工业腐蚀与防护--09孔蚀

工业腐蚀与防护--第九篇 孔蚀



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孔蚀的基本概念金属材料在某些环境介质中，经过一定的时间后，大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微，但在个别的点或微小区域内，出现蚀孔或麻点，且随着时间的推移，蚀孔不断向纵深方向发展，形成小孔状腐蚀坑。这种金属表面上局限在小孔或斑点这样小面积上的腐蚀现象，叫做孔蚀，又称为点腐蚀。孔蚀是一种隐蔽性较强、危险性很大的局部腐蚀。

孔蚀发生的条件
1、孔蚀通常发生在易钝化金属或合金中，同时往往在有侵蚀性阴离子(例如CI)与氧化剂共存的条件下。例如，不锈钢、铝及铝合金、钛及钛合金，在近中性的含氯离子的水溶液或其他特定介质中，可能发生局部溶解形成孔蚀。
2、孔蚀是一种由小阳极大阴极腐蚀电池引起的阳极区高度集中的局部腐蚀形式。在这里总结了五类孔蚀，特点简介如下：


A.最常见也最重要的孔蚀发生在与具有中等pH值(约3~10)的氯化物溶液相接触的钝化铁基合金上。在钝化区的某一临界电位(在无CI-存在时，该电位可延伸至析氧电位)，曲线1偏离原来几乎是水平的部分，表现为阳极电流密度急剧增大。在该电位下，孔蚀成核并开始生长。这类孔蚀的典刑实例是不锈钢在氯化钠溶液中发生的孔蚀。


B.第二类孔蚀起始于接近于活化-钝化转变区的电位下，且发生在直至析氧反应电位的较正的电位区。其实践意义是，这种情况下实际上不存在钝化区。例如:不锈钢在侵蚀性很强的介质中，如室温浓 HCl及100°C以上的高浓MgCl2溶液中。


C.某些情况下，孔蚀发生在过钝化电位区，在此区域，氧化破坏，金属受到局部侵蚀。例如:铁在ClO4-溶液中。


D.孔蚀也发生在活化-钝化转变区内。在致钝电位(钝化临界电位)下，蚀孔密度最高，但在此条件下继续极化一段时间，则腐蚀孔可连接起来而导致全面腐蚀。在较高阳极电位下，孔蚀停正，因金属表面完全钝化。例如:铁在硫酸盐溶液中。


E.当金属表面状态不均匀且表面上含有比其周围表面更为活性的区域时，孔蚀有可能在活化电位区发生。例如:含有硫化物夹杂的碳钢(软钢)与近中性的氯化物溶液相接触时，若碳钢最初被氧化膜所覆盖，则在暴露于表面上的硫化物夹杂处(或氧化皮不完整处)，金属受到侵蚀，孔蚀成核，但这通常随后会发生全面腐蚀。


3、大多数孔蚀现象与卤素离子有关，但现已发现，在有其他物质存在时或在其他的电位区间，也可能发生孔蚀。例如，某些情况下，纯水及非水溶液也可能导致孔蚀:在不少金属介质体系中，可能找不到特定的孔蚀电位。


孔蚀也可发生在酸化的酒精溶液中，多数情况下，极化曲线也表现出有孔蚀电位存在。酸的存在是发生这类孔蚀的必要条件。


碳钢和不锈钢在50~200°C含溶解氧的纯水中也可发生孔蚀。


孔蚀形貌特征
从外观上看，有开口式的蚀孔，也有闭口式的，即表面为腐蚀产物所覆盖或表面仍残留有呈现凹痕的金属薄层，内部则隐藏着严重的蚀坑。从试验及现场失效实物分析所获得的孔蚀坑的剖面形貌基本上有7种不同特征的形貌。

工业腐蚀与防护汇总贴
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(出处: 海川化工论坛（化海川流hcbbs）)

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