第一章绪论 - 机械工程学院.ppt

日本：三级 级别 腐蚀速度/mm.a-1 耐蚀性等级 1 0.1 严格耐蚀 2 0.1~1.0 不严格耐蚀 3 1.0 耐蚀性差 十级标准分得太细，三级标准比较简单，但在一些严格的场合又往往过于 粗略，如对于一些精密零件，虽然腐蚀速率小于1.0 mm/a，这样的材料也 不见得“可用”，故应视具体情况而应用。 级别 腐蚀速度/mm.a-1 耐蚀性等级 1 ＜0.05 优良 2 0.05~0.5 良好 3 0.5~ 1.5 可用，腐蚀较轻 4 1.5 不适用，腐蚀严重 金属耐蚀性等级：按深度指标评价 中国：四级 金属腐蚀分类 按材料腐蚀形态 全面腐蚀 均匀腐蚀 不均匀腐蚀 局部腐蚀 点蚀（孔蚀） 缝隙腐蚀及丝状腐蚀 电偶腐蚀（接触腐蚀） 晶间腐蚀 选择性腐蚀 电偶腐蚀 例子1. 美国海洋生物学家小组进行贻贝研究，笼子用钢丝绳悬挂在灯船下面，笼子放入海洋中选定的位置，经过了几个星期，科学家们回来时发现只有绳子悬在那里，笼子已经掉在海底了。 原来固定笼子的方法是将钢丝绳穿过一个孔洞，再将末端折弯过来，做成一个圈，再绑扎起来。不幸的是，他们选用的绑扎材料是铝丝。 电偶腐蚀 例2. 有一游艇用Monel蒙乃尔合金(Ni70Cu30 )制造船壳，铆钉用碳钢制造。很短时间内由于钢铆钉严重腐蚀，游艇不能航行。 例3：用于盐酸生产的石墨冷却器，管束是石墨的，而壳体不能用石墨制造，一般是钢的，这就容易产生电偶腐蚀。 局部腐蚀之--电偶腐蚀 点腐蚀 炼油设备中许多塔、容器的内壁，长期接触含Cl-、SO42-的中性或接近中性的介质，使碳钢表面普遍产生腐蚀坑点。 点腐蚀 图 304不锈钢在含Cl-溶液中的现场腐蚀形貌 局部腐蚀之--点腐蚀 缝隙腐蚀现象 螺母下的缝隙腐蚀 实验室模拟 缝隙腐蚀现象 管线涂层破裂处可能会发生 局部腐蚀之--缝隙腐蚀 晶间腐蚀 晶间腐蚀的定义： 晶间腐蚀是沿着或紧挨着金属晶粒边界或邻近区域向内部扩展的腐蚀，而晶粒本身腐蚀却很轻微的一种局部腐蚀形态。 奥氏体不锈钢晶间腐蚀 0Cr18Ni9Ti 操作压力：0.5MPa，操作温度：500℃，规格：Φ159×5mm，材质：0Cr18Ni9Ti，使用8年2个月，一直运行无异常，测厚无减薄，硬度无异常。 晶间腐蚀 局部腐蚀之--晶间腐蚀 应力腐蚀开裂现象 含硫输气管线沿着焊缝处发生的开裂 局部腐蚀之--应力腐蚀 应力腐蚀开裂现象 应力腐蚀断裂的定义 应力腐蚀断裂的SCC定义：金属在拉应力和特定的化学介质的共同作用下，由于腐蚀介质与应力的协同作用而发生的低应力脆性断裂现象。 奥氏体不锈钢氯化物SCC 奥氏体不锈钢：性能优良，应用广泛 耐应力腐蚀性能差 氯化物、纯水、热碱、湿硫化氢 奥氏体不锈钢应力腐蚀 冲刷腐蚀 冲蚀是流体的冲刷与腐蚀协同作用的结果 静止或低速的腐蚀介质中，腐蚀不严重 腐蚀流体高速运动破坏（减薄或去除）金属表面的保护膜或腐蚀产物膜加速金属腐蚀过程 冲刷腐蚀的定义 局部腐蚀之--冲刷腐蚀 局部腐蚀之--膜下腐蚀 局部腐蚀之--微生物腐蚀 各种腐蚀所占比例 1.11 腐蚀速度的表示方法 金属遭受腐蚀以后，其重量、厚度、机械性能以及组织结构等都会发生变化。这些物理和力学性能的变化可以用来表示金属腐蚀程度。发生均匀腐蚀时，通常可以采用重量指标、深度指标和电流指标，并用平均腐蚀速率来表示。 1 金属腐蚀速度的重量指标（g/m2·h) 这种指标是把金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当于单位面积上单位时间内金属的重量变化值。重量变化值就是腐蚀前后的重量差，可能增加也可能减少，如果腐蚀产物容易去除，则减少；反之，如果腐蚀产物完全牢固地附着在金属材料表面，则重量增加。 V-＝(W0-W1) / (S·t ) （g/m2.h） V+＝(W1-W0 )/ (S·t ) 其中，W0 样品腐蚀前质量，g； W1 样品腐蚀后清除腐蚀产物后质量，g； S 样品金属表面积，m2； t 腐蚀时间，h。 腐蚀裕量 例15：某化肥厂变换工段通往水洗塔的煤气管线直径为420 mm的碳钢管，压力为2.8 MPa。介质为氢、氮、CO、CO2、少量水和微量H2S。管道设计壁厚14mm，在建造时该厂将壁厚减小为8 mm。在使用过程中对管道腐蚀情况没有任何监测。7年后突然在管道的三通焊缝处发生破裂，经检查破裂处管道壁厚仅存3mm，已失去强度因而破裂。（3-1） 腐蚀裕量 8mm的壁厚是根据2.8MPa的压力决定的，因为对这样大的压力,8 mm