介质相对孔外介质呈滞流状态。孔内O2浓度继续下降，孔外富氧，形成氧浓差电池。其作用加速了孔内不断离子化，孔内Fe2+浓度不断增加，为保持电中性，孔外Cl-向孔内迁移，并与孔内Fe2+形成可溶性盐(FeCl2)。孔内氯化物浓缩、水解等使孔内pH值下降，pH值可达2-3，点蚀以自催

8、化过程不断发展下去。孔底由于孔内的酸化，H+去极化的发生及孔外氧去极化的综合作用，加速了孔底金属的溶解速度。从而使孔不断向纵深迅速发展，严重时可蚀穿金属断面。D点蚀程度点蚀程度可用点蚀系数或点蚀因子来表示:点蚀系数=最大腐蚀深度/平均腐蚀深度点蚀因子=P/d图3-3最深点蚀、平均侵蚀深度及点蚀因子的关系