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)點蝕過(guo)程可分為蝕孔的(de)形成和(he)蝕孔的(de)發展兩個階段。
鈍化膜(mo)的不完(wan)整部(bu)位(露頭位錯、表(biao)面(mian)缺陷等)作為點蝕源(yuan),在某一段時(shi)間內(nei)呈活性狀態(tai),電位變負,與其鄰近表(biao)面(mian)之間形成(cheng)(cheng)微電池,并且具有(you)大陰極小陽(yang)極面(mian)積比,使(shi)點蝕源(yuan)部(bu)位金(jin)屬迅(xun)速溶解,蝕孔開(kai)始形成(cheng)(cheng)。
已(yi)形成的(de)蝕孔(kong)隨著腐蝕的(de)繼(ji)續進(jin)(jin)行。小(xiao)孔(kong)內(nei)積累了過(guo)量的(de)正(zheng)電(dian)(dian)荷(he),引起外部氯(lv)(lv)離子的(de)遷入以保持電(dian)(dian)中(zhong)性,繼(ji)之孔(kong)內(nei)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)物(wu)濃度增高(gao)。由于(yu)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)物(wu)水解(jie)使(shi)孔(kong)內(nei)溶(rong)液(ye)酸化(hua)(hua)(hua),又進(jin)(jin)一步加(jia)速孔(kong)內(nei)陽極的(de)溶(rong)解(jie)。這(zhe)種自催化(hua)(hua)(hua)作用的(de)結果,使(shi)蝕孔(kong)不斷地向深處發展(zhan),如(ru)圖(tu)3-3所示(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(sheng)(sheng)點(dian)蝕,通常是(shi)在蒸汽系統(tong)(tong)(特(te)別(bie)是(shi)低壓蒸汽)和熱水系統(tong)(tong),遭受溶解(jie)氧的腐蝕,溫度在80~250℃間(jian)最為嚴重。雖然蒸汽系統(tong)(tong)是(shi)除氧的,但由(you)于操(cao)作(zuo)控制不(bu)(bu)嚴格(ge),很難保證溶解(jie)氧量不(bu)(bu)超(chao)標(biao),因此溶解(jie)氧造成碳(tan)鋼管道產生(sheng)(sheng)點(dian)蝕的情況經(jing)常會發生(sheng)(sheng)。
2. 縫隙腐(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(fu)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(xi)(xi)腐蝕的(de)機(ji)理,一般認為是濃差(cha)腐蝕電池的(de)原(yuan)理,即(ji)由(you)于縫(feng)隙(xi)(xi)內和周圍溶(rong)液(ye)之間(jian)氧濃度(du)或金(jin)屬離子濃度(du)存在差(cha)異(yi)造成的(de)。縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕在許(xu)多介質(zhi)中發生,但(dan)以含氯(lv)化物的(de)溶(rong)液(ye)中最嚴重,其機(ji)理不(bu)僅(jin)是氧濃差(cha)電池的(de)作(zuo)用,還有像點(dian)蝕那樣的(de)自催化作(zuo)用,如圖3-4所示。

3. 焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的腐蝕
通(tong)常發生于不銹鋼管道,有三種腐蝕形式。
①. 焊肉被(bei)腐蝕成海綿狀,這是奧氏體(ti)不銹鋼發(fa)生(sheng)的δ鐵素體(ti)選擇(ze)性(xing)腐蝕。
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. 熱影響區腐蝕。造成(cheng)這種腐蝕的原因(yin),是焊(han)接過程中這里的溫度正好處(chu)在(zai)敏化(hua)區,有充分的時間析(xi)出(chu)碳化(hua)物,從而(er)產生了晶間腐蝕。
晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕是(shi)腐(fu)蝕局限(xian)在晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)和晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)附近而晶(jing)(jing)(jing)粒本身腐(fu)蝕比(bi)較(jiao)小的一種(zhong)腐(fu)蝕形態,其(qi)結果將(jiang)造成晶(jing)(jing)(jing)粒脫(tuo)落或使(shi)材(cai)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(sun)腐(fu)蝕(shi)
也稱沖刷腐蝕,當(dang)腐蝕(shi)(shi)(shi)性流體在彎(wan)(wan)頭、三通等拐彎(wan)(wan)部(bu)(bu)位突(tu)然改(gai)變方向,它對(dui)金(jin)(jin)(jin)屬及金(jin)(jin)(jin)屬表面(mian)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)膜或腐蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物層產(chan)生機械沖刷破(po)壞(huai)作用,同時又對(dui)不(bu)斷(duan)露出的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬新鮮表面(mian)發生激烈的(de)(de)電化(hua)(hua)學腐蝕(shi)(shi)(shi),從而造(zao)成(cheng)比其他部(bu)(bu)位更為嚴重(zhong)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)損(sun)傷(shang)。這種損(sun)傷(shang)是金(jin)(jin)(jin)屬以(yi)其離子(zi)或腐蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物從金(jin)(jin)(jin)屬表面(mian)脫離,而不(bu)是像(xiang)純(chun)粹(cui)的(de)(de)機械磨損(sun)那樣以(yi)固體金(jin)(jin)(jin)屬粉末脫落。
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(ye)腐蝕
對于含水蒸(zheng)氣的熱(re)腐蝕性氣體管道(dao),在保(bao)溫層中(zhong)止處或破(po)損(sun)處的內壁,由于局部溫度降至露點以(yi)下,將發(fa)生冷(leng)凝現象,從而造成冷(leng)凝液腐蝕,即露點腐蝕。
6. 涂層破(po)損(sun)處的局(ju)部大氣銹蝕(shi)
對于化工(gong)廠的碳(tan)鋼管線(xian),這(zhe)種腐蝕(shi)有時會(hui)很(hen)嚴重,因為化工(gong)廠區(qu)的大氣中常常含(han)有酸性(xing)氣體,比自然大氣的腐蝕(shi)性(xing)強得多。

