容器－腐蚀第五章
压力容器腐蚀
?    5.1金属材料腐蚀知识概述
?    max.book118.com  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-氯化氢-水型腐蚀、硫化氢-氢型腐蚀、硫化氢-氧化物-水型腐蚀等
?    max.book118.com化学腐蚀原理与阴阳极反应
?     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、残余应力（焊接、冷变形））
?    典型的阴极反应
?    max.book118.com器常见的电化学腐蚀类型
?    1.点蚀
?    点蚀现象
    孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面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、避免死角、保证介质流动顺畅
?    2.缝隙腐蚀
?    现象：一种特殊的点蚀现象,常和孔穴、垫片底面、搭接缝、表面沉积物、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，发生阴极和阳极反应。氧消耗使缝隙内阴极反应受抑制，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
?    避免缝隙腐蚀的措施
?    与点蚀相同
?    3.电偶腐蚀
?    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、避免小阳极、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
?    4.晶间腐蚀
?    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
?    5.应力腐蚀破裂
?    材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称SCC(Strain Corrosion crack)
?    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、焊接残余应力、冷变形应力、热应力等
?    开裂特点——与主要的应力源应力方向垂直、在扩展过程中一般会发生分叉现象
?    6.氢致开裂
?    湿硫化氢环境下的一种钢的损伤形式
?    机理：在湿硫化氢环境中钢发生电化学腐蚀过程中产生的氢原子进入钢中,并在钢的内部缺陷部位(主要是非金属夹杂物与金属基体的界面)聚集成氢分子，使局部压力升高到104MPa
?    炼油装置中容易发生氢致开裂的设备：
?       汽油稳定蒸馏塔顶冷凝器、加氢脱硫装置中的成品冷却器、汽提塔塔顶冷凝器、油田集输油管线
?    氢致开裂的特点
?       主要在塑性夹杂物部位开裂、裂纹有分段、并平行于钢板表面等特征。
?    7.氢腐蚀和高温损伤
?    机理：钢暴露于高温高压氢环境中，氢吸附、渗透及扩散等过程进入钢的内部，并于钢种的碳元素发生化学反应，生成甲烷（CH4），同时使钢的的局部发生脱碳现象。随着甲烷气体在微观缺陷部位（主要是晶界处）的聚集，导致内压升高并引发裂纹的产生。
?    化学反应式：    Fe3C + 4H = 3Fe + CH4
?    氢腐蚀的判定：奈耳逊曲线（1997年版）
?    发生的条件：温度、氢分压
?    微观特征：表面——脱碳现象
?                       内部——局部脱碳现象、晶界裂纹
?    典型装置——合成氨装置中的氨合成塔
?    8.腐蚀疲劳
?       在交变应力和腐蚀介质共同作用下发生的破坏
?    主要在振动部件如：
?       泵的轴、杆、螺旋浆轴、油气井管以及承受交变热应力的换热器管和锅炉管上发生
?    断口特征：宏观断口与疲劳断口有一定相似性，但断口上可见明显的腐蚀产物存在。裂纹越深、缺口效应越严重，尖端应力水平上升，腐蚀电位升高，腐蚀加剧等。
?       不锈钢在任何腐蚀介质中均可产生腐蚀疲劳 
?       由于钢强度提高，不锈钢疲劳断裂消失或寿命延长，则可断定原断裂为机械疲劳；
?       如果提高了钢的耐蚀性或排除了腐蚀介质的作用后，不锈钢疲劳断裂消失或寿命延长，则可断定原断裂为腐蚀疲劳。  
腐蚀疲劳裂纹            钢在周期应力下的S---N曲线 
?    腐蚀疲劳既可以是仅有一条裂纹，也可以有多条裂纹并存 (多处成核)
?    根据断口特征可以准确的把应力腐蚀与腐蚀疲劳区别开来 
?    并多呈锯齿状和台阶状；微观上裂纹一般没有分支且裂纹尖端较钝 
?    9.磨损腐蚀
?       流动的腐蚀介质对金属表面即发生腐蚀作用，又存在机械冲刷的条件下导致的金属破坏。
?       主要原因是钝化膜的破损
?       高速、湍流、气泡及固体粒子加速磨损腐蚀
?    10.硫酸露点腐蚀
?       含硫烟气中的SO3冷凝后生成硫酸造成的腐蚀。
?       低浓度硫酸为还原性酸
?       腐蚀形式主要是均匀腐蚀
?    max.book118.com  化学腐蚀
?     1.高温氧化——金属在高温及环境中的氧作用下生成金属氧化物的过程
?     广义的氧化——金属失去电子后化合价升高的现象
?    引起高温氧化的介质——O2、CO2、H2O、SO2、H2S等
?     2.高温硫化——高温氧化的特殊形式
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氧浓差腐蚀电池.doc