常见的局部腐蚀
一、电偶腐蚀
1、不同金属的接触腐蚀（接触腐蚀、双金属腐蚀）。
2、M M n+ + ne 2H+ + 2e H2
3、异种金属接触产生腐蚀电位差异，金属界面附近产生电偶电流，电位较
低的金属M为阳极，溶解速度增大。
4、两者电位差较大，腐蚀倾向较大
5、阴极与阳极面积比值（S K/S A）增加，阳极金属腐蚀速度增加，即增大阴
极面积，阴极析氢反应加速，阳极溶解速度增大。
6、阳极腐蚀主要集中在接合处附近，超过一定的距离（有效距离）就几乎
不存在电偶效应。
7、热电偶腐蚀控制
（1）选择相容性材料：尽量避免异种金属或合金接触，尽量选取相容材料，在电偶序位于同组或位置较近的金属或合金。
（2）合理的结构设计：
①避免小阳极—大阴极结构，大阳极—小阴极结构相对安全，因为
阳极面积大，溶解速度相对减小。
②不同腐蚀电位金属材料接触时，将其绝缘。
③插入第三种金属，当绝缘设计困难时，可在其中插入能降低两者
电位差的一种材料。
④将阳极部分设计成易于更换的部件。
二、小孔腐蚀
1、金属局部位置出现腐蚀小孔，并向深处发展，其余区域不腐蚀或腐蚀很
轻微。孔蚀或点蚀
2、蚀孔径小，只有数十微米，孔深，深度大于孔径。孔口多有覆盖物。
3、从开始到暴露要经历几个月或1~2年的诱导期.
4、蚀孔通常沿着重力或横向发展，很少在朝下的表面发生孔蚀
5、通常发生在有钝化膜或保护膜的金属表面，如不锈钢、钛、铝合金等。
由于金属表面存在缺陷（表面位错、非金属杂质等）和活性离子（Cl-），
金属钝化膜局部被破坏，成为阳极，未被破坏的地方为阴极，形成钝化
—活化电池，生成小蚀坑（孔径多在20~30微米）。孔外金属表面受到阴
极保护，维持钝态。
6、Fe Fe2+ + 2e Cr Cr3+ + 3e Ni Ni2+ + 2e
7、随着氯离子不断迁入，使孔内形成金属氯化物（如FeCl2）的浓溶液，继
续水解生成盐酸，孔内pH值降低，在介质重力影响下，孔蚀向深处发
展。
8、自催化酸化作用：在腐蚀过程中，孔口的pH值逐渐升高，可溶性的盐
如Ca(HCO3)2转化为CaCO3沉淀物，沉积在孔口，形成闭塞电池，孔内
氯化物积聚、水解，酸度进一步增高，可使pH接近于0。
9、随着介质温度的升高，加速孔蚀的进程。
10、介质处于静止是对孔蚀的速度比流动状态大（层流），当流速增大至
湍流时，高速流体在金属表面发生磨损腐蚀。
11、粗糙、残留焊渣的部位，易发生孔蚀。
12、金属在介质中必须达到击穿或电蚀电位才发生孔蚀。
13、孔少，孔较深，孔多，孔较浅。
14、在不锈钢中加入钼、氮、硅等合金元素。或同时提高铬含量。
缓蚀剂：增加钝化膜稳定性或有利于迅速再钝化
外加阴极电流保护。
三、缝隙腐蚀
1、焊缝（气孔）、铆缝、垫片、法兰连接面、螺母压紧面、锈层、（泥沙、杂削）沉积物下面，一般宽度0.025—0.1mm。大于0.1mm 缝内介质不能形成滞留。
2、缝隙内缺氧，成为阳极，产生自催化加速作用，引起腐蚀。
3、几乎所有的金属和合金都会产生缝隙腐蚀，比孔蚀更为普遍。
4、机理：初期，金属离子或氧浓度差电池作用，进一步发展，与孔蚀相似，
属于闭塞电池的自催化过程。
5、不锈钢对缝隙腐蚀的敏感性比碳钢高，更易引起腐蚀。
6、步骤：（1）开始时，只有微小的阴极电流从缝内流出，整个金属表面（缝隙内外）仍处于零电位状态，及处于钝化状态。
（2）一段时间，缝隙内外氧浓度差增加，缝隙内金属电位较负，使缝隙内阳极溶解加速，Fe2+、Cr3浓度增加，促使Cl-向缝隙内迁移。
（3）氯化物水解pH值下降，腐蚀电流增加。
（4）缝内金属处于活化态，缝外金属处于钝化态，构成大阴极-小阳极的电偶电池。
7、孔蚀窄而深，缝隙腐蚀宽而浅。
8、氯离子浓度、氧浓度（大于0.5ppm）、温度越高缝隙腐蚀危险性越大。
9、耐缝隙腐蚀材料哈氏合金C-276（0Cr16Ni57Mo16Fe6W，超低Si）、Cr28Mo4和Cr30Mo3。
10、在结构设计上避免死角。
四、晶间腐蚀
1、腐蚀沿晶粒边界或其邻近区域发生，对晶粒本身的腐蚀较轻微。
2、表面看不出任何腐蚀迹象，金相显微镜发现晶界呈网状腐蚀形态。大大削弱了晶粒间的结合力。破坏突然。
3、贫化腐蚀机理：晶间腐蚀的敏化温度或奥氏体不锈钢使用的危险温度，钢受热或缓慢冷却通过450~850度温度区。奥氏体不锈钢在焊接时，焊缝两侧2~3mm处可加热到400~900度，形成晶间腐蚀敏感区，铬，铁生成复杂化合物[(Cr、Fe)23C6]从固溶体中析出。消耗晶界附近大量的铬，晶界附近铬含量低于钝化的限量（12%），晶界形成贫铬区，电位下降，晶界和晶粒构成活态-钝态微电偶（小阳极-大阴极）电池。
4、晶界杂质选择溶解机理：当固溶体含杂质磷100ppm或杂质硅1000~2000ppm时，它们会偏析在晶界上。这些杂质在强氧化介质作用下溶解，导致晶间腐蚀。在敏化处理时，碳和磷生成（MP)23C6或碳先偏析，限制了磷等杂质向晶界扩散，减弱或消除了晶间腐蚀的敏感性。
5、引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质：（弱）氧化性介质-充气海水，MgCl2溶液，更为严重普遍。强氧化性介质-浓HNO3和NaCr2O7溶液。
6、晶间腐蚀控制从控制碳化铬晶界上沉积考虑。
（1）固熔淬火处理，加热至1100度左右，随即水淬。1100度时沉积的[(Cr、Fe)23C6]从新溶解，防止再次沉积，得到较均匀的合金。
（2）焊后快冷，减少焊缝两侧母材在敏化温度范围停留的时间。
（3）冶炼过程中加入更易生成碳化物的元素，如钛、铌等，稳定化处理就是加热至900度，使碳和钛和铌与碳生成稳定的钛和铌的碳化物，减少铬碳化物在晶间析出。
（4）超低碳不锈钢，0.03%以下，产生碳化铬量少。
（5）采用双相不锈钢，奥氏体中加入10~20%铁素体。
五、腐蚀磨损
1、流体对金属表面同时产生腐蚀和磨损。
2、常见的外部特征：局部性沟槽、波纹、圆孔和凹凸不平带有方向性的形状。
3、湍流引起磨损腐蚀的部位：冷却器或换热器管入口处，流体从大截面流向小截面时，引起管子入口处数十毫米的腐蚀。
4、冲击腐蚀磨损发生在流体改变运动方向的地方：弯头、三通、容器正对入口处。
一．电偶腐蚀：异种金属在同一介质中接触，由于腐蚀电位不相等有电偶电流流动，使电位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐蚀。而电位较高的金属，溶解速度反而减小，这就是电偶腐蚀。又称为接触腐蚀或双金属腐蚀。 实质：由两种不同的电极构成的宏观原电池的腐蚀。 差异效应：一个腐蚀的金属，由于外加阳极极化引起其内部腐蚀微电池电流改变，这种现象称为差异效应 正差异效应：外加阳极极化引起内部腐蚀微电池电流的减少。 负差异效应：外加阳极极化引起内部腐蚀微电池电流的增加。 电偶序：根据金属（或合金）在一定条件下测得的稳定电位（腐蚀电位）的相对大小排列而成的表。 影响因素：（1）面积比阴阳极面积比越大，阳极腐蚀速度越快（避免大阴极小阳极结构）（2）介质的电导率一般来说，介质的电导率高，金属的腐蚀速度加快。但对电偶腐蚀来说，介质电导率的高低对阳极金属的腐蚀程度的影响有所不同。例如：海水、软水或普通大气 控制方法：避免异金属接触避免大阴极小阳极尽可能采取绝缘处理或表面处理二．小孔腐蚀：在金属表面的局部地区，出现向深处发展的小孔，其它地区不腐蚀或腐蚀很轻微，这种腐蚀形态称为小孔腐蚀，简称孔蚀或点蚀。 小孔腐蚀的基本机理：当处于钝态的金属在含有活性阴离子介质中时，会在表面上形成孔蚀核。蚀孔内的金属表面处于活态，电位较负；蚀孔外的金属表面处于钝态，电位较正，于是孔内和孔外构成一个活态－钝态微电偶腐蚀电池，具有大阴极小阳极的结构，加速腐蚀。孔内介质相对于孔外呈滞流状态，成为贫氧区，溶解氧不易扩散过来，Cl－扩散进来以保持电中性，Cl－又可使孔内表面继续维持活态。同时氯化物水解使孔内介质酸度增加，阳极溶解加速，同时水中可溶性盐如Ca （HCO3）2转化为CaCO3沉淀，锈层与垢层一起在孔口处沉积形成一个闭塞电池，从而使得腐蚀进一步加速。这种作用成为“自闭塞酸化作用”，加速小孔腐蚀。影响孔蚀的因素：合金/金属性质：钝化能力越强，敏感性越高； 介质的性质：孔蚀的发生和介质中含有活性阴离子或氧化性阳离子有关；氯离子 浓度增加，孔蚀电位下降，孔蚀容易发生； 温度：温度上升，孔蚀加速； 流动状态：静止状态的金属的孔蚀速度 比介质处于流动状态时大。 表面状态：光滑的和清洁的表面不易发 生孔蚀。 4孔蚀的控制方法：选用耐孔蚀合金，减 少钢中硫、碳含量；尽量减少介质中活性 阴离子的浓度；加入缓蚀剂，目的增加钝 化膜的稳定性或使受损金属再钝化；进行 钝化处理（用一定浓度的酸控制温度浸 泡）；采用外加阴极电流抑制孔蚀。 三．缝隙腐蚀：金属部件在介质中，由于 金属与金属或金属与非金属之间形成特 别小的缝隙，使缝隙内介质处于滞流状态， 引起缝内金属加速腐蚀，这种局部腐蚀称 为缝隙腐蚀。 基本机理：开始时，氧去极化反应在缝 内外以均匀速度进行，但随着反应的进行， 缝隙内的氧逐渐消耗，因为缝内为滞流状 态，所以缝外的氧无法扩散进来，缝内外 构成了宏观的氧浓差电池。缝内贫氧区为 阳极，发生金属溶解反应，缝外为阴极， 且构成大阴极小阳极的结构，二次产物在 缝口处形成，发展为闭塞电池。此时金属 离子难以扩散到缝外，随着缝内Fe离子 的积累，缝内正电荷过剩，促使缝外氯离 子迁移入内以保持电荷平衡。金属氯化物 的水解使缝内介质酸化，pH可下降到3 左右，因此，加速了阳极溶解，引起更多 的氯离子迁入，形成一个自催化过程，使 金属的溶解加速进行下去。 影响缝隙腐蚀的因素：金属本身：钝化 能力的高低影响缝隙腐蚀 介质：充气中性氯化物介质中发生，介质 中Cl浓度越高，发生腐蚀的可能性越大； 溶解氧的浓度大于0.5ppm时便会引起腐 蚀 温度越高，缝隙腐蚀的危害性越大 缝隙腐蚀的控制：选材：采用高钼、铬、 镍不锈钢可耐缝隙腐蚀；结构设计： 采用电化学保护法：使保护电位控制在击 穿电位和活化电位之间。 四．晶间腐蚀 腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的 邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微，这 种腐蚀称为晶间腐蚀。晶粒与晶界之间存 在一定的电位差，这主要是合金在受热不 当时，组织发生改变而引起的，所以晶间 腐蚀是一种组织电化学不均匀引起的局 部腐蚀 晶间腐蚀机理贫化理论以不锈钢的贫铬 理论为例：不锈钢在出厂前已经固溶处理， 即将钢加热到1050～1150℃后进行淬火 处理，目的是获得均相固溶体。奥氏体中 含有少量碳，碳在奥氏体中的固溶度随着 温度下降而减少，所以经固溶处理的钢， 碳是过饱和的。当钢无论是受热或冷却通 过450～850 ℃时，碳便会形成（Fe，Cr） 23 C6从奥氏体中析出分布在晶界上。（Fe， Cr）23C6的含铬量比奥氏体基体的含铬量 高很多，它的析出消耗了晶界处附近大量 的铬，而消耗的铬不能从晶粒中通过扩散 及时得到补充，结果晶界附近的含铬量低 于钝化必须的限量（12％），形成贫铬区， 因而钝态受到破坏，晶界电位下降，而晶 粒本身仍维持钝态，电位较高，晶粒与晶 界构成钝态－活化微电偶电池，电池具有 大阴极小阳极的面积比，这样就导致晶界 区的腐蚀。 晶间腐蚀的控制：重新固溶处理：稳定化 处理：加入一定量的钛和铌采用超低碳 不锈钢采用双相钢：在奥氏体中含有 10～20％铁素体的钢 五．应力腐蚀：金属材料在固定拉应力和 特定介质的共同作用下引起的破裂。简称 SCC。 六．腐蚀疲劳：金属材料在循环应力和腐 蚀介质的联合作用下，所引起的另一种腐 蚀形态。金属构件发生腐蚀疲劳时，局部 地区呈现宏观裂纹。纯机械疲劳要高于临 界循环应力值（疲劳极限）才能发生疲劳 破裂。腐蚀疲劳可以在很低的循环应力下 破裂。 七．磨损腐蚀：由于介质的运动速度大或 介质与金属构件相对运动速度大，导致构 件局部表面遭受严重的磨损，称为磨损腐 蚀，简称磨蚀。 八．选择性腐蚀：合金在腐蚀过程中，腐 蚀介质不是按合金的比例侵蚀，而是发生 了其中某种成分的选择性溶解，使合金的 机械强度下降，这种腐蚀形态称为成份选 择性腐蚀。
换热器局部腐蚀泄漏原因分析及预防措施 陶志远 （山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州253000） 【摘要】对一台换热器换热管泄漏原因进行分析，并研究预防换热管泄漏措施，提高换热器运行周期，保证装置稳定运行。 【关键词】换热器泄漏局部腐蚀蒸汽加热 在化工生产中，由于工艺的需要，在流程中往往存在着各种不同的换热过程，换热器就是用来进行此项热传递过程的设备，它可以使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺的需要。换热器的稳定运行在工艺生产中起着相当重要的作用，一旦泄漏会严重影响工艺，造成两种流体混合，导致不安全因素的产生。 某公司甲醇装置中有一换热器为该装置关键设备，该换热器在投用一年后发生泄漏。 1设备技术参数 设备技术参数及操作数据见表1 筒体材质为16MnR（热轧状态），规格为∮1500mm*14mm,总高8152ｍｍ。管板材质为16Ｍｎ。厚度88ｍｍ，锻件。换热管材质为10#钢，规格∮25ｍｍ＊2.5ｍｍ，退火状态。折流板５件，厚度16ｍｍ，材质Ｑ235－Ａ．换热面积：669ｍ２。 表1 2泄漏情况 该换热器于2004年投入运行，2006年7月系统停车时发现泄露。打压试漏时发现有34根换热管泄露。其中有10根比较严重。由于当时生产任务较紧，该换热器堵漏完毕后，投入运行，没有做深入的分析。 堵漏完毕后的换热器投入运行3个月后又发现泄露，再次拆开检查维修。在这次检查时，发现有的换热管在距上管板90毫米处有断开，随即技术人员仔细检查。用焊条在换热器上管板上探测换热管内壁，发现大部分换热管在距管板90毫米处用焊条滑动时内壁不光滑。于是技术人员决定将换热管抽出一根检查。换热管抽出后，将怀疑有缺陷的部位刨开，发现该处有一不规则的环状凹坑（见图1），换热管内表面其他部位良好，这说明其他换热管也存在环状凹坑。通过查看设备制造图纸，换热器管板厚度为80毫米，凹坑距管板大约10毫米。
局部腐蚀的几种形式 腐蚀定义为材料由于与其所处环境介质的反应而造成的破坏。对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。另一方面，像合金400 这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。这是由于合金400 可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。因而，设备的寿命也不能精确地预计。这里给出几种局部腐蚀的例子。 1. 电化学腐蚀 当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。此时，两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即阴极）。腐蚀由阴级上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。这种情况必须避免。另一方面，当我们将情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。这种情况是我们所期望的。在实用指南中，我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中。铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。另一方面，如果相反进行连接，即用钢铆钉来固定铜板，则在钢铆钉上会产生非常快的腐蚀。此时，铜板则由于钢的腐蚀而被阴极保护。有趣的是在这种情况下，铜离子的释放被停止，铜板将被海水中的有机物缠结。通常，铜的腐蚀可阻止缠结有机物的附着。在电厂设计中，电化学腐蚀是非常重要的，而且不应被忽视。 2. 浸蚀腐蚀 一块石头有可能堵塞在某一铜合金冷凝器的管子中。此时，石头的下流方向将立即产生紊流现象。这就会引起对铜保护氧化膜的浸蚀或磨损，并使未保护的铜合金金属暴露，以致产生进一步的腐蚀。这种循环趋于继续加剧浸蚀和腐蚀，直至造成管子穿孔为止。浸蚀腐蚀可通过采用良好的隔离技术来防止。 3. 缝隙腐蚀 缝隙腐蚀或氧聚集电池腐蚀是当金属表面出现某种沉淀或附着物时产生的。正好在沉淀物下面或缝隙内，溶液中的氧含量是低的，在缝隙的外面大量溶液中的氧含量很高，这就建立了一个电池，其沉淀物下或缝隙中是阳级而其外面是阴极。含氯化物介质的缝隙的内部，pH 值下降而氯化物浓集。这种酸性氯化物条件导致腐蚀加快并且是自动起媒介作用的。接着便发生了严重的局部腐蚀。这种腐蚀形式的例子可以在当一个不锈钢紧固件放置在一块不锈钢钢板上并暴露于含氯化物的水中时产生。缝隙腐蚀可以在螺栓头或垫圈作为阳极区时发生。防止沉淀物和结垢生成或使用高合金含量的材料将有助于减少缝隙腐蚀。 4. 点蚀 与缝隙腐蚀相似，尤其是在扩展阶段。与缝隙腐蚀不同的是，点蚀在金属表面没有缝隙出现的情况下也可以产生。与缝隙腐蚀相同的是，点蚀也是由于特殊的腐蚀剂如氯化物而造成的。它通常是由于金属表面上的某个缺陷而引起的。例如，在不锈钢或镍合金保护性氧化层中的某个缺陷。点蚀可通过采用抗腐蚀能力高的合金或消除引起点蚀的化学元素的方法来防止。一旦两种形式（点蚀和缝隙腐蚀）的腐蚀开始，则点蚀和缝隙腐蚀的扩展情况是相同的。金属离子，如不锈钢的铁离子，反应并形成亚铁离子。亚铁离子进一步氧化成三价铁离子。氯化物试图转移到坑或缝隙区内并且pH 值降低至大约1 或更低。在该区中氧含量很低。在坑或缝隙的外面大量溶液中，氧含量很高。随着坑的底部趋于阳极化，坑或缝隙的周围区趋于阴极化，于是电池电流的关系即被形成。当坑或缝隙中的腐蚀进一步扩展时，则变为自催化反应。三价铁离子与氯离子作用形成氯化铁。该反应不断重复并快速产生金属穿孔现象。点蚀或缝隙腐蚀是一种非常危险的腐蚀形式，因为它高度局部化并能快速造成金属的穿透破坏。 5. 剥落腐蚀
在液晶显示行业即LCD和LCM行业，COG工艺过程及产品经常会有腐蚀现象发生，也有许多工厂称之为电刻蚀。据调查，无论国内还是国外LCD行业都有不同程度的腐蚀现象存在，因为腐蚀问题，许多工厂损失巨大，单一生产COG产品的国外工厂出现腐蚀问题后损失可达百万人民币，同时此种现象不受控，工厂生产时有时一粒也不出，但有时比例高达100％。 如果对COGLCD做高温高湿实验，实验条件60℃,90％RH,腐蚀现象会更加明显且容易出现，从而利用这一实验条件可以对控制的效果进行评估和验证。 一、物质产生腐蚀的原因有哪些呢？ 腐蚀是工业上普遍存在的一种缺陷，尤其是在管道，建筑等等方面，COG类LCD电极腐蚀也属于这一范畴,根据腐蚀的理论，腐蚀的原因主要有以下几个方面： 1、电化学腐蚀 金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。 在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。 2、吸氧腐蚀 金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下： 负极（Fe）：Fe-2e=Fe2+ 正极（C）：2H2O+O2+4e=4OH- 钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀． 3、析氢腐蚀 在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是 负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+； 正极（碳）：溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑ 这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。
管道局部腐蚀原因分析 1．磨损、冲刷腐蚀 从查阅资料中发现,有80%的管线穿孔是由磨损、冲刷腐蚀造成。发生穿孔的管段中体现在井排来油汇管至分离器进口管段,以及污水外输泵出口管段。 穿孔的形式表现为点蚀,穿孔发生的部位突出表现在管线底部、弯头或三通下游直管段及外输泵出口(弯径后)管段。原因是:进站混输原油介质中含砂严重,在目前进站原油综合含水量极高的情况下,混输原油介质携砂、裹砂能力大幅度下降,砂粒随介质在管线底部高速流动,对管线底部形成线状磨损,在高矿化度含油污水的腐蚀影响下, 加速了管线的穿孔。同时,由于污水经过外输泵的加压增速,对外输泵出口管段,尤其是外输泵出口管段和闸阀后直管段底部形成强烈的冲刷磨损磨蚀,穿孔现象频繁发生。 2．微电池腐蚀 形成微电池腐蚀的原因是多方面的,但主要与金属的化学成分、合金组织、物理状态的不均、金属表面膜的不完整和土壤结构的差异有直接的关系。因在同一金属的不同部位存在着一些化学或物理状态上的不均匀分布,从而在相同金属的不同位置上形成了电极电位的高低差异,这也就产生了许许多多个微小的腐蚀电池。这种微电池腐蚀在站内工艺管网中是普遍存在的,直观地表现在与干线连接的压力表头和架空管道金属支撑架部位处的管道腐蚀上。前者主要是源于压力表接头与干线母材之间存在着化学成分的不均匀及金属组织的不均匀;后者则是由于金属掺套与架空管道焊接在一起,造成了金属掺套与干线母材均化学成分不均一,以及在架空管道受到热应力变形时,与支掺套相接触的管道所受到的应力状态不均匀。这些不均匀性, 都会导致管道受到微电池腐蚀。 3．浓差电池腐蚀 浓差电池腐蚀是站内工艺管道常见的一种腐蚀现象。穿墙、穿管沟的管线腐蚀大都属于浓差电池腐蚀。其腐蚀机理是:当同一种金属通过不同的电解质溶液或电解质溶液的浓度、温度、压力等条件不同时,在金属的表面便产生不同的电极电位,形成浓差腐蚀电池,电极电位较低的管道部位为腐蚀电池的阳极发生腐蚀。 站内工艺管网的架空管段,其保温层把伴热线和干线包裹在一起。由于伴热
常见的局部腐蚀 一、电偶腐蚀 1、不同金属的接触腐蚀（接触腐蚀、双金属腐蚀）。 2、M M n+ + ne 2H+ + 2e H2 3、异种金属接触产生腐蚀电位差异，金属界面附近产生电偶电流，电位较 低的金属M为阳极，溶解速度增大。 4、两者电位差较大，腐蚀倾向较大 5、阴极与阳极面积比值（S K/S A）增加，阳极金属腐蚀速度增加，即增大阴 极面积，阴极析氢反应加速，阳极溶解速度增大。 6、阳极腐蚀主要集中在接合处附近，超过一定的距离（有效距离）就几乎 不存在电偶效应。 7、热电偶腐蚀控制 （1）选择相容性材料：尽量避免异种金属或合金接触，尽量选取相容材料，在电偶序位于同组或位置较近的金属或合金。 （2）合理的结构设计： ①避免小阳极—大阴极结构，大阳极—小阴极结构相对安全，因为 阳极面积大，溶解速度相对减小。 ②不同腐蚀电位金属材料接触时，将其绝缘。 ③插入第三种金属，当绝缘设计困难时，可在其中插入能降低两者 电位差的一种材料。 ④将阳极部分设计成易于更换的部件。 二、小孔腐蚀 1、金属局部位置出现腐蚀小孔，并向深处发展，其余区域不腐蚀或腐蚀很 轻微。孔蚀或点蚀 2、蚀孔径小，只有数十微米，孔深，深度大于孔径。孔口多有覆盖物。 3、从开始到暴露要经历几个月或1~2年的诱导期. 4、蚀孔通常沿着重力或横向发展，很少在朝下的表面发生孔蚀
5、通常发生在有钝化膜或保护膜的金属表面，如不锈钢、钛、铝合金等。 由于金属表面存在缺陷（表面位错、非金属杂质等）和活性离子（Cl-）， 金属钝化膜局部被破坏，成为阳极，未被破坏的地方为阴极，形成钝化 —活化电池，生成小蚀坑（孔径多在20~30微米）。孔外金属表面受到阴 极保护，维持钝态。 6、Fe Fe2+ + 2e Cr Cr3+ + 3e Ni Ni2+ + 2e 7、随着氯离子不断迁入，使孔内形成金属氯化物（如FeCl2）的浓溶液，继 续水解生成盐酸，孔内pH值降低，在介质重力影响下，孔蚀向深处发 展。 8、自催化酸化作用：在腐蚀过程中，孔口的pH值逐渐升高，可溶性的盐 如Ca(HCO3)2转化为CaCO3沉淀物，沉积在孔口，形成闭塞电池，孔内 氯化物积聚、水解，酸度进一步增高，可使pH接近于0。 9、随着介质温度的升高，加速孔蚀的进程。 10、介质处于静止是对孔蚀的速度比流动状态大（层流），当流速增大至 湍流时，高速流体在金属表面发生磨损腐蚀。 11、粗糙、残留焊渣的部位，易发生孔蚀。 12、金属在介质中必须达到击穿或电蚀电位才发生孔蚀。 13、孔少，孔较深，孔多，孔较浅。 14、在不锈钢中加入钼、氮、硅等合金元素。或同时提高铬含量。 缓蚀剂：增加钝化膜稳定性或有利于迅速再钝化 外加阴极电流保护。 三、缝隙腐蚀 1、焊缝（气孔）、铆缝、垫片、法兰连接面、螺母压紧面、锈层、（泥沙、杂削）沉积物下面，一般宽度0.025—0.1mm。大于0.1mm 缝内介质不能形成滞留。 2、缝隙内缺氧，成为阳极，产生自催化加速作用，引起腐蚀。 3、几乎所有的金属和合金都会产生缝隙腐蚀，比孔蚀更为普遍。 4、机理：初期，金属离子或氧浓度差电池作用，进一步发展，与孔蚀相似，
金属常见的几种腐蚀简介 一、垢下腐蚀 1、定义 垢下腐蚀under-deposit corrosion：金属表面沉积物产生的腐蚀 2、腐蚀机理 一种特殊的局部腐蚀形态，其机理是由于受设备几何形状和腐蚀产物、沉积物的影响，使得介质在金属表面的流动和电介质的扩散受到限制，造成被阻塞的的空腔内介质化学成分与整体介质有很大差别，空腔内介质pH值发生较大变化，形成阻塞电池腐蚀（Occude cell corrosion），尖端的电极电位下降，造成电池腐蚀。按其腐蚀原理可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种，通常循环冷却系统的垢下腐蚀为酸性腐蚀。 结垢是指在冷却水中所含成垢组分在水侧金属表面的结垢过程，污垢是包括水垢在内的固形物的集合体。常见的污垢物有：泥渣及粉尘砂粒，腐蚀产物，天然有机物群生物群体，一般有碎屑、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁和污垢的沉积，冷却塔的污垢来自于以下几个方面：①来自补充水的污垢。②来自空气污垢。③来自系统本身的污垢。 微生物是一些细小多为肉眼看不见的生物，微生物的种类有细菌、藻类、真菌和原生动物，微生物在冷却水系统中大量繁殖，会使冷却水颜色变黑，发生恶臭。破坏环境，同时会形成大量粘泥使冷却塔的冷却效率降低，使效率迅速降低的水头损失增加，沉积在金属表面的菌类，会引起严重的垢下腐蚀所有这些总是导致冷却水系统不能长期安全运转影响生产，造成经济损失。因此，微生物危害与水垢腐蚀对冷却水的危害是一样的重要三者比较起来控制微生物的危害应是首要的。冷却水的微生物有以下种类：有真菌、硫酸菌、还原菌、自养菌、异样菌、硫细菌、铁细菌、硝化菌、藻类，藻类是低级的绿色植物，没有要茎叶的分化固然又叫原植体植物，藻类与菌类的主要区别在于具有色素体的色素，能进行光合作用。制造营养物质是光合自养型生物，在循环冷却水系统，常出现的有蓝绿藻、绿藻、硅藻三大类，在循环冷却水池，冷却塔受光照的部分生长繁殖枯死的藻类进入循环冷却系统成为沉积物的一种成份，金属的垢下腐蚀是由于其本身电化学腐蚀存在自催化作用，酸腐蚀是氢的去极化作用(2H++2e→H2)，腐蚀产物