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腐蝕失效都有哪些類型?

作者:發布時間 : 2022-01-07 類型:權威檢測標簽: 認證證書

    金屬與其表面接觸的介質發生反應而造成的損壞稱為腐蝕。

    腐蝕失效的特點是失效形式眾多,失效機理復雜。

    腐蝕失效占金屬機械構件失效事故的比例相當高,僅次于疲勞斷裂。尤其是在化工、石油、電站、冶金等工業領域中,其腐蝕失效的事故較多,造成的損失是巨大的。因此對腐蝕失效的研究和預防在失效分析中是非常重要的工作。

    1、均勻腐蝕失效----是最常見的一種腐蝕,又稱全面腐蝕失效。它的特征是在整個暴露的金屬構件表面或相當大的面積上發生化學或電化學反應而被腐蝕,構件由于腐蝕減薄而最終失效。

    均勻腐蝕耗費掉大量金屬材料,但比其它腐蝕失效的危險度小,比較容易進行預測和防腐,當金屬材料減薄至一定程度后就進行更換,不至于造成突然斷裂,對于均勻腐蝕常用腐蝕速率:毫米/年(mm/a)來表示。

    均勻腐蝕的防護措施:

    選擇合適的材料,可降低腐蝕速率。

    在金屬表面涂覆耐蝕涂層或鍍層。

    在工況介質許可情況下,在接觸環境中添加緩蝕劑。

    采用陰極保護。

    2、電偶腐蝕----在電解質中,兩種不同的金屬相接觸,由于電位不同,構成一個微電池,嚴重腐蝕發生在電極電位低的陽極上。在機械構件最多見的是在異金屬的管子接頭處,異金屬螺栓或鉚釘的連接處,異金屬焊料的焊接處。如加熱水箱或鍋爐一般用鋼板制成,外接水管若用銅管,則水箱和鍋爐很快被腐蝕報廢。

    電偶腐蝕的重要影響因素----大陰極與小陽極,如一艘高級游艇用鋼制鉚釘鉚接蒙乃爾合金制作的殼體,在海水中使用僅幾周,鉚釘被腐蝕掉,船解體沉沒。

    電偶腐蝕預防措施:(1)盡可能使用電極電位接近的異金屬連接。(2)避免使用大陰極、小陽極。(3)異金屬連接處采用加絕緣材料。(4)表面采用涂層或鍍層,與腐蝕介質隔離。

    3、腐蝕疲勞:在具有腐蝕性的介質中,金屬材料的疲勞極限(或疲勞強度)顯著降低。腐蝕疲勞的機理較為復雜,通常認為,腐蝕疲勞是一種局部腐蝕與周期交變載荷共同作用下引起開裂的一個復雜過程。

    腐蝕疲勞開裂的影響因素:較應力腐蝕更為復雜。除材料本身及環境介質外,受力因素也相當復雜,應力幅值和頻率對其影響很大。

    腐蝕疲勞的斷口特征:有腐蝕產物覆蓋,顏色呈棕黑色,常為多源,疲勞常起源于點腐蝕坑或零件結構上的尖角、凹槽部位。斷口微觀形貌為其疲勞輝紋有與河流花樣相垂直的形態,在斷口分析中稱為脆性輝紋。用能譜儀分析可檢測到介質中的腐蝕元素。

    腐蝕疲勞的防護:與應力腐蝕防護相似,需從受載、冶金因素、環境因素作綜合考慮。

    4、氫損傷:是金屬材料的性能由于氫的作用而惡化的總稱。造成金屬氫損傷的氫,常來源于環境介質中,故把氫損傷歸為腐蝕失效。氫損傷包括氫鼓包失效、氫脆開裂、氫脫碳及氫腐蝕。

    氫鼓包:是由于氫原子擴散到金屬里,在金屬的空穴(或縮孔)、夾雜處結合為氫分子,而氫分子不能繼續擴散,使空穴里的氫濃度和壓力不斷上升,致使材料內部形成一個微裂紋。其裂紋反映在斷口上為“白點”。

    氫脆開裂:在高強度鋼中發生較多,易在電鍍和酸洗過程中造成,是由于氫離子被還原并擴散到金屬中,氫脆裂紋高強度鋼為沿晶,強度較低的鋼為穿晶。

    氫脫碳:是在高溫下發生,金屬表面接觸到含有氫的環境,鋼表面的碳和碳化物與氫反應,使表面脫碳而引起鋼強度降低。

    氫腐蝕:是氫進入金屬內部與金屬組織中的碳化物發生反應而生成甲烷,常沿晶界發生腐蝕。

    5、高溫腐蝕:在高溫下金屬材料的腐蝕失效稱高溫腐蝕。如水和其它腐蝕介質都不存在,主要表現為金屬不斷被氧化,生成氧化皮,此為高溫腐蝕的典型失效形式。若高溫下有H2S和SO2氣相對金屬起腐蝕作用稱為高溫硫腐蝕,如柴油機零件中的熱腐蝕。

    6、氣蝕:在液體與金屬材料之間相對速度很高的情況下,由于氣體在材料表面的局部區域形成空穴或氣泡并迅速破滅。氣泡破滅時產生強烈的沖擊波,壓力可達410MPa,金屬表面被損耗,形成蝕坑,稱氣蝕。在螺旋槳、水輪機葉片、泵的葉輪等零件中常出現。

    7、微動磨損腐蝕:受載金屬材料與其相接觸的固體材料作微小的相對運動時產生微動磨損,在空氣中,微動磨損能引起氧化,形成微動磨損腐蝕。接觸海水的多股鋼絲繩也易發生微動磨損腐蝕。

    8、磨蝕、沖刷腐蝕:磨蝕是由于腐蝕介質與金屬表面作相對運動而引起的,磨蝕失效零件上往往有溝槽、水波紋。沖刷腐蝕實際上是磨蝕的一種,只是介質流速很高,沖擊力大。

    9、微生物腐蝕:微生物新陳代謝可產生腐蝕性很強的物質引起對金屬材料的腐蝕,如澡類造成對冷卻水管的腐蝕,貝殼類動物、海藻對海洋工程構件造成腐蝕失效。

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