氯離子腐蝕機(jī)理及防護(hù)(編輯修改稿)
2025-09-05 13:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3. 1 孔蝕失效機(jī)理在壓力容器表面的局部地區(qū),出現(xiàn)向深處腐蝕的小孔,其余地區(qū)不腐蝕或腐蝕輕微,這種腐蝕形態(tài)稱(chēng)為小孔腐蝕(也稱(chēng)點(diǎn)蝕) 。點(diǎn)蝕一般在靜止的介質(zhì)中容易發(fā)生。具有自鈍化特性的金屬在含有氯離子的介質(zhì)中,經(jīng)常發(fā)生孔蝕。蝕孔通常沿著重力方向或橫向方向發(fā)展,孔蝕一旦形成,具有深挖的動(dòng)力,即向深處自動(dòng)加速。含有氯離子的水溶液中,不銹鋼表面的氧化膜便產(chǎn)生了溶解,其原因是由于氯離子能優(yōu)先有選擇地吸附在氧化膜上,把氧原子排掉,然后和氧化膜中的陽(yáng)離子結(jié)合成可溶性氯化物,結(jié)果在基底金屬上生成孔徑為20μm～30μm 小蝕坑,這些小蝕坑便是孔蝕核。在外加陽(yáng)極極化條件下,只要介質(zhì)中含有一定量的氯離子,便可能使蝕核發(fā)展成蝕孔。在自然條件下的腐蝕,含氯離子的介質(zhì)中含有氧或陽(yáng)離子氧或陽(yáng)離子氧化劑時(shí),能促使蝕核長(zhǎng)大成蝕孔。氧化劑能促進(jìn)陽(yáng)極極化過(guò)程,使金屬的腐蝕電位上升至孔蝕臨界電位以上。蝕孔內(nèi)的金屬表面處于活化狀態(tài),電位較負(fù),蝕孔外的金屬表面處于鈍化狀態(tài),電位較正,于是孔內(nèi)和孔外構(gòu)成一個(gè)活態(tài)———鈍態(tài)微電偶腐蝕電池,電池具有大陰極小陽(yáng)極面積比結(jié)構(gòu),陽(yáng)極電流密度很大,蝕孔加深很快,孔外金屬表面同時(shí)受到陰極保護(hù),可繼續(xù)維持鈍化狀態(tài)?？變?nèi)主要發(fā)生陽(yáng)極溶解:Fe →Fe2 + + 2e ,Cr →Cr3 + + 3e ,Ni →Ni2 + + 2e 。介質(zhì)呈中性或弱堿性時(shí),孔外的主要反應(yīng)為:O2 + H2O + 2e →2OH ?！ ∮捎陉帯㈥?yáng)兩極彼此分離,二次腐蝕產(chǎn)物將在孔口形成,沒(méi)有多大的保護(hù)作用。孔內(nèi)介質(zhì)相對(duì)于孔外介質(zhì)呈滯流狀態(tài),溶解的金屬陽(yáng)離子不易往外擴(kuò)散,溶解氧也不易擴(kuò)散進(jìn)來(lái)。由于孔內(nèi)金屬陽(yáng)離子濃度增加,氯離子遷入以維持電中性,這樣就使孔內(nèi)形成金屬氯化物的濃溶液,這種濃溶液可使孔內(nèi)金屬表面繼續(xù)維持活化狀態(tài)。又由于氯化物水解的結(jié)果,孔內(nèi)介質(zhì)酸度增加,使陽(yáng)極溶解加快,蝕孔進(jìn)一步發(fā)展,孔口介質(zhì)的pH值逐漸升高,水中的可溶性鹽將轉(zhuǎn)化為沉淀物,結(jié)果銹層、垢層一起在孔口沉積形成一個(gè)閉塞電池。閉塞電池形成后,孔內(nèi)、外物質(zhì)交換更加困難,使孔內(nèi)金屬氯化物更加濃縮,氯化物水解使介質(zhì)酸度進(jìn)一步增加,酸度的增加將使陽(yáng)極溶解速度進(jìn)一步加快,蝕孔的高速度深化,可把金屬斷面蝕穿。這種由閉塞電路引起的孔內(nèi)酸化從而加速腐蝕的作用稱(chēng)為自催化酸化作用。影響孔蝕的因素很多
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