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(dian)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(dao)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(xiu)鋼(gang)的點蝕(shi)(shi)過程可分為蝕(shi)(shi)孔的形成和蝕(shi)(shi)孔的發展兩(liang)個階段。
鈍化膜的不完整部位(wei)(露頭位(wei)錯(cuo)、表(biao)面(mian)缺陷等)作為點(dian)蝕源,在某一(yi)段時間(jian)內呈(cheng)活性狀態,電(dian)位(wei)變負,與(yu)其鄰近表(biao)面(mian)之(zhi)間(jian)形成微電(dian)池,并且具有大陰極(ji)小陽極(ji)面(mian)積比,使點(dian)蝕源部位(wei)金屬迅速(su)溶解,蝕孔開始形成。
已形成的(de)蝕(shi)孔(kong)隨(sui)著(zhu)腐蝕(shi)的(de)繼續進行(xing)。小孔(kong)內(nei)(nei)(nei)積(ji)累(lei)了(le)過量(liang)的(de)正電荷,引起外部氯(lv)離(li)子(zi)的(de)遷入(ru)以保持電中性,繼之孔(kong)內(nei)(nei)(nei)氯(lv)化物(wu)濃(nong)度增高。由于(yu)氯(lv)化物(wu)水(shui)解使(shi)(shi)孔(kong)內(nei)(nei)(nei)溶(rong)液(ye)酸(suan)化,又進一步加速孔(kong)內(nei)(nei)(nei)陽極的(de)溶(rong)解。這種自催化作用的(de)結果(guo),使(shi)(shi)蝕(shi)孔(kong)不斷(duan)地向深(shen)處發(fa)展,如圖3-3所(suo)示(shi)。

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(xiu)鋼耐點蝕的能力。鈦的耐點蝕能力高于奧氏體不銹鋼。
⑤. 碳鋼管道也(ye)發生點(dian)蝕,通常是在蒸(zheng)(zheng)汽系(xi)統(tong)(tong)(特別是低壓蒸(zheng)(zheng)汽)和(he)熱(re)水系(xi)統(tong)(tong),遭受溶解氧的(de)(de)(de)腐(fu)蝕,溫(wen)度(du)在80~250℃間最為(wei)嚴重。雖然(ran)蒸(zheng)(zheng)汽系(xi)統(tong)(tong)是除氧的(de)(de)(de),但由于(yu)操作控制(zhi)不嚴格,很難保證(zheng)溶解氧量不超標(biao),因此溶解氧造成碳鋼管道產(chan)生點(dian)蝕的(de)(de)(de)情況(kuang)經常會發生。
2. 縫(feng)隙(xi)腐蝕(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(fu)蝕。一些鈍性金屬如不銹鋼、鋁、鈦等,容易產生縫隙腐蝕。
縫隙(xi)腐蝕的機理,一(yi)般認為(wei)是(shi)濃差(cha)(cha)(cha)腐蝕電(dian)池的原理,即由于縫隙(xi)內(nei)和周圍溶液之間氧濃度或金(jin)屬(shu)離子(zi)濃度存在(zai)差(cha)(cha)(cha)異造成(cheng)的。縫隙(xi)腐蝕在(zai)許多介質中發生,但以含氯化物的溶液中最嚴重,其機理不(bu)僅是(shi)氧濃差(cha)(cha)(cha)電(dian)池的作用,還有像點蝕那(nei)樣的自催(cui)化作用,如(ru)圖3-4所示。

3. 焊接接頭的腐蝕
通常發生于不銹鋼管(guan)道,有(you)三種腐蝕形式。
①. 焊肉被腐(fu)蝕(shi)成海綿(mian)狀,這(zhe)是奧氏(shi)體不銹鋼(gang)發(fa)生的(de)δ鐵(tie)素(su)體選(xuan)擇性腐(fu)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. 熱影響區腐(fu)蝕。造成這種腐(fu)蝕的(de)原因,是焊(han)接過程(cheng)中這里的(de)溫度正好處(chu)在(zai)敏化區,有充(chong)分的(de)時(shi)間析出碳化物,從而(er)產生了晶間腐(fu)蝕。
晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)局限在晶(jing)界和(he)晶(jing)界附(fu)近而晶(jing)粒本身(shen)腐(fu)(fu)蝕(shi)比較(jiao)小的一種腐(fu)(fu)蝕(shi)形態,其結果將造成晶(jing)粒脫落(luo)或使(shi)材料機械強度降低。
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. 磨損腐蝕
也(ye)稱沖(chong)刷腐(fu)蝕,當腐蝕性流(liu)體在彎頭、三通等拐彎部(bu)位(wei)突然改變(bian)方向(xiang),它對(dui)金(jin)(jin)屬及(ji)金(jin)(jin)屬表(biao)面的(de)鈍化膜或(huo)(huo)腐蝕產物層產生機械(xie)沖(chong)刷破壞作用,同時又對(dui)不斷(duan)露出的(de)金(jin)(jin)屬新鮮表(biao)面發生激烈的(de)電化學腐蝕,從(cong)而(er)造成(cheng)比其他部(bu)位(wei)更(geng)為嚴重的(de)腐蝕損傷(shang)。這種損傷(shang)是金(jin)(jin)屬以其離(li)子(zi)或(huo)(huo)腐蝕產物從(cong)金(jin)(jin)屬表(biao)面脫(tuo)離(li),而(er)不是像純粹的(de)機械(xie)磨損那樣(yang)以固體金(jin)(jin)屬粉末脫(tuo)落(luo)。
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(leng)凝(ning)液(ye)腐蝕
對于含水蒸氣的(de)(de)熱腐蝕性(xing)氣體管道(dao),在保溫層中(zhong)止(zhi)處(chu)或破損處(chu)的(de)(de)內(nei)壁,由于局部(bu)溫度降(jiang)至露點以下(xia),將(jiang)發生(sheng)冷凝現象,從而(er)造成冷凝液腐蝕,即(ji)露點腐蝕。
6. 涂層破損處的局部(bu)大氣銹蝕
對(dui)于(yu)化工廠的(de)碳鋼管線(xian),這(zhe)種腐蝕有時會很嚴(yan)重(zhong),因(yin)為化工廠區的(de)大氣(qi)中(zhong)常常含有酸性氣(qi)體(ti),比自然大氣(qi)的(de)腐蝕性強得多。

