循环冷却水系统中金属的腐蚀分类

换热器的腐蚀通过循环水挂片来检测。挂片在三个地方进行监测：监测换热器、吸水池、凉水塔。挂片分为三种材质：碳钢、不锈钢、铜质。碳钢的腐蚀速率：碳钢＜0.075mm/a，不锈钢、铜＜0.005mm/a（a代表年）。

腐蚀分为均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀（点蚀）、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀破裂。

1、均匀腐蚀

均匀腐蚀又称全面腐蚀或普遍腐蚀。其一般特点是腐蚀过程在金属的全部暴露表面上的

均匀地进行。在腐蚀过程中，金属逐渐变薄，最后被破坏。

   对碳钢而言，均匀腐蚀主要发生在低PH的酸性溶液中。例如，冷却水系统中的碳钢换热器用盐酸、硝酸或硫酸等无机酸进行化学清洗时，如果没有在这些酸中添加适当的缓蚀剂，则碳钢将发生明显的均匀腐蚀。又如，在加酸过多，冷却水的PH降到很低时，碳钢的设备也将发生明显的均匀腐蚀。

2、电偶腐蚀

电偶腐蚀又称双金属腐蚀或接触腐蚀。

当两种不同的金属浸在导电性的水溶液中时，两种金属之间通常存在着电位差。如果这些金属互相接触或用导线连接，则该电位差就会驱使电子在它们之间流动，从而形成一个腐蚀电池。与不接触时相比，耐蚀性较差的金属（即电位较低的金属）在接触后腐蚀速度通常会增加，而耐蚀性较好的金属（即电位较高的金属）在接触后腐蚀速度将下降。

电偶序是按金属或合金的腐蚀电位EC的高低而排列的顺序，而电动序则是按纯金属或元素的标准电极电位而排列的顺序。要预测电偶腐蚀中的电偶关系，采用电偶序比采用电动序更为合理。

冷却水系统中电偶腐蚀的实例之一是换热器中黄铜换热管和碳钢管板或钢制水室之间在冷却水中发生的电偶腐蚀。在腐蚀过程中，被加速腐蚀的是很厚的钢制管板或水室，而不是薄的铜管。由于钢制管板或水室的壁较厚，因而仍可长期使用。其电偶序按纯金属的标准电极电位排序。

3、缝隙腐蚀

浸泡在腐蚀性介质中的金属表面，当其处在缝隙或其他的隐蔽区域内时，常会发生强烈的局部腐蚀。这种腐蚀常常和孔穴、垫片底面、搭接缝、表面沉积物、金属的腐蚀产物以及螺帽、铆钉帽下缝隙内积存的少量静止溶液有关。因此，这种腐蚀形态被称作缝隙腐蚀，有时也被称作垢下腐蚀、沉积（物下）腐蚀、垫片腐蚀等。

产生缝隙腐蚀或垢下腐蚀的沉积物有：冷却水中的泥砂、尘埃、腐蚀产物、水垢、微生物粘泥和其他固体。沉积物的作用是屏蔽，在其下面形成缝隙，为液体不流动创造投条件。

金属和非金属接触的表面之间的缝隙也能引起缝隙腐蚀，例如使用垫片时的情况。

循环冷却水系统中碳钢换热器中沉积物下面金属的腐蚀可以看作缝隙腐蚀（垢下腐蚀）的一个实例。冷却水系统腐蚀监测装置中夹牢碳钢试片用的螺帽及垫片下缝隙内碳钢表面发生的腐蚀，可以看作缝隙腐蚀的又一个实例。

    缝隙腐蚀的机理是，缝隙腐蚀的总反应包括金属M氧化生成金属离子M2+的阳极过程和水中的溶解氧还原为氢氧根离子的阴极过程。

               阳极过程     M   —— M2++2e

               阴极过程     1/2O2+H2O+2e ——2OH-

   在缝隙中，金属生成金属离子M2+，而氧则由于缝隙中溶液对流不畅而贫化，故氧的还原反应主要是缝隙之外氧容易到达的阴极区进行。这样，在缝隙溶液中就有了过剩的正电荷。这些过剩的正电荷需要带负电的氯离子迁移到缝隙中去，以保持电中性。结果缝隙内金属氯化物的浓度增加。之后，金属氯化物MCl2水解，生成不溶性的金属氢氧化物沉淀和可溶性的盐酸：

                   MCl2+ 2H2O  ——M(OH) 2    +2H+ + 2Cl-

      盐酸是强电解质，它在水中会全部电离为H+和Cl-。这些H+和Cl-会加速多数金属和合金的溶解（腐蚀）。

      凡是耐蚀性依靠氧化膜或钝化膜的金属或合金，例如不锈钢和碳钢，特别容易遭受缝隙腐蚀。

4、孔蚀

孔蚀又称为点蚀或坑蚀。孔蚀是在金属表面上产生小孔的一种极为局部的腐蚀形态。这种孔蚀的直径可大可小，但在大多数情况下都比较小。有些蚀孔孤立地存在；有些蚀孔则紧凑在一起，像一片粗糙的表面。

   孔蚀是破坏性和隐患性最大的的腐蚀形态之一。它使设备穿孔破坏，而这时的失重仅占整个结构很小的一部分。孔蚀特别有害，因为它是一种局部的但是剧烈的腐蚀形态。孔蚀严重的设备会在突然之间发生穿孔以及随之而来的泄漏，使人措手不及。

   检查和发现蚀孔常常是很困难的，因为蚀孔既小，通常又被腐蚀产物或沉积物覆盖着。

   蚀孔通常往重力方向生长。一般蚀孔需要几个月或几年才穿透金属。在出现可以看到的蚀孔之前，通常需要现段很长的孕育期。

   对于碳钢而言，孔蚀主要发生在中性的腐蚀性介质中。例如，在未采取防腐措施的敞开式循环冷却水系统中。

在碳钢换热器冷却水一侧的碳钢管壁表面和管板上，经常可以看到许多由孔蚀产生的腐蚀产物及其下面的蚀孔。这是冷却水系统中最长常的孔蚀的实例之一。

硫离子、氯离子和氢离子能够促进多数金属和合金的溶解，且整个过程随时间而加速。

冷却水中大多数孔蚀和卤素离子有关。其中影响最大的是氯离子、溴离子和次氯酸根离子。

许多不锈钢在海水和其它氯离化物溶液中有强烈产生孔蚀和缝隙腐蚀的倾向，普通碳钢耐孔蚀的能力比不锈钢要高一些。

5、选择性腐蚀

选择性腐蚀又称为选择性浸出。选择性腐蚀是从一种固体金属中有选择地除去其中一种元素的腐蚀。而冷却水系统中最常的选择性腐蚀是黄铜管的脱锌。

6、磨损腐蚀

磨损腐蚀又称为冲击腐蚀、冲刷腐蚀或磨蚀。磨损腐蚀是由于腐蚀性流体和金属表面间的相对运动引起的金属加速破坏和腐蚀。它同时还包括机械磨耗和磨损作用。

在冷却水系统中，泵的叶轮、凝汽器中冷却水入口处铜管的端部、挡板的折流等处常遭到冲刷腐蚀都可以作为冷却水系统中磨损腐蚀的一些实例。

一般来说，原来耐蚀性能较好的材料将会显示出较好的耐磨损腐蚀性能。

7、应力腐蚀破裂

   应力腐蚀破裂是指拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起金属或合金的破裂。应用腐蚀破裂的方向一般与作用应力的方向垂直。应力可有各种来源：外加应力、残余应力、焊接应力等。在应用中如长管径、长管道、托管支架不平衡，焊接应力未消除等。

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