常见的电化学腐蚀形式有:什么腐蚀、小孔腐蚀、缝隙腐蚀和腐蚀疲劳。
金属侵蚀的素质
金属在侵蚀过程中所发作的化学变革,从底子上来说就是金属单量被氧化构成化合物。
金属侵蚀的路子
那种侵蚀过程一般通过两种路子停止:化学侵蚀和电化学侵蚀。金属侵蚀化学侵蚀:金属外表与四周介量间接发作化学反响而引起的侵蚀。
电化学侵蚀:金属质料(合金或不纯的金属)与电解量溶液接触 , 通过电极反响产生的侵蚀。
生物侵蚀也是金属侵蚀的一种路子。
点蚀
点蚀又称坑蚀和小孔侵蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其曲径大的多。
点蚀经常发作在外表有钝化膜或庇护膜的金属上。
因为金属质料中存在缺陷、杂量和溶量等的不均一性,当介量中含有某些活性阴离子(如Cl-)时,那些活性阴离子起首被吸附在金属外表某些点上,从而使金属外表钝化膜发作毁坏。一旦那层金属侵蚀钝化膜被毁坏又缺乏自钝化才能时,金属外表就发作侵蚀。
那是因为在金属外表缺陷处易漏出机体金属,使其呈活化形态,而钝化膜处仍为钝态,如许就构成了活性—钝性侵蚀电池,因为阳极面积比阴极面积小得多,阳极电流密度很大,所以侵蚀往深处开展,金属外表很快就被侵蚀成小孔,那种现象被称为点蚀。
在石油、化工的侵蚀失效类型统计中,点蚀约占20%~25%。
活动不顺畅的含活性阴离子的介量中容易构成活性阴离子的储蓄积累和浓缩的前提,促使点蚀的生成。粗拙的外表比光滑的外表更容易发作点蚀
PH值降低、温度升高城市增加点蚀的倾向。氧化性金属离子(如Fe3 、Cu2 、Hg2 等)能促进点蚀的产生。
但某些含氧阴离子(如氢氧化物、铬酸盐、硝酸盐和硫酸盐等)能避免点蚀。
点蚀固然失重不大,但因为阳极面积很小,所以侵蚀速度很快,严峻时可形成设备穿孔,使大量的油、水、气泄露,有时以至形成火灾、爆炸等严峻变乱,危险性很大。点蚀会使晶间侵蚀、应力侵蚀和侵蚀委靡等加剧,在良多情况下点蚀是那些类型侵蚀的起源。
1。2 裂缝侵蚀
在电解液中,金属与金属或金属与非金属外表之间构成狭小的裂缝,裂缝内有关物量的挪动遭到了阻滞,构成浓差电池,从而产生部分侵蚀,那种侵蚀被称为裂缝侵蚀。裂缝侵蚀常发作在设备中法兰的毗连处,垫圈、衬板、缠绕与金属堆叠处,它能够在差别的金属和差别的侵蚀介量中呈现,从而给消费设备的一般运行形成严峻障碍,以至发作毁坏变乱。
对钛及钛合金来说,裂缝侵蚀是最应存眷的侵蚀现象。介量中,氧气浓度增加,裂缝侵蚀量增加;PH值减小,阳极消融速度增加,裂缝侵蚀量也增加;活性阴离子的浓度增加,裂缝侵蚀敏感性升高。但是,某些含氧阴离子的增加会减小裂缝侵蚀量。
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3 应力侵蚀
质料在特定的侵蚀介量中和在静拉伸应力(包罗外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残存应力,以及裂痕锈蚀产品的楔入应力等)下,所呈现的低于强度极限的脆性开裂现象,称为应力侵蚀开裂。金属侵蚀应力侵蚀开裂是先在金属的侵蚀敏感部位构成细小凹坑,产生细长的裂痕,且裂痕扩展很快,能在短时间内发作严峻的毁坏。
应力侵蚀开裂在石油、化工侵蚀失效类型中所占比例更高,可达50%。
应力侵蚀的产生有两个根本前提:一是质料对介量具有必然的应力侵蚀开裂敏感性;二是存在足够高的拉应力。招致应力侵蚀开裂的应力能够来自工做应力,也能够来便宜造过程中产生的残存应力。
据统计,在应力侵蚀开裂变乱中,由残存应力所引起的占80%以上,而由工做应力引起的则不敷20%。
|应力侵蚀过程一般可分为三个阶段。第一阶段为孕育期,在那一阶段内,因侵蚀过程部分化和拉应力感化的成果,使裂纹生核;第二阶段为侵蚀裂纹开展期间,当裂纹生核后,在侵蚀介量和金属中拉应力的配合感化下,裂纹扩展;第三阶段中,因为拉应力的部分集中,裂纹急剧生长招致零件的毁坏。
在发作应力侵蚀分裂时,其实不发作明显的平均侵蚀,以至侵蚀产品少少,有时肉眼也难以发现,因而,应力侵蚀是一种十分危险的毁坏。
一般来说,介量中氯化物浓度的增加,会缩短应力侵蚀开裂所需的时间。差别氯化物的侵蚀感化是按Mg2 、Fe3 、Ca2 、Na1 、Li1 等离子的挨次递加的。
发作应力侵蚀的温度一般在50℃~300℃之间。
避免应力侵蚀应从削减侵蚀和消弭拉应力两方面来采纳办法。次要是:一要尽量制止利用对应力侵蚀敏感的质料;二在设想设备构造时要力图合理,尽量削减应力集中和积存侵蚀介量;三在加工造造设备时,要留意消弭残存应力。
1。4 侵蚀委靡
侵蚀委靡是在侵蚀介量与轮回应力的结合感化下产生的。那种因为侵蚀介量而引起的抗侵蚀委靡性能的降低,称为侵蚀委靡。委靡毁坏的应力值低于屈就点,在必然的临界轮回应力值(委靡极限或称委靡寿命)以上时,才会发作委靡毁坏。
而侵蚀委靡却可能在很低的应力前提下就发作破断,因而它是很危险的。
影响质料侵蚀委靡的因素次要有应力交变速度、介量温度、介量成分、质料尺寸、加工和热处置等。增加载荷轮回速度、降低介量的PH值或升高介量的温度,城市使侵蚀委靡强度下降。
质料外表的损伤或较低的粗拙度所产生的应力集中,会使委靡极限下降,从而也会降低委靡强度。
1。5 晶间侵蚀
晶间侵蚀是金属质料在特定的侵蚀介量中,沿着质料的晶粒间界遭到侵蚀,使晶粒之间丧失连系力的一种部分侵蚀毁坏现象。
受那种侵蚀的设备或零件,有时从外表看仍是无缺亮光,但因为晶金属侵蚀粒之间的连系力被毁坏,质料几乎丧失了强度,严峻者会失去金属声音,悄悄敲击便成为粉末。
据统计,在石油、化工设备侵蚀失效变乱中,晶间侵蚀约占4%~9%,次要发作在用轧材焊接的容器及热交换器上。
一般认为,晶界合金元素的贫化是产生晶间侵蚀的次要原因。通过进步质料的纯度,去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或参加少量不变化元素(钛、铌),以控造晶界上析出的碳化物及接纳恰当的热处置轨制和恰当的加工工艺,可避免晶间侵蚀的产生。
1。6 平均侵蚀
平均侵蚀是指在与情况接触的整个金属外表上几乎以不异速度停止的侵蚀。在应用耐蚀质料时,应以抗平均侵蚀做为次要的耐蚀性能根据,在特殊情况下才考虑某些抗部分侵蚀的性能。
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7 磨损侵蚀
由磨损和侵蚀结合感化而产生的质料毁坏过程叫磨损侵蚀。磨损侵蚀可发作在高速活动的金属侵蚀流体管道及载有悬浮摩擦颗粒金属侵蚀流体的泵、管道等处。有的过流部件,如高压减压阀中的阀瓣(头)和阀座、离心泵的叶轮、风机中的叶片等,在那些部位侵蚀介量的相对活动速度很高,使钝化型耐蚀金属质料外表的钝化膜,因遭到过火的机械冲刷感化而不容易恢复,侵蚀率会明显加剧,若是侵蚀介量中存在着固相颗粒,会大大加剧磨损侵蚀。