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。

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(bu)銹鋼的(de)點蝕(shi)過程(cheng)可分為蝕(shi)孔的(de)形成和(he)蝕(shi)孔的(de)發展(zhan)兩個階(jie)段。
鈍化膜的不完整部位(wei)(露頭位(wei)錯、表(biao)面(mian)缺(que)陷等(deng))作(zuo)為點蝕(shi)源,在某(mou)一段時間內(nei)呈活性狀態,電位(wei)變負,與其鄰近(jin)表(biao)面(mian)之間形成(cheng)微(wei)電池(chi),并且(qie)具有大陰極(ji)小陽(yang)極(ji)面(mian)積(ji)比,使點蝕(shi)源部位(wei)金(jin)屬迅速溶(rong)解,蝕(shi)孔開始形成(cheng)。
已形成(cheng)的(de)蝕(shi)孔(kong)隨著(zhu)腐蝕(shi)的(de)繼續進行(xing)。小孔(kong)內積(ji)累了過量(liang)的(de)正電荷,引起外部氯離子的(de)遷(qian)入以保(bao)持電中性,繼之孔(kong)內氯化物(wu)濃度(du)增高。由(you)于氯化物(wu)水解(jie)(jie)使(shi)孔(kong)內溶液酸化,又(you)進一步加速孔(kong)內陽(yang)極的(de)溶解(jie)(jie)。這(zhe)種(zhong)自催化作用的(de)結果,使(shi)蝕(shi)孔(kong)不斷地向(xiang)深處發展,如圖3-3所示。

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(gang)耐點蝕的能力。鈦的耐點蝕能力高于奧氏體不銹鋼。
⑤. 碳(tan)鋼管(guan)(guan)道也發生(sheng)點蝕,通常是在(zai)蒸(zheng)(zheng)汽系統(特別是低壓(ya)蒸(zheng)(zheng)汽)和熱水系統,遭受(shou)溶(rong)解(jie)氧(yang)的(de)腐蝕,溫度在(zai)80~250℃間最(zui)為嚴(yan)重(zhong)。雖然(ran)蒸(zheng)(zheng)汽系統是除氧(yang)的(de),但由于操作控制不嚴(yan)格,很難保證(zheng)溶(rong)解(jie)氧(yang)量(liang)不超標,因(yin)此溶(rong)解(jie)氧(yang)造成碳(tan)鋼管(guan)(guan)道產生(sheng)點蝕的(de)情況經常會發生(sheng)。
2. 縫隙腐(fu)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(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)隙腐蝕的(de)機(ji)理,一般認為是濃(nong)差腐蝕電(dian)池(chi)(chi)的(de)原理,即由于縫(feng)隙內(nei)和周圍溶液(ye)之(zhi)間(jian)氧濃(nong)度或金屬離子濃(nong)度存(cun)在(zai)差異(yi)造成的(de)。縫(feng)隙腐蝕在(zai)許多介質中發生,但(dan)以(yi)含氯化(hua)物的(de)溶液(ye)中最嚴重,其(qi)機(ji)理不僅是氧濃(nong)差電(dian)池(chi)(chi)的(de)作用(yong),還有(you)像(xiang)點蝕那樣的(de)自催化(hua)作用(yong),如圖3-4所示。

3. 焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的腐蝕
通(tong)常發生于(yu)不(bu)銹鋼管道,有三種(zhong)腐蝕形式。
①. 焊(han)肉(rou)被腐蝕(shi)(shi)成海綿狀(zhuang),這是(shi)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)發生的δ鐵素體(ti)選擇性腐蝕(shi)(shi)。
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. 熱影響區腐蝕(shi)。造成這種腐蝕(shi)的(de)原因,是焊接過程中這里(li)的(de)溫度正好處在敏(min)化區,有充(chong)分的(de)時間(jian)析出(chu)碳化物,從而產生了晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)。
晶間腐(fu)蝕是腐(fu)蝕局限在(zai)晶界(jie)和晶界(jie)附近而晶粒本(ben)身腐(fu)蝕比較小的一種腐(fu)蝕形(xing)態,其結果將(jiang)造(zao)成晶粒脫落或(huo)使材(cai)料(liao)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(347及321)。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。

4. 磨損(sun)腐蝕
也(ye)稱沖(chong)刷腐蝕,當腐(fu)蝕性流體在彎頭、三(san)通等拐彎部位突然(ran)改變(bian)方向,它(ta)對(dui)金(jin)(jin)屬(shu)及金(jin)(jin)屬(shu)表面的(de)(de)(de)鈍化膜或(huo)(huo)腐(fu)蝕產物(wu)層產生機械(xie)沖刷破壞作用(yong),同時又對(dui)不斷露出(chu)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)新鮮表面發(fa)生激烈的(de)(de)(de)電化學腐(fu)蝕,從而造成比其他(ta)部位更為嚴(yan)重的(de)(de)(de)腐(fu)蝕損傷。這種損傷是金(jin)(jin)屬(shu)以其離(li)子或(huo)(huo)腐(fu)蝕產物(wu)從金(jin)(jin)屬(shu)表面脫(tuo)離(li),而不是像(xiang)純(chun)粹(cui)的(de)(de)(de)機械(xie)磨損那(nei)樣以固體金(jin)(jin)屬(shu)粉(fen)末脫(tuo)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)(yu)含水蒸氣的(de)熱腐(fu)蝕性(xing)氣體管道,在保溫層中止處(chu)或破損處(chu)的(de)內壁,由于(yu)(yu)局部溫度降(jiang)至(zhi)露(lu)點(dian)(dian)以下,將發生冷凝(ning)現象(xiang),從(cong)而造成冷凝(ning)液腐(fu)蝕,即(ji)露(lu)點(dian)(dian)腐(fu)蝕。
6. 涂層破損處的局部大氣銹蝕
對于化工(gong)廠(chang)的(de)碳鋼管線,這種(zhong)腐蝕(shi)有(you)時會很嚴(yan)重,因(yin)為化工(gong)廠(chang)區的(de)大氣(qi)(qi)中常常含有(you)酸性氣(qi)(qi)體,比自然大氣(qi)(qi)的(de)腐蝕(shi)性強(qiang)得多。

