全面腐蚀与局部腐蚀
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化工企业设备管道腐蚀安全危害及管控措施浅析腐蚀形态腐蚀形态可分为全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀等。
一、全面腐蚀全面腐蚀是在设备管道较大面积上产生的程度基本相同的腐蚀,结果造成金属大范围全面减薄以致被破坏,不能再继续使用。
如,在碳钢强酸、强碱中发生的腐蚀属于全面腐蚀。
对于全面腐蚀,可通过挂片试验或定期检测,计算出腐蚀速率,可预算出金属结构或设备的使用寿命,因此,突发失效和泄漏事故的风险相对容易防控。
二、局部腐蚀与全面腐蚀相比其危害性却要严重得多,局部腐蚀造成的失效事故往往没有先兆,一般为突发性的破坏,通常难以预测,局部腐蚀破坏的控制也较为困难,所以管控措施制定不全面,落实不到位,很可能造成重大泄漏而引发火灾或人身伤亡事故。
如点蚀能导致容器或管道穿孔泄漏,应力腐蚀则会导致构件的承载能力大大降低等。
而局部腐蚀中又以点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳形式最为突出。
1.点蚀(孔蚀):集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态,一般是直径小而深度深。
点蚀产生的危害特点:(1)点蚀一旦发生,孔内溶解速度相当大,经常突然之间导致事故的发生;(2)点蚀经常发生在具有自钝化性能的金属或合金上,并且在含氯离子的介质中更易发生,如奥氏体不锈钢管道在输送含氯离子或溴离子的介质时最容易产生点蚀等。
(3)点蚀通常发生在静滞的溶液中,有流速或提高流速常可减轻或不发生点蚀。
据腐蚀失效引发的事故事例的调查结果表明,全面腐蚀仅占约20%,其余约80%为局部腐蚀破坏,如2019年6月21日,美国费城能源解决方案公司炼油厂氢氟酸烷基化装置发生爆炸,造成5人受伤。
事故直接原因是管道弯头由于腐蚀变薄,进而发生破裂,管道内丙烷泄漏发生火灾爆炸事故。
2.缝隙腐蚀:腐蚀介质中的金属表面上,在缝隙和其他隐蔽的区域内发生的局部腐蚀。
缝隙腐蚀一般认为是浓差腐蚀电池的原理,即由于缝隙内和周围溶液之间氧浓度或金属离子浓度存在差异造成的。
缝隙腐蚀在许多介质中发生,但以含氯化物的溶液中最严重,其机理不仅是氧浓差电池的作用,还有像点蚀那样的自催化作用。
什么叫做全面腐蚀和局部腐蚀?
在水中金属的腐蚀是电化学腐蚀。
电化学腐蚀又分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀相对较均匀,在金属表面上大量分布着微阴极和微阳极,故这种腐蚀不易造成穿孔,腐蚀产物氧化铁可在整个金属表面上形成,在一定情况下有保护作用。
当腐蚀集中于金属表面的某些部位时,则称为局部腐蚀。
局部腐蚀的速度很快,往往在早期就可使材料腐蚀穿孔或龟裂,所以危害性很大。
垢下腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等均属局部腐蚀。
全面腐蚀的阴、阳极并不分离,阴极面积等于阳极面积,阴极电位等于阳极电位。
局部腐蚀的阴、阳极互相分离,阴极面积大于阳极面积,但阳极电位小于阴极电位,腐蚀产物无保护作用。
不锈钢按腐蚀形态的分类及常见的腐蚀形态
按腐蚀的形态分类:可分为全面(均匀)腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀:腐蚀分布在介质与不锈钢相接触的整个界面上,全面腐蚀主要出现在酸、碱、 盐等腐蚀环境中;
局部腐蚀:腐蚀分布在不锈钢表面的某些局部。
局部腐蚀多出现在含卤素离子,例如 的大气和水环境中。
局部腐蚀的危害远远大于全面腐蚀,许多局部腐蚀常常在设备、构件等没 有任何宏观变形甚至在没有任何破损预兆的情况下,就会迅速、突然地破坏,从而造成严重的 甚至是灾难性的后果。
常见的腐蚀形态 图8.5系国外1962~1997年间对不锈钢腐蚀形态的统计。
CL
从图8.5中可以得出以下结论。
1腐蚀形式主要有全面腐蚀、晶间腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳以及高温腐蚀。
2,全面腐蚀中,新出现的茶色腐蚀增长迅速。
由于茶色腐蚀一般仅为表面变色并不影响不锈钢设备结构的完整性和使用寿命;但从美学角度,则影响很大。
3,晶间腐蚀大量减少,1990年以后已很少出现。
4,1962~1971年大量存在的应力腐蚀(占49%)1990年以来也显著降低,但仍占有较高的比例(10%以上)。
5, 点蚀和缝隙腐蚀有增长趋势。
6, 腐蚀疲劳和高温腐蚀事例,虽然1990~1992年间有显著增加,但1995~1997年已有所减少。
(转自不锈钢概论)。