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腐蝕的類型
欄目：業(yè)界資訊 發(fā)布時(shí)間：2021-04-07
按金屬腐蝕過程的機(jī)理，可以劃分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。絕大多數(shù)的腐蝕都是電化學(xué)腐蝕，因此電化學(xué)腐蝕是我們研究的重要對象。
（1）化學(xué)腐蝕。金屬與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕，在作用過程中沒有電流產(chǎn)生。
（2）電化學(xué)腐蝕。金屬表面與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕，在作用過程中有陰極區(qū)和陽極區(qū)，金屬和介質(zhì)中有電流流動(dòng)。
按腐蝕發(fā)生的過程和環(huán)境，可以劃分為以下幾類。
（1）大氣腐蝕。金屬材料在自然大氣環(huán)境間因環(huán)境因素的作用而引起的腐蝕。
（2）水的腐蝕。金屬在淡水，海水或其他水溶液中的腐蝕。
（3）土壤腐蝕。埋設(shè)在地下土壤中的金屬的腐蝕。
（4）高溫腐蝕。金屬在高溫環(huán)境下發(fā)生的腐蝕。
（5）化學(xué)介質(zhì)腐蝕。金屬在各種化學(xué)介質(zhì)中的腐蝕，如酒精、石油制品等。
其中，大氣、水和土壤是大自然最基本的腐蝕環(huán)境，而金屬材料絕大多數(shù)是在這三種腐蝕環(huán)境中使用的。
金屬腐蝕的形態(tài)
均勻腐蝕
均勻腐蝕的腐蝕作用是均勻的發(fā)生在整個(gè)金屬表面上，并在平面上逐步的使使用金屬腐蝕并降低其各項(xiàng)性能。它無明顯的腐蝕深度。比如鋼鐵表面生銹，鋅、鋁表面布滿白銹。
點(diǎn)蝕局部性腐蝕狀態(tài)，可以形成大大小小的孔眼，但絕大多數(shù)情況下是相對較小的孔隙。從表面上看，點(diǎn)蝕互相隔離或靠的很近，呈粗糙表面。點(diǎn)蝕是大多數(shù)內(nèi)部腐蝕形態(tài)的一種，即使是很少的金屬腐蝕也會(huì)引起設(shè)備的報(bào)廢。在不銹鋼上最常見的是點(diǎn)蝕。不銹鋼的優(yōu)良耐蝕性來自于合金中的鉻提高表面鈍化能力，使表面上形成保護(hù)膜，從而抑制腐蝕的發(fā)生。一旦其表面有沉積的塵粒，它易于吸收潮氣而形成電解質(zhì)，塵粒下面發(fā)生水膜的氧溶差，導(dǎo)致其鈍化膜破壞，及自身的鈍化能力下降，就會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕。防止點(diǎn)蝕的發(fā)生，主要是選用高鉻量或同時(shí)含有大量鉬、氮、硅等合金元素的耐海水不銹鋼。要選用高純度的不銹鋼，因?yàn)殇撝泻颉⑻紭O少，提高了耐蝕性能。碳鋼要防止點(diǎn)蝕發(fā)生，方法也是提高鋼的純度。
電偶腐蝕
也稱只為雙金屬腐蝕。許多設(shè)備都是由多種金屬組合而成的，如鋁與銅、鐵與鋅、銅與鐵等等。在電解質(zhì)水膜下，形成腐蝕宏電池，會(huì)加速其中負(fù)電位金屬的腐蝕。影響電偶腐蝕的因素有環(huán)境、介質(zhì)導(dǎo)電性、陰陽極的面積比等。在潮濕大氣中也會(huì)發(fā)生電偶腐蝕，濕度越大或大氣中含鹽分越多（如靠近海邊），則電偶腐蝕越快。電偶腐蝕首先取決于異種金屬之間的電位差。這里的電位指的是兩種金屬分別在電解質(zhì)溶液（腐蝕介質(zhì)）中的實(shí)際電位，即該金屬在溶液中的腐蝕電位。電位差越大，其他條件不變，腐蝕可能越大。防止電偶腐蝕的辦法有：
（1）盡量避免電位差懸殊的異種金屬作導(dǎo)電接觸；
（2）避免形成大陰極小陽極的不利面積比，面積小的部件宜用腐蝕電位較正的金屬；
（3）電位差大的異種金屬組裝在一起時(shí)，中間一般要加絕緣片，墊片緊固不吸濕，避免形成縫隙腐蝕；
（4）設(shè)計(jì)時(shí)，選用容易更換的陽極部件，或?qū)⑺雍褚匝娱L壽命；
（5）可能時(shí)加入緩蝕劑或進(jìn)行涂裝以減輕介質(zhì)的腐蝕，或加上第3塊金屬進(jìn)行陰極保護(hù)等。
縫隙腐蝕
一般發(fā)生在處于腐蝕液體中的金屬表面或其他屏蔽部位，是一種嚴(yán)重的局部腐蝕。經(jīng)常發(fā)生于金屬表面縫隙中。它通常和處于金屬孔隙、密封墊片表面，以及在螺絲和鉚釘下的縫隙內(nèi)的少量停滯溶液有關(guān)。但并不是一定要有縫隙才可以發(fā)生這種腐蝕，它也可能因?yàn)樵诮饘俦砻嫔纤采w的泥沙、灰塵、贓物等而發(fā)生。幾乎所有的腐蝕性介質(zhì)，包括淡水，都能引起金屬的縫隙腐蝕，而含氯離子的溶液通常是最敏感的介質(zhì)。該種腐蝕多數(shù)情況下是宏觀電池腐蝕。形態(tài)從縫隙內(nèi)金屬的點(diǎn)蝕到全面腐蝕都有。依靠鈍化而耐蝕性好的材料，如不銹鋼，最容易產(chǎn)生這種腐蝕，通常是點(diǎn)蝕。耐蝕性差的金屬如鋼鐵，易產(chǎn)生全面腐蝕。為了防止縫隙腐蝕，主要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中避免形成縫隙，避免造成容易產(chǎn)生表面沉積的條件。因此，對接焊比鉚接或螺栓連接要好。容器設(shè)計(jì)上要避免死角和尖角，以便于排除流程液體。墊片要采用非吸濕性材料，以免吸水后造成腐蝕介質(zhì)條件。此外也可以采用外加電流的電化學(xué)保護(hù)的方法。
沖刷腐蝕
由于液體的高速流動(dòng)或液體及氣體中的料狀物作用而產(chǎn)生，在金屬表面上呈槽形、波浪態(tài)、圓形孔狀或峽谷狀，沒有腐蝕產(chǎn)物的遺留。這種損傷，比沖刷或腐蝕單獨(dú)存在時(shí)所造成的損傷加在一起還要厲害的多，是沖刷和腐蝕相互促進(jìn)的緣故。這種腐蝕多見于有流體的管道內(nèi)，泵葉的損壞也是常見的沖刷腐蝕。沖刷腐蝕主要是由于較高的流速引起的。而當(dāng)溶液中含有研磨作用的固體顆粒時(shí)，如不溶性鹽類、砂粒和泥漿等，沖刷腐蝕就更容易產(chǎn)生。破壞的作用是不斷去除金屬表面起保護(hù)作用的鈍化膜，而且也會(huì)帶來陰極反應(yīng)物如溶解氧，從而減小陰極極化，加速腐蝕。防止沖刷腐蝕的方法主要是，采用適當(dāng)?shù)慕饘俨牧希粶p小液體或氣體的流速；使管系的直徑前后一致，彎頭曲率半徑要大些，入口和出口為流線型；介質(zhì)方面主要是用過濾和沉淀的方法除去固體顆粒。
選擇腐蝕
也稱脫成分腐蝕，通常是多元合金中某一較為活潑的成分，溶解到腐蝕介質(zhì)中去，而另一成分在合金表面富集。比如，黃銅的脫鋅（表面成紅色或棕色），銅鎳合金的脫鎳，鋁青銅的脫鋁等。實(shí)際工作中最常見的是黃銅的脫鋅，它發(fā)生的形式有3種：均勻的層狀脫鋅、帶狀脫鋅、栓狀脫鋅。脫鋅會(huì)是黃銅強(qiáng)度降低，導(dǎo)致穿孔。溶液呈停止?fàn)顟B(tài)，含有氯離子，黃銅表面上存在多孔的水垢或沉積物都促進(jìn)黃銅脫鋅。黃銅中含鋅量越高，脫鋅傾向越大。黃銅中含鉍、鐵、錳都能使脫鋅加速。
應(yīng)力腐蝕
在一定環(huán)境中由于外加或本身殘余的應(yīng)力，加之腐蝕的作用，導(dǎo)致金屬早期破裂的現(xiàn)象，叫應(yīng)力腐蝕，通常以SCC(stress-cor-rosion-crack)表示。金屬應(yīng)力腐蝕破裂只在對應(yīng)力腐蝕敏感的合金上發(fā)生，純金屬極少產(chǎn)生。合金的化學(xué)成分、金相組織、熱處理對合金的應(yīng)力腐蝕破裂有很大影響。處于應(yīng)力狀態(tài)下，包括殘余應(yīng)力、組織應(yīng)力、焊接應(yīng)力或工作應(yīng)力在內(nèi)，可以引起應(yīng)力腐蝕破裂。對于一定的合金來說，要在特定的環(huán)境中才會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。例如不銹鋼在海水中，銅合金在氨水中，碳鋼在硝酸溶液中。防止應(yīng)力腐蝕破裂的主要方法如下。
（1）消除一切應(yīng)力或施以壓應(yīng)力。設(shè)備加工或焊接后最好進(jìn)行除應(yīng)力退火，或進(jìn)行噴砂處理造成表面壓應(yīng)力。
（2）改變介質(zhì)的腐蝕性。使其完全不腐蝕（添加緩蝕劑），或者使其轉(zhuǎn)為全面腐蝕，均可防止應(yīng)力腐蝕破裂。
（3）選用耐應(yīng)力腐蝕破裂的金屬材料。使其不能構(gòu)成材料-環(huán)境組合。
絲狀腐蝕
絲狀腐蝕是鋼鐵和鋁、鎂等金屬在涂膜下面的腐蝕，腐蝕頭部向前蔓延，留下絲狀的腐蝕產(chǎn)物。絲狀腐蝕通常發(fā)生在涂膜薄弱缺損處，或者在構(gòu)件的邊緣棱角處發(fā)生。含有氯化鈉、氯化銨等鹽類會(huì)促進(jìn)絲狀腐蝕的發(fā)生。絲狀腐蝕的氣候條件通常為溫濕環(huán)境，研究發(fā)現(xiàn)，在相對濕度65%~95%，溫度15.5~26.5℃時(shí)，容易發(fā)生絲狀腐蝕。如果底材上面含有可溶性鹽，由于滲壓作用，水汽就會(huì)透過涂膜，增加鹽粉溶液體積，從而涂膜被鼓起，溶液蔓延開來。由于頭部含氧量低，形成陽極，而尾部補(bǔ)充的氧很多，就形成了氧溶差。頭部的Fe2+ 與接界處的 OH-生成Fe(OH)3而沉淀，再氧化成為含水Fe(OH)3，沉淀后，涂膜內(nèi)鹽濃度降低，滲壓降低，膜內(nèi)所含的水向涂膜外進(jìn)行擴(kuò)散，F(xiàn)e(OH)3由于失水而形成鐵銹。要防止絲狀腐蝕，可以采用厚膜型涂層，降低水分和濕氣的滲透率；采用緩蝕劑，電化學(xué)保護(hù)的防銹漆；采用表面濕潤性好，漆基有極強(qiáng)滲透力的涂料；改善環(huán)境，降低濕度防止鹽類對底材的沾污等措施。
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