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化工设备腐蚀与防护
艾志斌
合肥通用机械研究所
金属材料腐蚀知识概述
腐蚀分类
a、按腐蚀机理分类：
电化学腐蚀、 化学腐蚀
b、按腐蚀破坏形式分类：
均匀腐蚀、局部腐蚀
局部腐蚀：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、氢致开裂、氢腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、成分选择性腐蚀等
c、按腐蚀环境分类：
高温腐蚀、湿腐蚀、土壤腐蚀、沉淀腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀、钒腐蚀、氧腐蚀、盐腐蚀、环烷酸腐蚀、氢腐蚀、硫化氢腐蚀、连多硫酸腐蚀、海水腐蚀、硫化氢-***化氢-水型腐蚀、硫化氢-氢型腐蚀、硫化氢-氧化物-水型腐蚀等
金属电化学腐蚀原理与阴阳极反响
放入水或其他电解质中
有电极电位差存在
按伽凡尼电位序
钾(K)、钠( Na)、镁(Mg)、铝(A1)、锌(Zn)、镉(Cd)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钖(Sn)、铝(Pb)、铜(Cu)、银(Ag)、铂(Pt )、金(Au)
可能导致电位差的因素
不同材料、同一材料内的化学或物理性质不均匀〔成分偏析、金相组织差异、剩余应力〔焊接、冷变形〕〕
典型的阴极反响:
酸性水溶液中 2H+ + 2e- —— H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e- —— H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e- —— 1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e- —— 2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e- —— Cu
有机化合物的复原 RO + 4e- + 4H+ —— RH2 + H2O
R + 2e- + 2H+ —— RH2
溶液中的氧化性酸或负离子复原 NO3 + 2H- + e- —— NO2 + H2O
化工设备常见的电化学腐蚀类型

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点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属外表的大局部不腐蚀或腐蚀轻微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔外表直径等于或小于孔深 。
点蚀机理：
Cl、Br、I使钝化膜破损、电位差、闭塞电池、PH值下降、Cl离子进入、HCl形成等
防止点蚀的措施：
1、含Mo不锈钢
2、酸洗钝化
3、防止死角、保证介质流动顺畅
铝的点蚀现象
碳钢的点蚀现象

现象：一种特殊的点蚀现象,常和孔穴、垫片底面、搭接缝、外表沉积物、螺栓帽和铆钉下的缝隙中积存的少量静止溶液有关。
不锈钢对缝隙腐蚀特别敏感
机理：
Evans理论——内外金属离子浓度差形成浓差电池
Fontane-Greene——氧浓差理论，缝隙内外氧的浓度差形成浓差电池作用。缝隙内局部优先溶解，发生阴极和阳极反响。氧消耗使缝隙内阴极反响受抑制，生成的OH-减少，Cl-补充进入缝隙——生成金属盐——水解生成盐酸——pH值降低——腐蚀加剧
防止缝隙腐蚀的措施
与点蚀一样

机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐蚀电位高的成为阳极，腐蚀加剧。电位低的为阴极，腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合
2、防止小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率
3、用涂料、垫片等使金属间绝缘
4、采用阴极保护
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奥氏体和铁素体不锈钢特有的一种腐蚀形式
在晶界及附近区域发生选择性腐蚀
主要危害——使金属破碎、强度丧失
1Cr18Ni9晶间腐蚀　 Inconel800晶间腐蚀

材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称SCC(Strain Corrosion crack)
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三个必要条件——应力〔一般指拉应力〕、腐蚀介质、敏感的材料
重要影响因素——温度、介质组分、材料成分、微观组织状态、应力
应力来源——工作载荷、焊接剩余应力