研究生-第六章 常见局部腐蚀形态..

M1 : c1、ic1 M 2 : c 2、ic 2
c1 c 2
金属M1和M2接触时，金属M2将遭受电偶腐蚀
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6.1 电偶腐蚀
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6.1 电偶腐蚀
二、原理
M1 M 1n ne H2
n M2 ne
2 H 2e
M2
2 H 2e
H2
接触前：M1：c1、ic1；M2：c2、ic2， c1 > c2 接触后：M1：c、iM1，显然iM1 ic1 即M1减缓腐蚀
工业纯铝(1100)
锌 镁和镁合金
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6.1 电偶腐蚀
注意：
腐蚀电位的比较:
不能离开环境条件
同一种电偶组合在不同环境条件中不仅腐蚀电位差的
数值不一样，甚至可能发生极性反转
在同一环境中，随着腐蚀过程的进行，两种金属的腐
蚀电位相对关系也会改变。
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6.1 电偶腐蚀
2. 阴、阳极表面面积比(Sk/Sa) 随着阴极性金属M1面积增大，阳极性金属M2的电偶电流
介质温度变化有时可使电偶腐蚀的两种金属极性
发生变化 Ex: 钢和锌的电偶腐蚀
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6.1 电偶腐蚀
电偶腐蚀举例：
蒙耐尔合金船壳—碳钢铆钉 纱窗：丝网—铝合金 碳钢贮槽
1. 全碳钢，内涂防腐涂料，可使用10年
2. 底部换成不锈钢（无涂料），只用了几个月
铆钉—钢
两种不同金属接触，要在其中之一涂漆， 应涂在哪种金属上？ 设计中考虑避免电偶腐蚀，但在施工中被破坏
1. 金属本身的 敏感性 钝化能力越强，敏感性越高 2. 介质 充气、含活性阴离子的介质中易发生 Cl-浓度、O2、温度 3. 缝隙宽度 0.025~0.1mm
并把它们从高到低排列，便得到所谓电偶序
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一些工业金属和合金在海水中的电偶序
铂 阴 极 性 金 石墨 钛 Chlorimet2(66Ni,32Mo,1Fe) Hastelloy B (60Ni,30Mo,6Fe,1Mn) Inconel(活态) 镍(活态) 锡 铅 铅-锡焊药 18-8钼不锈钢(活态) 18-8不锈钢(活态) 高镍铸铁 13%Cr不锈钢 铸铁 阳 极 性 钢或铁 2024铝(4.5Cu,1.5Mg,0.6Mu) 镉
银
Chlorimet 3(62Ni,1Fra Baidu bibliotekCr,18Mo) Hastelloy C (62Ni,17Cr,15Mo) 18-8Mo不锈钢(钝态) 18-8不锈钢(钝态)
11~30%Cr不锈钢(钝态)
Inconel(80Ni,13Cr,7Fe)(钝态) 镍(钝态) 银焊药 Monel(70Ni,32Cu) 铜镍合金(60~90Cu,40~11Ni) 青铜 铜 黄铜
第六章 常见局部腐蚀形态
主要内容
电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、应
力腐蚀、选择性腐蚀、微生物腐蚀等局部腐 蚀的产生条件、影响因素、防止方法
这几种局部腐蚀的机理
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1. 金属腐蚀按形态分类：
全面腐蚀 局部腐蚀
腐蚀在整个金属表面进行 腐蚀集中在金属表面局部区域
2. 不同特征： 全面腐蚀
6. 缓蚀剂保护
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6.2 缝隙腐蚀
一、定义
在金属结构的缝隙部位发生的腐蚀破坏 缝隙来源：
机器和设备上的结构缝隙：法兰连接面，螺母压紧面等
固体沉积(泥沙、腐蚀产物等)形成的缝隙 金属表面的保护模 (如瓷漆、清漆、磷化层、金属涂层)
与金属基体之间形成的缝隙
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6.2 缝隙腐蚀
发生缝隙腐蚀前提：
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6.1 电偶腐蚀
利用电偶腐蚀进行防腐： 阴极保护 镀锌钢(白铁皮) 常见电偶腐蚀的阳极：Al，碳钢，铸铁，锌 常见电偶腐蚀的阴极：不锈钢，铜合金，钛
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6.1 电偶腐蚀
四、防护措施
1. 设计上避免不同金属的接触，不可避免时，尽量选
用电偶序中相隔较近的金属
2. 设备结构上，避免大阴极小阳极结构 3. 绝缘措施 4. 电偶对与环境介质隔开 5. 阴极保护
阴极反应：O2 2H2O 4e 4OH
2. 氧浓差电池的形成 缝内缺氧，成为腐蚀电池的阳极；缝外为阴极
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6.2 缝隙腐蚀
缝内：Fe Fe2 2e
缝外：O2 2H2O 4e 4OH
3. 闭塞电池自催化过程 随着缝口二次腐蚀产物的增加，缝内逐渐形成闭塞区，缝

O2 缝口：Fe2 2OH Fe(OH )2 Fe(OH )3
内外形成闭塞电池，腐蚀进入发展阶段
缝内Fe 2 缝外Cl 迁入，氯化物水解 缝内介质酸化 腐蚀加速 更多Cl 迁入 介质进一步酸化 腐蚀进一步加速
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6.2 缝隙腐蚀
三、影响因素
存在缝隙，一般缝宽：0.025 ~ 0.1mm
宽度太小则溶液不能进入，不
会造成缝内腐蚀
宽度太大则不会造成物质迁移
困难，缝内腐蚀和缝外腐蚀无 大的差别。
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6.2 缝隙腐蚀
二、缝隙腐蚀机理
Ex：碳钢在海水中的缝隙腐蚀 1. 开始阶段，氧去极化腐蚀在缝内外均匀进行
阳极反应：Fe Fe 2e
大量微阴极和微阳极在金属表面变幻不定地分布
局部腐蚀
腐蚀集中在金属表面局部区域
3. 从腐蚀控制来看：
全面腐蚀 局部腐蚀
可预测和及时防止，危害性小 预测和防止困难，危害性大 十几种类型
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6.1 电偶腐蚀（galvanic corrosion）
一、定义
两种腐蚀电位不同的金属在介质中相互接触而产生的一种腐 蚀形态，又称接触腐蚀(contact corrosion) 或双金属腐蚀(bimetallic corrosion )
M2：c、iM2，显然iM2 ic2 即M2的腐蚀速度加剧
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6.1 电偶腐蚀
三、影响因素
1. 腐蚀电位差 表示电偶腐蚀的倾向
两种金属在使用环境中的腐蚀电位相差愈大，组成
电偶对时阳极金属受到加速腐蚀破坏的可能性愈大。 电偶序(galvanic series)
将各种金属材料在某种环境中的腐蚀电位测量出来，
密度增大，电偶腐蚀破坏加重
大阴极小阳极结构：阴极性金属表面积很大而阳极性金属
表面积很小(Sk/Sa很大) 的腐蚀体系
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6.1 电偶腐蚀
3. 介质环境影响
（1）介质电导率 全面腐蚀：电导率越大，腐蚀速度越大
电偶腐蚀：电导率增大，电偶电流可分散到离接触点
较远的阳极表面，使腐蚀较“均匀” （2）温度