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腐蚀失效都有哪些类型?

作者:发布时间 : 2022-01-07 类型:权威检测标签: 认证证书

    金属与其表面接触的介质发生反应而造成的损坏称为腐蚀。

    腐蚀失效的特点是失效形式众多,失效机理复杂。

    腐蚀失效占金属机械构件失效事故的比例相当高,仅次于疲劳断裂。尤其是在化工、石油、电站、冶金等工业领域中,其腐蚀失效的事故较多,造成的损失是巨大的。因此对腐蚀失效的研究和预防在失效分析中是非常重要的工作。

    1、均匀腐蚀失效----是最常见的一种腐蚀,又称全面腐蚀失效。它的特征是在整个暴露的金属构件表面或相当大的面积上发生化学或电化学反应而被腐蚀,构件由于腐蚀减薄而最终失效。

    均匀腐蚀耗费掉大量金属材料,但比其它腐蚀失效的危险度小,比较容易进行预测和防腐,当金属材料减薄至一定程度后就进行更换,不至于造成突然断裂,对于均匀腐蚀常用腐蚀速率:毫米/年(mm/a)来表示。

    均匀腐蚀的防护措施:

    选择合适的材料,可降低腐蚀速率。

    在金属表面涂覆耐蚀涂层或镀层。

    在工况介质许可情况下,在接触环境中添加缓蚀剂。

    采用阴极保护。

    2、电偶腐蚀----在电解质中,两种不同的金属相接触,由于电位不同,构成一个微电池,严重腐蚀发生在电极电位低的阳极上。在机械构件最多见的是在异金属的管子接头处,异金属螺栓或铆钉的连接处,异金属焊料的焊接处。如加热水箱或锅炉一般用钢板制成,外接水管若用铜管,则水箱和锅炉很快被腐蚀报废。

    电偶腐蚀的重要影响因素----大阴极与小阳极,如一艘高级游艇用钢制铆钉铆接蒙乃尔合金制作的壳体,在海水中使用仅几周,铆钉被腐蚀掉,船解体沉没。

    电偶腐蚀预防措施:(1)尽可能使用电极电位接近的异金属连接。(2)避免使用大阴极、小阳极。(3)异金属连接处采用加绝缘材料。(4)表面采用涂层或镀层,与腐蚀介质隔离。

    3、腐蚀疲劳:在具有腐蚀性的介质中,金属材料的疲劳极限(或疲劳强度)显著降低。腐蚀疲劳的机理较为复杂,通常认为,腐蚀疲劳是一种局部腐蚀与周期交变载荷共同作用下引起开裂的一个复杂过程。

    腐蚀疲劳开裂的影响因素:较应力腐蚀更为复杂。除材料本身及环境介质外,受力因素也相当复杂,应力幅值和频率对其影响很大。

    腐蚀疲劳的断口特征:有腐蚀产物覆盖,颜色呈棕黑色,常为多源,疲劳常起源于点腐蚀坑或零件结构上的尖角、凹槽部位。断口微观形貌为其疲劳辉纹有与河流花样相垂直的形态,在断口分析中称为脆性辉纹。用能谱仪分析可检测到介质中的腐蚀元素。

    腐蚀疲劳的防护:与应力腐蚀防护相似,需从受载、冶金因素、环境因素作综合考虑。

    4、氢损伤:是金属材料的性能由于氢的作用而恶化的总称。造成金属氢损伤的氢,常来源于环境介质中,故把氢损伤归为腐蚀失效。氢损伤包括氢鼓包失效、氢脆开裂、氢脱碳及氢腐蚀。

    氢鼓包:是由于氢原子扩散到金属里,在金属的空穴(或缩孔)、夹杂处结合为氢分子,而氢分子不能继续扩散,使空穴里的氢浓度和压力不断上升,致使材料内部形成一个微裂纹。其裂纹反映在断口上为“白点”。

    氢脆开裂:在高强度钢中发生较多,易在电镀和酸洗过程中造成,是由于氢离子被还原并扩散到金属中,氢脆裂纹高强度钢为沿晶,强度较低的钢为穿晶。

    氢脱碳:是在高温下发生,金属表面接触到含有氢的环境,钢表面的碳和碳化物与氢反应,使表面脱碳而引起钢强度降低。

    氢腐蚀:是氢进入金属内部与金属组织中的碳化物发生反应而生成甲烷,常沿晶界发生腐蚀。

    5、高温腐蚀:在高温下金属材料的腐蚀失效称高温腐蚀。如水和其它腐蚀介质都不存在,主要表现为金属不断被氧化,生成氧化皮,此为高温腐蚀的典型失效形式。若高温下有H2S和SO2气相对金属起腐蚀作用称为高温硫腐蚀,如柴油机零件中的热腐蚀。

    6、气蚀:在液体与金属材料之间相对速度很高的情况下,由于气体在材料表面的局部区域形成空穴或气泡并迅速破灭。气泡破灭时产生强烈的冲击波,压力可达410MPa,金属表面被损耗,形成蚀坑,称气蚀。在螺旋桨、水轮机叶片、泵的叶轮等零件中常出现。

    7、微动磨损腐蚀:受载金属材料与其相接触的固体材料作微小的相对运动时产生微动磨损,在空气中,微动磨损能引起氧化,形成微动磨损腐蚀。接触海水的多股钢丝绳也易发生微动磨损腐蚀。

    8、磨蚀、冲刷腐蚀:磨蚀是由于腐蚀介质与金属表面作相对运动而引起的,磨蚀失效零件上往往有沟槽、水波纹。冲刷腐蚀实际上是磨蚀的一种,只是介质流速很高,冲击力大。

    9、微生物腐蚀:微生物新陈代谢可产生腐蚀性很强的物质引起对金属材料的腐蚀,如澡类造成对冷却水管的腐蚀,贝壳类动物、海藻对海洋工程构件造成腐蚀失效。

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