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。

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(bu)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. 不銹鋼的(de)點蝕(shi)過程可分為蝕(shi)孔的(de)形(xing)成(cheng)和蝕(shi)孔的(de)發(fa)展(zhan)兩個階段。
鈍化膜的不完整部位(露頭位錯、表面缺(que)陷等)作為點蝕源(yuan),在某一段(duan)時間內呈(cheng)活性狀態(tai),電位變(bian)負(fu),與(yu)其鄰近表面之間形成微電池(chi),并且具(ju)有大陰極小陽極面積比,使點蝕源(yuan)部位金屬迅速溶(rong)解,蝕孔開(kai)始形成。
已形成的蝕孔(kong)隨著(zhu)腐蝕的繼續進(jin)行(xing)。小(xiao)孔(kong)內積累了過量的正電荷,引起外部氯離子(zi)的遷(qian)入以保持(chi)電中性,繼之孔(kong)內氯化(hua)物濃度增高。由(you)于氯化(hua)物水解使(shi)孔(kong)內溶(rong)液酸化(hua),又進(jin)一步(bu)加(jia)速孔(kong)內陽極的溶(rong)解。這種(zhong)自催化(hua)作用的結果,使(shi)蝕孔(kong)不斷地向深處(chu)發展(zhan),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)鋼管道也發生點(dian)蝕(shi),通常是在蒸(zheng)汽(qi)系統(特別是低(di)壓(ya)蒸(zheng)汽(qi))和熱水系統,遭受(shou)溶解(jie)氧的(de)腐蝕(shi),溫度在80~250℃間最為嚴(yan)重。雖然(ran)蒸(zheng)汽(qi)系統是除(chu)氧的(de),但(dan)由于操(cao)作控制(zhi)不(bu)嚴(yan)格,很(hen)難保證溶解(jie)氧量不(bu)超標,因此溶解(jie)氧造(zao)成碳(tan)鋼管道產(chan)生點(dian)蝕(shi)的(de)情況經常會(hui)發生。
2. 縫(feng)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(fu)蝕的(de)機(ji)(ji)理(li)(li),一般認為是濃(nong)差腐(fu)蝕電池的(de)原(yuan)理(li)(li),即由于縫(feng)隙內和(he)周(zhou)圍(wei)溶液之(zhi)間(jian)氧濃(nong)度或(huo)金屬離子濃(nong)度存在(zai)差異造成的(de)。縫(feng)隙腐(fu)蝕在(zai)許(xu)多介質中發(fa)生,但以含氯化物的(de)溶液中最嚴重,其機(ji)(ji)理(li)(li)不(bu)僅是氧濃(nong)差電池的(de)作用(yong),還(huan)有(you)像點蝕那樣(yang)的(de)自催化作用(yong),如圖3-4所示。

3. 焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)腐蝕
通(tong)常(chang)發生于不銹鋼管道,有(you)三種腐蝕形式。
①. 焊肉被腐蝕(shi)成海綿狀,這是奧氏體不(bu)銹鋼發生的δ鐵素體選擇(ze)性腐蝕(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(ying)響區腐蝕。造(zao)成這(zhe)種(zhong)腐蝕的原因,是焊接過(guo)程中(zhong)這(zhe)里的溫(wen)度正好處(chu)在敏化(hua)區,有(you)充分的時(shi)間析出碳化(hua)物,從而產生了(le)晶間腐蝕。
晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕是腐(fu)蝕局限在晶(jing)界(jie)和晶(jing)界(jie)附近而晶(jing)粒本身腐(fu)蝕比較小(xiao)的一種腐(fu)蝕形態,其結(jie)果將造(zao)成晶(jing)粒脫(tuo)落或使材料機械(xie)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. 磨損腐蝕
也稱沖刷(shua)腐蝕,當(dang)腐(fu)蝕(shi)性流體(ti)在彎頭、三通等拐彎部位(wei)突然改變(bian)方(fang)向,它對(dui)金屬(shu)(shu)及金屬(shu)(shu)表(biao)面(mian)的鈍化(hua)膜或(huo)腐(fu)蝕(shi)產(chan)物層產(chan)生(sheng)(sheng)機(ji)械沖刷破壞(huai)作用,同時又對(dui)不(bu)斷露出(chu)的金屬(shu)(shu)新鮮表(biao)面(mian)發生(sheng)(sheng)激(ji)烈的電化(hua)學腐(fu)蝕(shi),從而造成比其他部位(wei)更(geng)為嚴重的腐(fu)蝕(shi)損(sun)傷。這種(zhong)損(sun)傷是金屬(shu)(shu)以(yi)其離子或(huo)腐(fu)蝕(shi)產(chan)物從金屬(shu)(shu)表(biao)面(mian)脫離,而不(bu)是像純粹的機(ji)械磨損(sun)那(nei)樣以(yi)固(gu)體(ti)金屬(shu)(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
對于含水蒸(zheng)氣的熱腐蝕性氣體管道,在保溫層中止處(chu)或(huo)破損處(chu)的內(nei)壁,由于局部溫度降至露點(dian)以下,將發生(sheng)冷凝現象(xiang),從而造成(cheng)冷凝液腐蝕,即露點(dian)腐蝕。
6. 涂層破損處的局部大氣銹蝕
對于化(hua)工廠(chang)的(de)碳鋼管線,這種腐蝕(shi)有時會很嚴(yan)重,因(yin)為化(hua)工廠(chang)區(qu)的(de)大氣(qi)中常常含有酸性氣(qi)體,比(bi)自(zi)然大氣(qi)的(de)腐蝕(shi)性強得(de)多。

