第二章：电偶腐蚀：实例1：六十年代初，美国破冰船壳上的焊缝很快腐蚀，比船壳钢板腐蚀还更严重，原因是焊接金属对船壳是阳极。

加之船壳的涂层系统被冰擦伤，阴极保护系统的阳极也被冰刮落，失去了保护作用。

Eg：焊缝是阳极，船壳是阴极，这就构成了小阳极大阴极的电偶腐蚀电池。

在“制造”部分已经讲到，由于焊缝高温熔化和冷却过程中成分和组织的变化，如果焊条选择不当，很容易造成焊缝耐腐蚀性低于母体，使焊缝发生优先腐蚀。

如果焊缝的电位比母体低得多，那么焊缝与母材组成电偶腐蚀电池，焊缝的腐蚀将大大的加速。

所以在选择焊接金属时一个基本的原则：焊缝相对于母材应是阴极性的。

///对于船舶来说，船壳上都有涂层，大多数还使用阴极保护。

涂料层如果完整致密，将船体和海水隔开，而阴极保护又将船壳控制在同一个保护电位，消除了电位的差异。

所以只要涂层和阴极保护正常。

那么焊缝与母材的电偶腐蚀问题是不会发生的。

实例2：某发电厂凝汽器的管束材质为黄铜，花板未碳钢。

原来使用河水作凝汽器的冷却水，后来因为缺水，便掺入了一些海水。

结果许多设备的腐蚀都加剧了，特别是凝汽器的花板，膨接处的腐蚀率达到20-25mm/a。

Eg：黄铜管束与碳钢花板组成了电偶对，碳钢作为阳极而黄铜作为阴极。

由于黄铜管束面积比碳钢面积大得多，这又是一个小阳极大阴极的组合。

因而天花板可能遭到电偶腐蚀。

///在使用河水作冷却水时电偶腐蚀问题并不明显，没有引起注意；而在河水中掺入海水是电偶腐蚀问题突出了。

这是因为河水的电阻率大，导电性不好，而海水的导电性很好。

腐蚀电池的电流回路包括溶液的欧姆电阻，欧姆电阻大则电池工作阻力大，腐蚀电流小。

海水电阻率小，腐蚀电池电流回路的欧姆电阻笑，因而阳极碳钢花板的电偶腐蚀大大加剧。

实例2：某啤酒厂的大啤酒罐，用碳钢制造，表面涂覆防腐涂料，用了20年。

为了解决罐底涂料层容易损坏的问题，新造贮罐采用了不锈钢板作罐底，筒体仍用碳钢。

认为不锈钢完全耐蚀就没有涂覆涂料。

几个月后，碳钢罐壁靠近不锈钢的一条窄带内发生大量蚀孔泄漏。

Eg：碳钢罐壁和不锈钢罐底组成了电偶腐蚀电池，碳钢作为阳极，可能发生加速腐蚀破坏。

失误（碳钢罐壁表面涂覆了涂料，而不锈钢罐底表面没有涂覆涂料。

如果当初在不锈钢罐底也涂漆的话，碳钢罐壁是不会发生这么迅速的腐蚀破坏的）。

涂料层由于薄，很难避免空隙。

空隙中裸露出的碳钢变成为小小的阳极区；而罐底不锈钢作为很大的阳极区。

根据阳极对阳极的面积比估计，空隙内碳钢的腐蚀率可达到25mm/a，难怪在几个月之内将碳钢罐壁出了很多小孔。

应力腐蚀：事例1：某轻油制氢装置再生塔底重沸器为U型管换热器。

管程走低变气167℃，壳程走本菲尔溶液117 ℃，其中加有V2O5作为缓蚀剂。

换热管为1Cr18Ni9Ti不锈钢，管板为16Mn钢。

使用两年后，发现管子与管板连接处的缝隙内发生腐蚀。

分析：V2O5是一种钝化剂，能使16Mn钝化，表面生成保护膜。

使用钝化剂的基本要求是：钝化剂的浓度必须超过临界致钝浓度。

Eg：这里考虑奥氏体不锈钢的氯化物溶液中的scc，冷去水中氯化物含量控制很低，但仍然发生了scc破坏。

///设备为热交换器，结构为管壳式。

工艺介质走管程，水走壳程，进行热交换。

因此，不锈钢管子外面接触的的介质都是水而不是氯化物溶液。

水中所含氯化物只是一种杂志，其含量是很低的。

应该不会发生scc的。

问题主要发生在氯化物浓缩富集。

对管壳式热交换器来说，当壳程走水时，氯化物浓缩主要部位是高温端管子与管板连接部位，即管头。

//氯化物浓缩原因是气化，浓缩。

//改进方法：a改进管子和管板的联结结构以消除缝隙，如采用深孔封焊。

在用胀联结时一定要用胀满，以尽量减少缝隙。

也可以用涂料将缝隙封闭。

b对立式热交换器，在结构上作出改进，提高壳程水位，使管束完全被水浸没，不形成汽液界面，可大大减轻管头部位的腐蚀破坏。

C管板采用不锈钢-碳钢复合板，以碳钢为牺牲阳极，对不锈钢管头起阴极保护作用，对降低scc破坏也有效。

实例一：一条碳钢管道输送98%浓硫酸，原来的流速为0.6m/s，输送时间需1小时。

为了缩短输送时间，安装了一台大马力的泵，流速增加到1.52m/s，输送时间只需要15分钟。

但管道在不到一周时间内就破坏了。

Eg：对于接触流体的设备来首，流速是一个重要的环境因素，但流速对金属材料腐蚀速度的影响是复杂。

当金属的耐腐蚀性是依靠表面膜的保护作用时，如果流速超过了某一个临界值的时候，由于表面膜被破坏就会使腐蚀速度迅速增大。

这种局部腐蚀称为磨损腐蚀。

是介质的腐蚀和流体的冲刷的联合作用造成的破坏。

流体冲刷使表面膜破坏，露出新鲜金属表面在介质腐蚀作用下发生溶解，形成蚀坑。

蚀坑形成识液流更急急乱，湍流又将新生的表面膜破坏。

这样子使设备更快穿孔。

///在选择流速时面临两个方面的因素。

一方面，流速较低则管道直径就要较大，（对一定的流量）,设备费用增加。

另一方面，流速较高，管道腐蚀速度增大，使用寿命缩短，甚至可能造成更大的事故。

这样需要考虑金属材料的临界流速，进行适当的选择。

同时，在设计管道系统的工作中，应尽量避免流动方向突然变化，流动截面积突然变化，减小对流动的阻碍，以避免形成湍流和涡旋。

事例1…某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。

经鉴定为应力腐蚀破裂。

Eg：在氯化钾生产中选用1cr18Ni9Ti这种奥氏体不锈钢转鼓是不当的。

氯化钾溶液是通过离心机转鼓过滤的。

氯化钾浓度为28be，氯离子含量远远超过了发生应力腐蚀破裂所需的临界氯离子的浓度，溶液ph值在中性范围内。

加之设备间断运行，溶液与空气的氧气能充分接触。

这就是奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。

/// 保护，如停用期间使之完全浸与水中，与空气隔离；定期冲洗去掉表面氯化物等，尽量减轻发生应力破裂的环境条件，以延长使用寿命，不过，发生这种转鼓断裂飞出的恶性事故可能有一定的偶然性，但这种普通的奥氏体不锈钢用于这种高浓度氯化物环境，即使不发生这种恶性事故，其寿命也不长，因为除应力腐蚀还有，孔蚀，缝隙腐蚀等。

实例1：北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（00Cr18Ni9）管更换。

使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。

Eg：在北方冬季公路上撒盐作防冻剂，盐渗入土壤使公路两侧的土壤中氯化钠的含量大大提高，而选材者却不了解没有对土壤腐蚀做过分析。

就决定更换不锈钢管。

将奥氏体不锈钢用在这种含有很多氯化钠的潮湿土壤中，不锈钢肯定表现不佳，也需还不如碳钢呢。

实例二：高压聚乙烯车间反应器R－4240及产品冷却器E－4219，在运行过程中出现多处夹套水泄漏现象，2004年10月出现多处夹套水泄漏现象后，停车对夹套泄漏点周边1米范围进行了超探检查，发现夹套进口处内侧的夹套壁厚由δ8mm减小到δ3mm左右，夹套其他位置的壁厚减小至δ7.3mm左右（见图A中夹套泄漏点）。

提示：由于入水处死角内的水过热造成了局部汽化，引起汽蚀冲刷减薄第六章：事例一：某公司选用不锈钢管作地下输油管道。

安装后大约一年准备投入使用，油从一端泵入，在另一端却未见油出现。

检查发现管道上因腐蚀形成了许多小孔，油全部漏掉了。

又发现该管道附近有一条碳钢管道实施了阴极保护，认为不锈钢是耐蚀材料，并没有将不锈钢连接到阴极保护系统。

Eg：对埋地管道和其他设施，效果最好的防护技术是涂层加阴极保护。

对于大面积的设备来说，如果表面没有涂层（裸金属），需要的电流还是很大。

另一方面，被保护设备表面的电流分布是不均匀的（电流分布均匀性称为分散力），对于长的管道，一个阳极站保护的管道长度比较短，使阳极站的设计很复杂。

///阳极保护电机从埋地阳极通过土壤流向被保护的管道。

当附近有其他管道时，电流可能从一个部位流出。

电流流出的部位成为阳极区，使该处管道遭到腐蚀。

即使是不锈钢也一样会发生杂散电流腐蚀。

///为了避免阴极保护造成的杂散电流腐蚀，可采如下方法：a最好的方法在设计将附近的管道和设施都纳入阴极保护系统，一道进行保护。

b提高管道相交段的表面绝缘等级，或涂覆新的绝缘层，以避免杂散电流流入。

涂覆长度一般10m左右。

c在多管道地区，最好采用多个阳极站，每个站的保护电流较小，阳极站离被保护管道较近，以缩小保护电流范围。

D在地下设施密集的城市地区，可采用深井埋置阳极（井深15m以上），阳极在井中垂直方向安装。

事例二：海边一座混凝土石油装运码头，混凝土台面支撑在钢管上。

钢管表面涂漆并加阴极保护。

电源负极连在钢筋上。

阳极是镀铂钛悬挂在海水中。

在石油装卸过程中，码头受到周期性机械应力，引起混凝土某些物理破坏。

使用12年后发现，平台的混凝土台面出现严重胀裂，钢筋暴露出来。

Eg：在阴极保护实施中电连接十分重要，被保护设备和电影负极用导线连通，被保护设备和电极负极用导线连通，导线直径要和保护电流相匹配，以减小线路电压降；导线与设备要连接牢固，电接触良好，不存在大的电阻，特别要防止在使用过程中短线，使保护失效。

///施工时将导线接到混凝土钢筋上而不是支撑钢管上，可能是图方便。

因为钢筋与平台支撑钢管是导通的，所以开始不会出现问题。

但随着码头的运行，混凝土平台发生某些物理破坏。

钢筋之间的电连接减弱甚至中断。

某些钢筋脱离了阴极保护系统，电流不能通过电路排出，就会发生杂散电流腐蚀。

腐蚀产物体积一般大于被腐蚀金属，腐蚀产物膨胀产生很大应力。

腐蚀严重时，混凝土覆层被胀裂。

///对混凝土中的钢筋也可以采用阴极保护，为了保证电路通畅，避免某些钢筋因脱离而受到杂散电流腐蚀，钢筋绑扎后还需焊接。