设备腐蚀分析
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发生在弱酸性或中性环境中。
一、腐蚀的基本原理
• （二）电化学腐蚀的各种类型： • 1、点蚀： • 表面生成钝化膜而具有耐蚀性的金属和合金，
一旦表而膜被坏而露出新鲜表面后，这部分的金 属应会迅速溶解而发生局部腐蚀。被称为点蚀。
• 其腐蚀的机理是中性溶液中的离子（例如氯离
子）作用于表面钝化膜，表面膜受破坏，因而发 生点蚀。组织、夹杂物等金属构造上的不均匀部 分易成为点蚀源；
（一）、高温硫腐蚀
• 预处理加工原料煤焦油含硫量较低，约
0.0878%,若以原油标准来看，属于超低硫 煤焦油。但煤焦油中的总含硫量与腐蚀性 能之间并无精确关系，主要与参与腐蚀反 应的有效硫化物含量如单质硫、H2S、硫醇 （R-SH）等活性硫及易分解为H2S的硫化 物含量有关。有效硫化物的含量越高，则 对设备腐蚀就越强。
一、腐蚀的基本原理
• 应力腐蚀裂纹的典型恶劣环境 。对这种环境下的
各种不锈钢装置的检验表明，在80℃以上，裂纹 发生率急剧增加，即使是耐应力腐蚀的不锈钢也 变得无效
• 6、磨损腐蚀： • 流体对金属表面同时产生磨损和腐蚀的破坏形态
称为磨损腐蚀。一般是在高流速体的冲击作用下， 使金属表面的保护膜破损，破损处的金属被加速 腐蚀。高流速和湍流的流体，如果其中还含
• 二、电化学腐蚀的基本原理 • （一）金属的电化学腐蚀： • 1、电化学腐蚀原理： • 金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一
种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面 会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、 阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发 生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。 腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的 水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等
一、腐蚀的基本原理/腐蚀的分类
• 一、腐蚀的分类 • 1、腐蚀一般可按下列方法分类； • （1）按腐蚀机理分类： • 化学腐蚀；电化学腐蚀； • （2）按腐蚀破坏形式分类： • 均匀腐蚀、局部腐蚀两大类； • 局部腐蚀又可分为：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、
晶间腐蚀、应力腐蚀破裂、氢致开裂、氢腐蚀、 腐蚀疲劳、磨损腐蚀、选择性腐蚀等；
一、腐蚀的基本原理
• Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 • 钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。 • Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑ • O2＋2H2O＋4eˉ→4OHˉ • 2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 2H+＋2eˉ→H2 • 析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀
一、腐蚀的基本原理
• 三、化学腐蚀的基本原理 • 一、化学腐蚀的定义： • 化学腐蚀是指材料与非导电性介质直接发
生纯化学作用而引起的材料的破坏。在化 学腐蚀过程中，电子的传递是在材料与介 质之间直接进行的，因而没有电流的产生。 化学腐蚀主要包括在干燥或高温气体中和 非电解质溶液中的腐蚀。
一、腐蚀的基本原理
环境的联合作用下，将出现低于材料强度极限的 脆性开裂现象，致使其失去功能，这种现象称为 应力腐蚀开裂或应力腐蚀破裂，简称SCC.
应力腐蚀开裂与单纯由机械应力造成的开裂不 同，应力腐蚀开裂在很低的负荷应力下也可能发
一、腐蚀的基本原理
• 生，它与单纯由腐蚀引起的开裂也不同，
腐蚀性极弱的介质也能引起应力腐蚀开裂。 其全面腐蚀常常很轻，而且没有先兆，突 然开裂。 （2）应力腐蚀的发生需要具备三个条件： 材料、环境应、应力。解释应力腐蚀机理 的理论很多，主要如下：
一、腐蚀的基本原理
• 2、缝隙腐蚀： • 浸在腐蚀介质中的金属构件，在缝隙和其它隐蔽
的区域内常常发生强烈的局部腐蚀，这种现象称 为缝隙腐蚀。这类腐蚀常和孔穴、垫片底面、搭 接缝、表面沉积物以及螺栓螺帽和铆钉下的缝隙 积存的少量静止溶液有关，不锈钢对缝隙腐蚀特 别敏感。
• 关于其腐蚀原理，一种看法是金属的溶解使缝隙
电池的腐蚀。
一、腐蚀的基本原理
• 4、晶间腐蚀： • 如一种金属，晶界非常活泼，在晶界或邻
近区产生局部腐蚀，而晶料的腐蚀则相对 很小，这就是晶间腐蚀。晶间腐蚀使金属 破裂（晶料脱落），同时使金属失去强度。
• 晶间腐蚀是由晶界杂质或晶界区某一合金
无素的增多或减少而引起的
一、腐蚀的基本原理
• 、应力腐蚀破裂： • （1）不锈钢和高强度合金钢在应力和特定的腐蚀
来自百度文库
一、腐蚀的基本原理
• 、金属的电化学腐蚀的相关化学方程式 • (1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时) • 阴极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+ • Fe2+＋2H2O=Fe(OH)2＋2H+ • 阳极(杂质)：2H+＋2eˉ=H2 • 电池反应：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑ • 由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
内金属离子发生浓缩，在内外离子浓度差所形成 的浓差电池作用下，产生缝隙腐蚀。
一、腐蚀的基本原理
• 另外一种看法是由于缝隙内外氧的浓度差引起的
氧化浓差电池作用，在缝隙内一局部，金属先发 生溶解，在缝隙内发生阳极反应和阴极反应。经 过一段时间后。因缝隙内氧的消耗，阴极反应受 到抑制，生成的OH-减少，缝隙内阴离子数量的 减少会导致失去电平衡。为了保持电中性，CL-便 从缝隙外部向内浸入，生成金属盐。由于金属盐 的水解生成盐酸，PH值降低，并形成了腐蚀发展 的条件。
在100～350℃的食盐水中进行的应力腐 蚀裂纹实验显示，如果温度在300℃以上， 不易产生裂纹，这是因为大量的点腐蚀迅 速导致全面腐蚀，因而观察不到腐蚀裂纹。
一、腐蚀的基本原理
• 水中的溶氧对氯化物形成的 应力腐蚀裂纹起促进
作用。只要水中有溶氧，氯离子的含量只有百万 分之一就会产生应力腐蚀裂纹。
• 二、化学腐蚀的基本类型： • 1、高温氧化： • 金属在高温下和其周围环境中的氧作用，生成
金属氧化物的过程称为金属的高温氧化。
• 除氧气外，二氢化碳、水、二氧化硫、硫化据
也能引起高温氧化，其中水蒸汽具有特别强的作 用，在燃烧气体中耐热钢的耐氧化性之所以恶化， 主要是水蒸汽和燃烧气体存所致。
一、腐蚀的基本原理
一、腐蚀的基本原理
• 5、钒腐蚀： • 重油所含的钒附着在过热器等锅炉高温区
或加热炉炉管上，形成低熔点化合物而腐 蚀金属，这种现象称为钒腐蚀。
二、预处理车间设备腐蚀机理及部 位：
• （一）、高温硫腐蚀 • 1、高温硫腐蚀说明 • 在常规的石化炼油系统中，通常将含硫量低于
0.1%的原油叫做超低硫原油；硫量在0.1%0.5%的原油叫做低硫原油；硫量大于0.5%的原 油叫做高硫原油。原油中的硫化物主要是硫醇 （R-SH）、硫醚（R-S-H）、硫化氢（H2S）、 多硫化物（RMSN）、单质硫等。
一、腐蚀的基本原理
• （a）吸附理论：在承受应力的情况下，氯
原子吸附在裂纹尖端，造成金属原子的结 盒和下降和破坏，这一过程的不断进行， 造成SCC的扩展；
• （b）电化学理论：应力腐蚀开裂是一种因
金属表而阳极区溶解而产生的现象，应力 有加速阳极溶解的作用；
一、腐蚀的基本原理
• （c）膜破坏理论：金属受到拉伸应力作用
一、腐蚀的基本原理
• 3、电偶腐蚀： • 当两种不同金属浸在导电性的溶液中时，两种金
属这间存在着电位差，如果这些金属互相接触， 该电位差将使电子在金属间流动。而蚀差的金属 成为阳极，腐蚀增加，而耐蚀性高的金属则为阴 极，腐蚀降低。这类腐蚀形态称为电偶腐蚀。
• 电偶腐蚀实质上是由两种不同的电极构成的宏观
一、腐蚀的基本原理
• 等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，
而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的， 如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁 之外，还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其 它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。 这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极 为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得 腐蚀不断进行。
一、腐蚀的基本原理
• 过去说是锅炉水质问题，其实都可以归结
为氢氧化钠的原因。在石油炼制中，氯化 物分解生成氯化氢，为了抑制氯化氢的腐 蚀作用，采用添加氢氧化钠的方法。但是 由于加入过量的氢氧化钠，又产生了应力 腐蚀裂纹的问题。在制氢装置中，采用钾 系催化剂，可形成氢氧化钾，也会造成应 力腐蚀裂纹；
一、腐蚀的基本原理
• (c)硫化物 • 脱硫装置发生的应力腐蚀为晶间型裂纹，这是
因硫化物所致。
• 由硫化物引起的应力腐蚀裂纹与材质有密切关系。
不锈钢经过敏化处理，会析出碳化铬，使结晶晶 间铬含量减少，材质的耐腐蚀性降低，易产生晶 间裂纹。硫化物与氯化物共存的精馏塔顶馏分与 为提高精馏效果所用的蒸汽相结合，构成了产生
时，因位错移动而生成滑移台阶，进而使 钝化膜破坏，露出新鲜表面，新鲜表面的 活性溶解，导致SCC不断发展；
• （d）腐蚀产物楔入理论：在不锈钢裂纹内
产生的腐蚀产物楔入作用造成裂纹扩展；
一、腐蚀的基本原理
• （e）氢脆理论：在裂纹的尖端有与阳极反应相应
的阴极反应发生，所生成的氢或加工氢进入钢中 引起氢致开裂；
一、腐蚀的基本原理
• 有气泡或固体粒子，磨损腐蚀应会十分严重，外
表特征是：呈局部性的沟漕、波纹、圆滑或山谷 形，通常显示方向性。
• 7、硫酸露点腐蚀： • 以重油或含硫煤气为燃料的锅炉或工业加热炉，
常由于烟气中生成的硫酸在空气预热器、烟道等 到温度较低处凝聚而引起腐蚀，这种现象称为硫 酸露点腐蚀。通常在烟气露点温度附近或以下发 生。
一、腐蚀的基本原理
• 钢铁和低合金在300℃以上，不锈钢在600-700℃
以上时将发生硫化。钢铁的硫化膜的生长规律呈 抛物线规律，
• 3、渗碳和脱碳： • 钢的渗碳是由于高温下某些碳化物（如一氧化碳、
烃类）与钢铁接触时发生分解而生成游离碳，破 坏氧化膜，渗入钢内生成碳化物的结果。
• 4、环烷酸腐蚀： • 见后页
• (b)碱 • 从使用烧碱的纯碱工业的腐蚀实例和事故调查
中知道，由碱液引起的应力腐蚀裂纹较少。实际 上，因为碱与氯离子同时存在，很难断定哪一个 是应力腐蚀的主要影响因素。但是，在高温锅炉 一类的容器中，即使没有氯离子存在也会产生裂 纹。如果有氧和氧化剂的存在，则会加速裂纹的 生成。由碱引起的应力腐蚀裂纹，
• 高温硫化： • 金属在高温下与含硫介质（如硫化氢、二氧化硫、有机
硫等）作用，生成硫化物的过程，称为金属的高温硫化。
• 广义上讲，金属失去电子，化合价升高的过程都叫做金
属的氧化化。所以硫化也是广义的氧化。但他比氧化更显 著，这是因为硫化速度一般比氧化速度高一至两个数量级。 生成的硫化物具有特殊性质，不稳定、容积比大，膜易脱 落、晶格缺陷多，熔点和沸点低，易生成不定价的各种硫 化物。此类硫化物与氧化物、硫酸盐及金属易生成低熔点 共晶。因此而高温硫化材料不多。
设备腐蚀 分析及检测
前言
• 当前，腐蚀已经成为影响装置长周期运行的关键
因素。防腐蚀工程是一项综合的系统工程。了解 和熟知设备腐蚀机理，作好设备分析检测工作。
• 腐蚀检测应该以停工检测为主，日常在线检测为
辅。建立和积累长期可靠的设备腐蚀检测档案。
• 将检测结果与以往比较，计算每台设备的腐蚀率，
做好设备的寿命预测，防止恶性事故的发生。
• （3）不锈钢应力腐蚀的影响因素
(a)氯化物
• 工艺介质中的氯化物离子是产生应力腐蚀裂纹
的重要原因。实验研究结果表明，氯化物的浓度 越高，产生应力腐蚀裂纹的时间越短。即使氯离 子含量只有十万分之一，也会在短时间内产生裂 纹。
一、腐蚀的基本原理
• 温度对应力腐蚀裂纹的影响很大。随着温
度的上升，裂纹的敏感性显著增加，产生 裂纹的时间大大缩短，裂纹成长的速度明 显增大。
一、腐蚀的基本原理
• (2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时) • 阴极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+ • 阳极：O2＋2H2O＋4eˉ=4OHˉ • 总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 • 由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。 • 析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所
氧化，生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3 铁锈。
一、腐蚀的基本原理/腐蚀的分类
• （3）按腐蚀环境分类可分为； • 高温腐蚀、湿腐蚀、土壤腐蚀、沉淀腐蚀、
碱腐蚀、酸腐蚀、钒腐蚀、氧腐蚀、盐腐 蚀、环烷酸腐蚀、氢腐蚀、硫化氢腐蚀、 连多硫酸腐蚀、海水腐蚀、硫化氢-氯化氢水型腐蚀、硫化氢-氢型腐蚀、硫化氢-氰化 物-水型腐蚀……
一、腐蚀的基本原理/电化学腐蚀基 本原理
一、腐蚀的基本原理
• （二）电化学腐蚀的各种类型： • 1、点蚀： • 表面生成钝化膜而具有耐蚀性的金属和合金，
一旦表而膜被坏而露出新鲜表面后，这部分的金 属应会迅速溶解而发生局部腐蚀。被称为点蚀。
• 其腐蚀的机理是中性溶液中的离子（例如氯离
子）作用于表面钝化膜，表面膜受破坏，因而发 生点蚀。组织、夹杂物等金属构造上的不均匀部 分易成为点蚀源；
（一）、高温硫腐蚀
• 预处理加工原料煤焦油含硫量较低，约
0.0878%,若以原油标准来看，属于超低硫 煤焦油。但煤焦油中的总含硫量与腐蚀性 能之间并无精确关系，主要与参与腐蚀反 应的有效硫化物含量如单质硫、H2S、硫醇 （R-SH）等活性硫及易分解为H2S的硫化 物含量有关。有效硫化物的含量越高，则 对设备腐蚀就越强。
一、腐蚀的基本原理
• 应力腐蚀裂纹的典型恶劣环境 。对这种环境下的
各种不锈钢装置的检验表明，在80℃以上，裂纹 发生率急剧增加，即使是耐应力腐蚀的不锈钢也 变得无效
• 6、磨损腐蚀： • 流体对金属表面同时产生磨损和腐蚀的破坏形态
称为磨损腐蚀。一般是在高流速体的冲击作用下， 使金属表面的保护膜破损，破损处的金属被加速 腐蚀。高流速和湍流的流体，如果其中还含
• 二、电化学腐蚀的基本原理 • （一）金属的电化学腐蚀： • 1、电化学腐蚀原理： • 金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一
种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面 会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、 阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发 生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。 腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的 水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等
一、腐蚀的基本原理/腐蚀的分类
• 一、腐蚀的分类 • 1、腐蚀一般可按下列方法分类； • （1）按腐蚀机理分类： • 化学腐蚀；电化学腐蚀； • （2）按腐蚀破坏形式分类： • 均匀腐蚀、局部腐蚀两大类； • 局部腐蚀又可分为：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、
晶间腐蚀、应力腐蚀破裂、氢致开裂、氢腐蚀、 腐蚀疲劳、磨损腐蚀、选择性腐蚀等；
一、腐蚀的基本原理
• Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 • 钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。 • Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑ • O2＋2H2O＋4eˉ→4OHˉ • 2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 2H+＋2eˉ→H2 • 析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀
一、腐蚀的基本原理
• 三、化学腐蚀的基本原理 • 一、化学腐蚀的定义： • 化学腐蚀是指材料与非导电性介质直接发
生纯化学作用而引起的材料的破坏。在化 学腐蚀过程中，电子的传递是在材料与介 质之间直接进行的，因而没有电流的产生。 化学腐蚀主要包括在干燥或高温气体中和 非电解质溶液中的腐蚀。
一、腐蚀的基本原理
环境的联合作用下，将出现低于材料强度极限的 脆性开裂现象，致使其失去功能，这种现象称为 应力腐蚀开裂或应力腐蚀破裂，简称SCC.
应力腐蚀开裂与单纯由机械应力造成的开裂不 同，应力腐蚀开裂在很低的负荷应力下也可能发
一、腐蚀的基本原理
• 生，它与单纯由腐蚀引起的开裂也不同，
腐蚀性极弱的介质也能引起应力腐蚀开裂。 其全面腐蚀常常很轻，而且没有先兆，突 然开裂。 （2）应力腐蚀的发生需要具备三个条件： 材料、环境应、应力。解释应力腐蚀机理 的理论很多，主要如下：
一、腐蚀的基本原理
• 2、缝隙腐蚀： • 浸在腐蚀介质中的金属构件，在缝隙和其它隐蔽
的区域内常常发生强烈的局部腐蚀，这种现象称 为缝隙腐蚀。这类腐蚀常和孔穴、垫片底面、搭 接缝、表面沉积物以及螺栓螺帽和铆钉下的缝隙 积存的少量静止溶液有关，不锈钢对缝隙腐蚀特 别敏感。
• 关于其腐蚀原理，一种看法是金属的溶解使缝隙
电池的腐蚀。
一、腐蚀的基本原理
• 4、晶间腐蚀： • 如一种金属，晶界非常活泼，在晶界或邻
近区产生局部腐蚀，而晶料的腐蚀则相对 很小，这就是晶间腐蚀。晶间腐蚀使金属 破裂（晶料脱落），同时使金属失去强度。
• 晶间腐蚀是由晶界杂质或晶界区某一合金
无素的增多或减少而引起的
一、腐蚀的基本原理
• 、应力腐蚀破裂： • （1）不锈钢和高强度合金钢在应力和特定的腐蚀
来自百度文库
一、腐蚀的基本原理
• 、金属的电化学腐蚀的相关化学方程式 • (1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时) • 阴极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+ • Fe2+＋2H2O=Fe(OH)2＋2H+ • 阳极(杂质)：2H+＋2eˉ=H2 • 电池反应：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑ • 由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
内金属离子发生浓缩，在内外离子浓度差所形成 的浓差电池作用下，产生缝隙腐蚀。
一、腐蚀的基本原理
• 另外一种看法是由于缝隙内外氧的浓度差引起的
氧化浓差电池作用，在缝隙内一局部，金属先发 生溶解，在缝隙内发生阳极反应和阴极反应。经 过一段时间后。因缝隙内氧的消耗，阴极反应受 到抑制，生成的OH-减少，缝隙内阴离子数量的 减少会导致失去电平衡。为了保持电中性，CL-便 从缝隙外部向内浸入，生成金属盐。由于金属盐 的水解生成盐酸，PH值降低，并形成了腐蚀发展 的条件。
在100～350℃的食盐水中进行的应力腐 蚀裂纹实验显示，如果温度在300℃以上， 不易产生裂纹，这是因为大量的点腐蚀迅 速导致全面腐蚀，因而观察不到腐蚀裂纹。
一、腐蚀的基本原理
• 水中的溶氧对氯化物形成的 应力腐蚀裂纹起促进
作用。只要水中有溶氧，氯离子的含量只有百万 分之一就会产生应力腐蚀裂纹。
• 二、化学腐蚀的基本类型： • 1、高温氧化： • 金属在高温下和其周围环境中的氧作用，生成
金属氧化物的过程称为金属的高温氧化。
• 除氧气外，二氢化碳、水、二氧化硫、硫化据
也能引起高温氧化，其中水蒸汽具有特别强的作 用，在燃烧气体中耐热钢的耐氧化性之所以恶化， 主要是水蒸汽和燃烧气体存所致。
一、腐蚀的基本原理
一、腐蚀的基本原理
• 5、钒腐蚀： • 重油所含的钒附着在过热器等锅炉高温区
或加热炉炉管上，形成低熔点化合物而腐 蚀金属，这种现象称为钒腐蚀。
二、预处理车间设备腐蚀机理及部 位：
• （一）、高温硫腐蚀 • 1、高温硫腐蚀说明 • 在常规的石化炼油系统中，通常将含硫量低于
0.1%的原油叫做超低硫原油；硫量在0.1%0.5%的原油叫做低硫原油；硫量大于0.5%的原 油叫做高硫原油。原油中的硫化物主要是硫醇 （R-SH）、硫醚（R-S-H）、硫化氢（H2S）、 多硫化物（RMSN）、单质硫等。
一、腐蚀的基本原理
• （a）吸附理论：在承受应力的情况下，氯
原子吸附在裂纹尖端，造成金属原子的结 盒和下降和破坏，这一过程的不断进行， 造成SCC的扩展；
• （b）电化学理论：应力腐蚀开裂是一种因
金属表而阳极区溶解而产生的现象，应力 有加速阳极溶解的作用；
一、腐蚀的基本原理
• （c）膜破坏理论：金属受到拉伸应力作用
一、腐蚀的基本原理
• 3、电偶腐蚀： • 当两种不同金属浸在导电性的溶液中时，两种金
属这间存在着电位差，如果这些金属互相接触， 该电位差将使电子在金属间流动。而蚀差的金属 成为阳极，腐蚀增加，而耐蚀性高的金属则为阴 极，腐蚀降低。这类腐蚀形态称为电偶腐蚀。
• 电偶腐蚀实质上是由两种不同的电极构成的宏观
一、腐蚀的基本原理
• 等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，
而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的， 如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁 之外，还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其 它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。 这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极 为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得 腐蚀不断进行。
一、腐蚀的基本原理
• 过去说是锅炉水质问题，其实都可以归结
为氢氧化钠的原因。在石油炼制中，氯化 物分解生成氯化氢，为了抑制氯化氢的腐 蚀作用，采用添加氢氧化钠的方法。但是 由于加入过量的氢氧化钠，又产生了应力 腐蚀裂纹的问题。在制氢装置中，采用钾 系催化剂，可形成氢氧化钾，也会造成应 力腐蚀裂纹；
一、腐蚀的基本原理
• (c)硫化物 • 脱硫装置发生的应力腐蚀为晶间型裂纹，这是
因硫化物所致。
• 由硫化物引起的应力腐蚀裂纹与材质有密切关系。
不锈钢经过敏化处理，会析出碳化铬，使结晶晶 间铬含量减少，材质的耐腐蚀性降低，易产生晶 间裂纹。硫化物与氯化物共存的精馏塔顶馏分与 为提高精馏效果所用的蒸汽相结合，构成了产生
时，因位错移动而生成滑移台阶，进而使 钝化膜破坏，露出新鲜表面，新鲜表面的 活性溶解，导致SCC不断发展；
• （d）腐蚀产物楔入理论：在不锈钢裂纹内
产生的腐蚀产物楔入作用造成裂纹扩展；
一、腐蚀的基本原理
• （e）氢脆理论：在裂纹的尖端有与阳极反应相应
的阴极反应发生，所生成的氢或加工氢进入钢中 引起氢致开裂；
一、腐蚀的基本原理
• 有气泡或固体粒子，磨损腐蚀应会十分严重，外
表特征是：呈局部性的沟漕、波纹、圆滑或山谷 形，通常显示方向性。
• 7、硫酸露点腐蚀： • 以重油或含硫煤气为燃料的锅炉或工业加热炉，
常由于烟气中生成的硫酸在空气预热器、烟道等 到温度较低处凝聚而引起腐蚀，这种现象称为硫 酸露点腐蚀。通常在烟气露点温度附近或以下发 生。
一、腐蚀的基本原理
• 钢铁和低合金在300℃以上，不锈钢在600-700℃
以上时将发生硫化。钢铁的硫化膜的生长规律呈 抛物线规律，
• 3、渗碳和脱碳： • 钢的渗碳是由于高温下某些碳化物（如一氧化碳、
烃类）与钢铁接触时发生分解而生成游离碳，破 坏氧化膜，渗入钢内生成碳化物的结果。
• 4、环烷酸腐蚀： • 见后页
• (b)碱 • 从使用烧碱的纯碱工业的腐蚀实例和事故调查
中知道，由碱液引起的应力腐蚀裂纹较少。实际 上，因为碱与氯离子同时存在，很难断定哪一个 是应力腐蚀的主要影响因素。但是，在高温锅炉 一类的容器中，即使没有氯离子存在也会产生裂 纹。如果有氧和氧化剂的存在，则会加速裂纹的 生成。由碱引起的应力腐蚀裂纹，
• 高温硫化： • 金属在高温下与含硫介质（如硫化氢、二氧化硫、有机
硫等）作用，生成硫化物的过程，称为金属的高温硫化。
• 广义上讲，金属失去电子，化合价升高的过程都叫做金
属的氧化化。所以硫化也是广义的氧化。但他比氧化更显 著，这是因为硫化速度一般比氧化速度高一至两个数量级。 生成的硫化物具有特殊性质，不稳定、容积比大，膜易脱 落、晶格缺陷多，熔点和沸点低，易生成不定价的各种硫 化物。此类硫化物与氧化物、硫酸盐及金属易生成低熔点 共晶。因此而高温硫化材料不多。
设备腐蚀 分析及检测
前言
• 当前，腐蚀已经成为影响装置长周期运行的关键
因素。防腐蚀工程是一项综合的系统工程。了解 和熟知设备腐蚀机理，作好设备分析检测工作。
• 腐蚀检测应该以停工检测为主，日常在线检测为
辅。建立和积累长期可靠的设备腐蚀检测档案。
• 将检测结果与以往比较，计算每台设备的腐蚀率，
做好设备的寿命预测，防止恶性事故的发生。
• （3）不锈钢应力腐蚀的影响因素
(a)氯化物
• 工艺介质中的氯化物离子是产生应力腐蚀裂纹
的重要原因。实验研究结果表明，氯化物的浓度 越高，产生应力腐蚀裂纹的时间越短。即使氯离 子含量只有十万分之一，也会在短时间内产生裂 纹。
一、腐蚀的基本原理
• 温度对应力腐蚀裂纹的影响很大。随着温
度的上升，裂纹的敏感性显著增加，产生 裂纹的时间大大缩短，裂纹成长的速度明 显增大。
一、腐蚀的基本原理
• (2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时) • 阴极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+ • 阳极：O2＋2H2O＋4eˉ=4OHˉ • 总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 • 由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。 • 析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所
氧化，生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3 铁锈。
一、腐蚀的基本原理/腐蚀的分类
• （3）按腐蚀环境分类可分为； • 高温腐蚀、湿腐蚀、土壤腐蚀、沉淀腐蚀、
碱腐蚀、酸腐蚀、钒腐蚀、氧腐蚀、盐腐 蚀、环烷酸腐蚀、氢腐蚀、硫化氢腐蚀、 连多硫酸腐蚀、海水腐蚀、硫化氢-氯化氢水型腐蚀、硫化氢-氢型腐蚀、硫化氢-氰化 物-水型腐蚀……
一、腐蚀的基本原理/电化学腐蚀基 本原理