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(dian)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(bu)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(bu)銹鋼(gang)的點蝕過程可分為(wei)蝕孔的形成和蝕孔的發展兩個階段(duan)。
鈍(dun)化膜(mo)的不完整部位(露(lu)頭位錯(cuo)、表面缺陷等(deng))作為(wei)點(dian)蝕源,在某一段時間內呈活性狀態,電位變(bian)負,與其鄰(lin)近表面之(zhi)間形(xing)成微電池,并且具有大陰極(ji)小陽極(ji)面積比,使點(dian)蝕源部位金屬迅(xun)速(su)溶解,蝕孔開始形(xing)成。
已形成的(de)(de)蝕(shi)孔隨著腐蝕(shi)的(de)(de)繼(ji)續進行。小孔內積累(lei)了過量的(de)(de)正(zheng)電(dian)荷,引起外部氯離子的(de)(de)遷入(ru)以保(bao)持電(dian)中(zhong)性,繼(ji)之孔內氯化(hua)物濃度增高(gao)。由于氯化(hua)物水解(jie)使孔內溶(rong)液酸化(hua),又進一步加速孔內陽極的(de)(de)溶(rong)解(jie)。這種自催(cui)化(hua)作用的(de)(de)結果(guo),使蝕(shi)孔不斷地向深(shen)處發展(zhan),如圖3-3所示。

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(gang)耐點蝕的能力。鈦的耐點蝕能力高于奧氏體不銹鋼。
⑤. 碳鋼(gang)管(guan)道(dao)(dao)也發生點蝕(shi)(shi),通常是在蒸汽系統(特別(bie)是低(di)壓蒸汽)和熱(re)水(shui)系統,遭(zao)受溶(rong)解(jie)氧的腐蝕(shi)(shi),溫度在80~250℃間(jian)最為嚴重。雖然蒸汽系統是除氧的,但由于操作(zuo)控(kong)制不嚴格,很難保證溶(rong)解(jie)氧量不超標,因此溶(rong)解(jie)氧造成碳鋼(gang)管(guan)道(dao)(dao)產生點蝕(shi)(shi)的情況經常會發生。
2. 縫(feng)隙腐蝕(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)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)機(ji)理,一般認(ren)為是濃(nong)(nong)(nong)差腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電池的(de)原理,即(ji)由于縫(feng)隙內和周圍溶液之間氧(yang)(yang)濃(nong)(nong)(nong)度(du)或金屬離(li)子(zi)濃(nong)(nong)(nong)度(du)存在(zai)差異造成的(de)。縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)在(zai)許多介質中(zhong)發生,但以含氯化物的(de)溶液中(zhong)最嚴重,其(qi)機(ji)理不僅是氧(yang)(yang)濃(nong)(nong)(nong)差電池的(de)作用(yong),還有(you)像點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)那(nei)樣的(de)自催(cui)化作用(yong),如圖3-4所(suo)示。

3. 焊接接頭的腐蝕
通常發生于不銹鋼管(guan)道,有三種(zhong)腐蝕形式。
①. 焊肉被腐蝕(shi)成海綿狀(zhuang),這是奧氏(shi)體(ti)不銹鋼發(fa)生(sheng)的δ鐵素體(ti)選擇性腐蝕(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(re)影(ying)響區腐蝕。造成(cheng)這種腐蝕的原因(yin),是焊接過(guo)程中(zhong)這里的溫度正好(hao)處在敏化區,有充分(fen)的時(shi)間析出碳化物,從而(er)產生了晶間腐蝕。
晶間(jian)腐蝕(shi)是腐蝕(shi)局限在(zai)晶界和晶界附近而晶粒(li)(li)本身腐蝕(shi)比較小(xiao)的一種腐蝕(shi)形態,其(qi)結果將造成晶粒(li)(li)脫落或使材料機械強度降(jiang)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
也稱沖刷腐蝕,當腐(fu)(fu)蝕(shi)性流體(ti)在彎頭、三通等拐彎部位突然改變方向,它對(dui)金(jin)屬(shu)(shu)及金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)鈍化膜或腐(fu)(fu)蝕(shi)產物層產生機械沖刷破壞作用,同(tong)時(shi)又對(dui)不(bu)斷露出的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)新鮮表(biao)(biao)面(mian)(mian)發生激烈的(de)(de)(de)電化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi),從而(er)造成比其(qi)(qi)他部位更為(wei)嚴(yan)重的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)損(sun)傷(shang)。這種損(sun)傷(shang)是金(jin)屬(shu)(shu)以其(qi)(qi)離子或腐(fu)(fu)蝕(shi)產物從金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)脫離,而(er)不(bu)是像(xiang)純粹的(de)(de)(de)機械磨損(sun)那樣以固體(ti)金(jin)屬(shu)(shu)粉末脫落(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. 冷凝液(ye)腐蝕
對于含水蒸氣的熱腐(fu)(fu)蝕(shi)性氣體管道,在保溫層中止處或(huo)破損處的內壁,由于局(ju)部溫度降至(zhi)露(lu)(lu)點(dian)(dian)以下,將發生(sheng)冷凝現象,從而造成冷凝液(ye)腐(fu)(fu)蝕(shi),即(ji)露(lu)(lu)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
6. 涂層(ceng)破損(sun)處的(de)局部大氣銹蝕
對于化工廠的碳鋼管線,這種腐蝕有時會很嚴(yan)重,因為化工廠區的大(da)(da)氣(qi)中(zhong)常(chang)常(chang)含有酸性氣(qi)體,比自然大(da)(da)氣(qi)的腐蝕性強得多。

