化工设备腐蚀与防护技术常见的局部腐蚀学习教案

1、会计学1化工设备腐蚀化工设备腐蚀(fsh)与防护技术常见的局与防护技术常见的局部腐蚀部腐蚀(fsh)第一页，共80页。腐蚀(fsh)形态示意图第1页/共79页第二页，共80页。n腐蚀电池的阴极和阳极面积尺寸非腐蚀电池的阴极和阳极面积尺寸非常微小且紧密相连。常微小且紧密相连。n1.2 The Destruction of Uniform Corrosion and Its Control 全面全面腐蚀的危害与控制腐蚀的危害与控制第2页/共79页第三页，共80页。了腐蚀反应发生的条件，使得局部了腐蚀反应发生的条件，使得局部腐蚀得以持续地加速发展。腐蚀得以持续地加速发展。n2.2 Destructi

2、on of Local Corrosion 局部腐蚀的危害局部腐蚀的危害第3页/共79页第四页，共80页。日本三菱化工机械公司10年化工设备破坏原因(yunyn)统计第4页/共79页第五页，共80页。第5页/共79页第六页，共80页。1. The Concept of Galvanic Corrosion 电偶腐蚀电偶腐蚀(fsh)的概念的概念第6页/共79页第七页，共80页。第7页/共79页第八页，共80页。should be avoided.第8页/共79页第九页，共80页。第9页/共79页第十页，共80页。第10页/共79页第十一页，共80页。加入中间金属(jnsh)的结构第11页/共7

3、9页第十二页，共80页。第12页/共79页第十三页，共80页。第13页/共79页第十四页，共80页。（a）窄深、（b）椭圆形、（c）宽浅、（d）表面下面、（e）底切形、（f）水平(shupng)形（g）垂直形第14页/共79页第十五页，共80页。第15页/共79页第十六页，共80页。第16页/共79页第十七页，共80页。2.1.2氧的竞争吸附结果而造成的。当金属表面氧的竞争吸附结果而造成的。当金属表面上氧的吸附点被氯离子所替代时，就发生上氧的吸附点被氯离子所替代时，就发生点蚀。点蚀。第17页/共79页第十八页，共80页。铝合金蚀孔的成长(chngzhng)第18页/共79页第十九页，共80页。

4、nAl 3+发生水解反应，并使蚀孔内溶液酸发生水解反应，并使蚀孔内溶液酸化，溶液的酸化又进一步加速了腐蚀化，溶液的酸化又进一步加速了腐蚀(fsh)的发展。的发展。eAlAl33OHeOHO44222OHOAlOHAlOHOAl23232262)(463第19页/共79页第二十页，共80页。n 电位在电位在VbrVp之间，已经之间，已经形成的蚀孔继续形成的蚀孔继续发展，但不会产发展，但不会产生新的蚀孔；生新的蚀孔；n 电位在电位在Vp以以下，则蚀孔不能下，则蚀孔不能发生，已形成的发生，已形成的蚀孔停止发展，蚀孔停止发展，进入钝态。进入钝态。第20页/共79页第二十一页，共80页。n4.1.5 溶

5、液溶液pH值的影响值的影响nPH10时孔蚀电位迅速上升，发生时孔蚀电位迅速上升，发生难度增加难度增加n4.2 Metallurgical Variables 冶金冶金因素因素n不锈钢中含不锈钢中含Mo、Ni及高及高Cr耐孔蚀耐孔蚀n奥氏体优于铁素体、马氏体奥氏体优于铁素体、马氏体n减少减少C、S夹杂物夹杂物第21页/共79页第二十二页，共80页。n5.5 5.5 使用缓蚀剂：对封闭系统使用缓蚀剂最有使用缓蚀剂：对封闭系统使用缓蚀剂最有效。用于不锈钢的常用缓蚀剂有硝酸盐、铬酸效。用于不锈钢的常用缓蚀剂有硝酸盐、铬酸盐、硫酸盐和碱，最有效的是亚硝酸钠。缓蚀盐、硫酸盐和碱，最有效的是亚硝酸钠。缓蚀剂

6、的加入量要适宜。剂的加入量要适宜。第22页/共79页第二十三页，共80页。第23页/共79页第二十四页，共80页。1. Concept of crevice corrosion 缝隙缝隙(fngx)腐腐蚀的概念蚀的概念第24页/共79页第二十五页，共80页。2. Characteristics of crevice corrosion 缝隙腐蚀缝隙腐蚀(fsh)的特的特征征第25页/共79页第二十六页，共80页。3. Mechanism of crevice corrosion 缝隙腐蚀缝隙腐蚀(fsh)的的机理机理第26页/共79页第二十七页，共80页。碳钢在中性(zhngxng)海水中的缝

7、隙腐蚀示意图第27页/共79页第二十八页，共80页。4. Comparison of pitting and crevice corrosion 孔蚀与缝蚀的异同孔蚀与缝蚀的异同(ytng)点点pV第28页/共79页第二十九页，共80页。5. Influencing factors of crevice corrosion 影响缝隙腐蚀影响缝隙腐蚀(fsh)的的因素因素第29页/共79页第三十页，共80页。6. Prevention of crevice corrosion 防止缝隙腐蚀防止缝隙腐蚀(fsh)的措施的措施第30页/共79页第三十一页，共80页。防止(fngzh)缝隙腐蚀的措施第

8、31页/共79页第三十二页，共80页。第32页/共79页第三十三页，共80页。第33页/共79页第三十四页，共80页。第34页/共79页第三十五页，共80页。栓状脱锌：又称为局部脱锌（或栓状脱锌：又称为局部脱锌（或带状脱锌），在黄铜带状脱锌），在黄铜(hun tn)的局部表面，由于锌的溶解形成的局部表面，由于锌的溶解形成蚀孔，蚀孔有时被腐蚀产物覆盖。蚀孔，蚀孔有时被腐蚀产物覆盖。第35页/共79页第三十六页，共80页。第36页/共79页第三十七页，共80页。n-理论理论(lln)认为腐蚀时铜和锌一起认为腐蚀时铜和锌一起以金属离子的形式进入溶液，由以金属离子的形式进入溶液，由于铜离子的析出电位比

9、合金的腐于铜离子的析出电位比合金的腐蚀电位高，所以铜离子很快便在蚀电位高，所以铜离子很快便在靠近溶解地点的黄铜表面上以纯靠近溶解地点的黄铜表面上以纯铜的形式重新沉积。铜的形式重新沉积。 。（铜在浓。（铜在浓盐酸中的腐蚀）盐酸中的腐蚀）第37页/共79页第三十八页，共80页。第38页/共79页第三十九页，共80页。池池(dinch)，经选择性腐蚀以后，经选择性腐蚀以后，成为石墨、空隙和铁锈构成的多成为石墨、空隙和铁锈构成的多孔体，使铸铁丧失原有的金属属孔体，使铸铁丧失原有的金属属性和性能。性和性能。第39页/共79页第四十页，共80页。第40页/共79页第四十一页，共80页。第41页/共79页第

10、四十二页，共80页。第42页/共79页第四十三页，共80页。腐蚀。腐蚀。n2.2 The Theory of Impoverishment 贫化贫化(pn hu)理理论论n由于晶间析出新相，造成晶界区某由于晶间析出新相，造成晶界区某一成分的贫化一成分的贫化(pn hu)，在腐蚀介，在腐蚀介质中形成以晶界区为阳极、晶粒本质中形成以晶界区为阳极、晶粒本体为阴极的腐蚀电池，晶界处的金体为阴极的腐蚀电池，晶界处的金属腐蚀溶解，引发沿晶腐蚀。属腐蚀溶解，引发沿晶腐蚀。n 1Cr18Ni9Ti 450880 (Fe、Cr)23C6 Cr12% 第43页/共79页第四十四页，共80页。第44页/共79页第四

11、十五页，共80页。第45页/共79页第四十六页，共80页。第46页/共79页第四十七页，共80页。第47页/共79页第四十八页，共80页。第48页/共79页第四十九页，共80页。第49页/共79页第五十页，共80页。第50页/共79页第五十一页，共80页。n具有沿晶腐蚀倾向的材料，在焊接具有沿晶腐蚀倾向的材料，在焊接的热影响区内有的部位恰好处在析的热影响区内有的部位恰好处在析出沉淀相的敏感温度范围之中，在出沉淀相的敏感温度范围之中，在腐蚀介质的作用下，这一部位就会腐蚀介质的作用下，这一部位就会发生沿晶腐蚀，这种腐蚀又称焊缝发生沿晶腐蚀，这种腐蚀又称焊缝腐蚀。腐蚀。n3.3 Knife-Line

12、 Attack 刀线腐蚀刀线腐蚀n刀线腐蚀是稳定化不锈钢经焊接并刀线腐蚀是稳定化不锈钢经焊接并再次加热后，在紧邻焊缝两侧几个再次加热后，在紧邻焊缝两侧几个晶粒宽的狭窄范围内发生的沿晶腐晶粒宽的狭窄范围内发生的沿晶腐蚀，因形似刀刃而得名。蚀，因形似刀刃而得名。第51页/共79页第五十二页，共80页。steel 采用双相钢采用双相钢第52页/共79页第五十三页，共80页。第53页/共79页第五十四页，共80页。n2. The conditions of SCCn 应力应力(yngl)腐蚀产生的条件腐蚀产生的条件n2.1 Certain tensile stress 一定的一定的拉应力拉应力(yng

13、l)n2.2 Sensitive Materials 敏感材料敏感材料n不锈钢、高强钢、不锈钢、高强钢、Cu、Al、Ti合金合金等；材料的强度水平越高，越易发等；材料的强度水平越高，越易发生应力生应力(yngl)腐蚀。腐蚀。n2.3 Specific Environment 特定环特定环境境第54页/共79页第五十五页，共80页。应力腐蚀裂纹有沿晶型、穿晶型和混应力腐蚀裂纹有沿晶型、穿晶型和混合型三种类型合型三种类型应力腐蚀裂纹的主要特点是：裂纹起应力腐蚀裂纹的主要特点是：裂纹起源于表面；裂纹的长宽不成比例，源于表面；裂纹的长宽不成比例，相差几个数量级；裂纹扩展方向一相差几个数量级；裂纹扩展方

14、向一般垂直于主拉应力方向；裂纹一般般垂直于主拉应力方向；裂纹一般呈树枝状。呈树枝状。3.3 Crack Morphology 裂纹断口裂纹断口应力腐蚀断裂从宏观上属于脆性断裂，应力腐蚀断裂从宏观上属于脆性断裂，在断裂面微观尺度在断裂面微观尺度(chd)上可观察上可观察到明显的塑性流变的痕迹。由于腐到明显的塑性流变的痕迹。由于腐蚀介质的作用，断口表面颜色暗淡，蚀介质的作用，断口表面颜色暗淡，显微断口上往往可见腐蚀坑及二次显微断口上往往可见腐蚀坑及二次裂纹。裂纹。第55页/共79页第五十六页，共80页。第56页/共79页第五十七页，共80页。氢脆理论氢脆理论n强调氢在应力腐蚀中起着重要的作用，裂纹

15、强调氢在应力腐蚀中起着重要的作用，裂纹尖端溶液酸化，氢离子浓度提高，在裂纹尖尖端溶液酸化，氢离子浓度提高，在裂纹尖端微阴极上被还原以后，变成吸附氢原子向端微阴极上被还原以后，变成吸附氢原子向金属内部扩散，使裂尖区脆化，张应力使裂金属内部扩散，使裂尖区脆化，张应力使裂尖区脆断，促进裂纹扩张，等等。尖区脆断，促进裂纹扩张，等等。第57页/共79页第五十八页，共80页。应力腐蚀开裂(ki li)模型第58页/共79页第五十九页，共80页。第59页/共79页第六十页，共80页。第60页/共79页第六十一页，共80页。n2.4 腐蚀疲劳不受电位区段的限制，腐蚀疲劳不受电位区段的限制，可以在活化区也可以在

16、钝化区发生。可以在活化区也可以在钝化区发生。第61页/共79页第六十二页，共80页。第62页/共79页第六十三页，共80页。n4.2 Environmental effect 环境因环境因素的影响素的影响n 4.2.1 Temperature 温度：随温温度：随温度的升高，材料的耐腐蚀疲劳性能度的升高，材料的耐腐蚀疲劳性能下降，而对纯疲劳性能的影响较小。下降，而对纯疲劳性能的影响较小。n 4.2.2 Corrosive medium 介质的介质的腐蚀性：介质的腐蚀性越强，腐蚀腐蚀性：介质的腐蚀性越强，腐蚀疲劳强度越低。疲劳强度越低。fR第63页/共79页第六十四页，共80页。第64页/共79页第六十五页，共80页。第65页/共79页第六十六页，共80页。腐蚀(fsh)沟槽裂纹(li wn)源区第66页/共79页第六十七页，共80页。第67页/共79页第六十八页，共80页。n摩振腐蚀、湍流腐蚀和空泡腐摩振腐蚀、湍流腐蚀和空泡腐蚀蚀第68页/共79页第六十九页，共80页。n2.2.2 Oxidation-wear 氧化磨损理论氧化磨损理论第69页/共79页第七十