2010-5-13
第 2章 材料设备的腐蚀防护与保温
主要内容：
1、材料设备的腐蚀与防护基本原理
2、设备腐蚀防护技术
3、材料的选用
4、保温目的
5、保温材料介绍
6、保温结构与施工
2010-5-13
一、概述
什么是腐蚀？
定义,金属材料 和周围环境发生 化学 或 电化学 作用
而破坏。
工程材料 和周围环境发生 相互作用 而破坏 。
腐蚀 是 材料与它所处环境介质之间发生作用而引起材
料的变质和破坏 。
三个基本要素：
腐蚀的对象 腐蚀的性质 腐蚀的后果
2.1 材料设备的腐蚀与防护
2010-5-13
?耐蚀性 指材料抵抗环境介质腐蚀
的能力
?腐蚀性 指环境介质腐蚀材料的强
弱程度
?腐蚀过程的本质
金属 → 金属化合物
△ G﹤ 0,自发过程
不可逆过程
2010-5-13
1、腐蚀的危害
经济损失巨大
资源和能源浪费严重
引发灾难性事故
造成环境污染
2.1 材料设备的腐蚀与防护
2010-5-13
经济损失包括直接损失和间接损失
?直接损失,指采用防护技术的费用和发
生腐蚀破坏以后的维修、更换费用和劳
务费用。
?间接损失,指设备发生腐蚀破坏造成停
工、停产；跑、冒、滴、漏造成物料流
失；腐蚀使产品污染，质量下降，设备
效率降低，能耗增加；在计算壁厚时需
增加腐蚀裕度，造成钢材浪费等。
2010-5-13
举例
? 1975年美国芝加哥一个大的炼油厂一根 15cm的
不锈钢弯管破裂引起爆炸和火灾，停车 6周，
这次腐蚀事故总维修费 50万美元，停车造成的
税收损失高达 500万美元。
美国,1949年 55亿美元
1960～ 1969年 150～ 200亿美元
1975年 700亿美元
1982年 1269亿美元
1995年 8000亿美元
英国,1969年 13.65亿英镑（ 27.3亿美元）
2010-5-13
2、腐蚀与防护科学的发展
（ 1）远在 5000年前采用火漆作为木、竹器的
防腐涂层。
（ 2） 18世纪下半叶开始的工业革命促进了腐
蚀与防护科学理论研究的发展。
（ 3）近 30多年来，腐蚀与防护科学发展成为
一门融合了多种学科的新兴边缘学科
2.1 材料设备的腐蚀与防护
2010-5-13
设备材料腐蚀图片
2010-5-13
设备材料腐蚀图片
2010-5-13
?腐蚀的分类
按环境分类：
大气腐蚀 土壤腐蚀 海水腐蚀
高温气体腐蚀 化工介质腐蚀
按形态分类：
局部腐蚀 全面腐蚀
按相互作用的性质：
电化学腐蚀 物理腐蚀
2010-5-13
1,金属的化学腐蚀
金属的化学腐蚀 是指金属与环境介质发生化学作
用，生成金属化合物并使材料性能退化的现象。
（ 1）金属氧化及其氧化膜
大多数金属氧化的结果都是在其表面上形成一
层氧化物固相膜。
（ 2）钢铁的气体腐蚀
高温氧化：钢铁在空气中加热，温度高于 800℃,
表面上就开始形成多孔、疏松的, 氧化铁皮, 。
二、腐蚀与防护基本原理
2010-5-13
? 氢蚀,温度超过 200~300℃,压力高于
30.4MPa时，氢将对钢产生显著作用，导致氢脆、
脱碳,CH4生成，钢剧烈脆化，造成氢蚀。
? 铸铁的肿胀：腐蚀性气体沿晶界、石墨夹杂物和
细微裂缝渗入到铸铁内部，发生氧化作用，铸铁
体积变大，产生肿胀，其强度大大降低。
? 脱碳,脱碳是指在腐蚀过程中，与氧化皮层相
连的内层渗碳体 Fe3C与介质中的氧、氢、二氧化
碳、水等作用使渗碳体减少，生成的气体降低了
膜的保护作用； 材料性能降低。
1,金属的化学腐蚀
2010-5-13
（ 3）防止钢铁气体腐蚀的方法
合金化：元素 Cr,Al,Si等改善钢铁材料抗氧化
性能最有效的合金元素，与氧的亲和力比铁强，
在氧化性介质中首先与氧结合形成极稳定的
Cr2O3,Al2O3,SiO2，氧化物结构致密，能够牢
固地与金属基体结合，形成有效的保护层。
改善介质：通过设法改善介质成分，可以减轻
乃至消除某些特定环境条件下的腐蚀危害。
1,金属的化学腐蚀
2010-5-13
? 应用保护性覆盖层：利用金属或非金属涂
层将金属和气体介质隔离开来，是防止气
体腐蚀的有效途径。实质是抗氧化合金元
素的表面合金化。
? 耐高温氧化的陶瓷覆盖层：采用热喷涂或
等离子喷涂的方法，可以将耐热氧化物喷
涂在金属表面形成耐高温氧化的陶瓷覆盖
层，达到抗高温氧化的目的。
1,金属的化学腐蚀
2010-5-13
（ 1）金属的电化学腐蚀及发生条件
原理：金属的电化学腐蚀原理在本质上与熟知
的铜－锌原电池是一样的，这种引起金属腐蚀
的原电池，叫做 腐蚀原电池 。
发生条件：
化学成分不均一,含有各种杂质和合金元素；
存在 组织结构不均一 ；
物理状态不均一 ；
表面氧化（保护） 膜不完整 。
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
腐蚀原电池原理
2010-5-13
金属的电化学腐蚀
铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？
带有铁铆钉的铜板若暴
露在空气中，表面被潮湿
空气或雨水浸润，空气中
的二氧化碳、二氧化硫和
海边空气中的 NaCl溶解其
中，形成电解质溶液，这
样组成了原电池，铜作阴
极，铁作阳极，所以铁很
快腐蚀形成铁锈。
2010-5-13
金属的电化学腐蚀
2010-5-13
（ 2）极化
极化是指 原电池由于电流通过，使其阴极和
阳极的电极电位偏离其起始电位值的现象 。
活化极化：电化学反应迟缓造成；
浓差极化：电极反应物（或反应生成物）输
运迟缓造成；
电阻极化：在电极表面上生成了具有保护作
用的氧化膜或不溶性的腐蚀产物等引起的。
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
（ 3）钝化
钝化 是金属与介质作用后，失去其化学活
性，变得更为稳定的现象。
使金属发生钝化的物质称为钝化剂。
成相膜理论：当金属溶解时，可在金属表面
生成一层致密的、覆盖性良好的固体产物。
吸附理论：认为，引起金属钝化并不一定要
形成固相膜，而只要在金属表面或部分表面
上形成氧或含氧粒子的吸附层。
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
（ 4）氢去极化和氧去极化腐蚀
① 氢去极化腐蚀,以氢离子还原反应为阴极过程的腐
蚀称为氢去极化腐蚀，简称 析氢腐蚀 。氢去极化过程
包括以下几个步骤：
a,水化氢离子脱水 H＋ ·nH2O→H ＋ ＋ nH2O
b,形成吸附氢原子 H＋ ＋ M(e)→MH ( 电化学步骤 )
c,吸附氢原子脱附 MH＋ MH→H 2＋ 2M (脱附 )
d,氢分子形成气泡，从表面逸出。
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
影响氢去极化腐蚀的主要因素
? 金属材料性状：金属材料 性质, 表面状态 及 金属
阴极相杂质
? pH值：低 pH值，氢离子浓度增大，氢电极电位
变得更正，加速金属的腐蚀
? 阴极区面积：面积增大，氢过电位减小，阴极极
化率降低，析氢反应加快，腐蚀速度增大
? 温度：温度升高，氢过电位减小，而且阳极反应
和阴极反应速度都将加快，导致腐蚀速度随温度
的升高而增大
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
② 氧去极化腐蚀,在中性和碱性溶液中，氢离
子的浓度较低，析氢反应电位较负，一般金属腐
蚀过程的阴极反应往往不是析氢反应，而是溶液
中氧的还原反应，此时腐蚀去极化剂是氧分子。
这类腐蚀称为氧去极化腐蚀，简称 吸氧腐蚀 。
氧去极化腐蚀发生条件,只有当金属的电极
电位较氧电极的平衡电位为负时，才有可能发生
吸氧腐蚀。氧去极化过程有以下几个步骤组成：
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
a,氧通过气 /液界面传质，由空气进入溶液；
b,溶解氧通过对流扩散均布在溶液中；
c,氧以扩散方式通过电极表面的扩散层，
到达金属的表面；
d,氧在金属表面进行还原反应。
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
影响氧去极化腐蚀的主要因素：
? 阳极材料电极电位：电位降低则氧去极化腐蚀
的速度增大
? 溶解氧浓度,DO浓度提高，氧去极化腐蚀速度
随之增大
? 溶液流速：流速越大，腐蚀速度越大
? 盐浓度：浓度的增大，溶液的电导率增大，腐
蚀速度将有所提高
? 温度：升高氧的扩散和电极反应速度加快
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
（ 1）全面腐蚀
全面腐蚀的特征,腐蚀分布在整个金属表面，使
金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。纯金属及成
分组织均匀的合金在均匀的介质环境中表现出该类腐
蚀形态。
全面腐蚀的控制：
合理选材、留有裕量
施加保护性覆盖层
缓蚀剂
电化学保护
3、金属腐蚀破坏的形态
2010-5-13
（ 2）局部腐蚀
腐蚀集中在金属表面局部区域，
而其它大部分表面几乎不腐蚀。
局部腐蚀特征：
明晰固定的腐蚀电池阳极阴极区
面积相对较小的阳极区
电化学过程具有自催化性
腐蚀事例中局部
腐蚀占 80%以上。
?
?
?
?
?
?
?
?
?
选择腐蚀
晶间腐蚀
缝隙腐蚀
小孔腐蚀
电偶腐蚀
局部腐蚀
3、金属腐蚀破坏的形态
2010-5-13
两种金属在同一介质中接触,腐蚀电位不等使它们之间有电
偶电流流动，使位较低的金属溶解速度增加，造成接触处
的局部腐蚀，电偶腐蚀亦称 接触腐蚀 或 双金属腐蚀 。
要避免电偶腐蚀需考虑如下三个方面：
正确选材：电偶腐蚀的推动力是互相接触的金属之间存在
电位差，应尽可能选取电偶序中相距较近的合金，或者对
相异合金施以相同的镀层
消除面积效应：避免大阴极、小阳极的电偶
添加适当的缓蚀剂：缓饰剂可以有效地控制电偶腐蚀
① 电偶腐蚀
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在金属表面局部出现向深处发展的腐蚀小孔，而其余地
区不被腐蚀或者只有很轻微的腐蚀，这种腐蚀形态称
为小孔腐蚀，简称 孔蚀或点蚀 。
孔蚀的影响因素及其控制：
合金的成分和组织：孔蚀的敏感性与合金的成分、组
织以及冶金质量有密切的关系
介质的组成和状况：孔蚀大多在含有 卤族元素化合物
的介质 中发生，降低介质中卤素可预防孔蚀。此外，
加强溶液搅拌、循环或通气也有利于预防和减轻孔蚀
② 小孔腐蚀
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?缓蚀剂：硝酸盐、铬酸盐、硫酸盐及碱等能增
加钝化膜的稳定性或有利于 受损的钝化膜的再
钝化 。
?阴极保护,利用阴极保护法，使金属的 电极电
位控制 在孔蚀保护电位以下。
② 小孔腐蚀 —— 影响因素及控制
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Fe2+
Ｆｅｃｌ２
Ｈｃｌ
Ｈ ２ Ｓ
间或有Ｆｅ Cｌ ２,４Ｈ ２ Ｏ结晶
含Ｈ ２ Ｓ的酸性
氯化物溶液
ＭｎＳ＋２Ｈ ＋ ?Ｍ ２＋ ｎ ＋Ｈ ２ Ｓ
ｅ Ｃｌ － Ｃｌ －
ｅ
Ｆｅ ?Ｆｅ ２＋ ＋２ｅ
Ｆｅ ２＋ ＋Ｈ ２ Ｏ ?ＦｅＯＨ ＋ ＋Ｈ ＋
２Ｈ ＋ ＋２ｅ ?Ｈ ２
ｅ
Ｆｅ（ＯＨ）３多孔锈层
Ｏ ２ ＋２Ｈ ２ Ｏ＋４ｅ ?４０Ｈ －
?Ｏ ２ ?Ｏ ２
中性充气氯化钠溶液
?Ｏ ２ ?Ｏ ２ ?Ｏ ２ ?Ｏ ２ ?Ｏ ２ ?Ｏ ２
因杵氢偶而将锈层冲破
Ｈ ２ ?Ｏ
２
?Ｏ ２
ＯＨ＋Ｈ ２ Ｏ＋Ｆｅ ３ Ｏ ４ ←
３ＦｅＯＯＨ＋ｅ
起源于硫化物夹杂的碳钢孔蚀机理示意图
根据Ｗｒａｎｇｌｅｎ
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金属部件在介质中，金属与金属或金属与非金属之间形成特
别小的缝隙 (0.025~0.1mm)，缝隙内介质处于滞流状态，
引起缝内金属腐蚀加速 —— 缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀的影响因素与孔蚀的相似，控制缝隙腐蚀除可以采
取防止孔蚀的相似措施外,还应考虑：
设计中注意结构的合理性，避免形成缝隙和积液的死角
对不可避免的缝隙，要采取相应的保护措施
尽量控制介质中溶解氧的浓度,DO低于 5× 10－ 6，使缝隙
处难以形成氧浓差电池，缝隙腐蚀难以启动。
③ 缝隙腐蚀
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e
e
e
ee ee
e
o2
OH-
OH-
M+
M+o2 Na+
Na+
Na+
Cl-
M+o2
OH-
o2
OH-
M+
o2
OH-
M+
Cl-
Na+
ee
e
o2 OH-
OH-o2
M(OH)
2
M+ M+ M
+
M+ M+ M
+
Cl-M+
M+
Cl-
M+M+
M+
Cl-
Cl-
M+
Cl-
Cl-
Na+
o2
Cl-o
2 o2
OH-
初期阶段 后期阶段
金属在海水中（中性氯化物溶液）缝隙腐蚀
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缝隙腐蚀 —— 闭塞腐蚀电池过程
① 缝隙内氧的贫乏,由于缝隙内贫氧，缝隙内
外形成氧浓差电池。缝隙内金属表面为阳极，
缝外自由表面为阴极。
② 金属离子水解、溶液酸化
③ 缝隙内溶液 pH值下降，达到某个临界值，不
锈钢表面钝化膜破坏，转变为活态，缝隙内
金属溶解速度大大增加。
④ 上述过程反复进行，互相促进，整个腐蚀过
程具有自催化特性。
2010-5-13
2010-5-13
2010-5-13
第 2章 材料设备的腐蚀防护与保温
主要内容：
1、材料设备的腐蚀与防护基本原理
2、设备腐蚀防护技术
3、材料的选用
4、保温目的
5、保温材料介绍
6、保温结构与施工
2010-5-13
一、概述
什么是腐蚀？
定义,金属材料 和周围环境发生 化学 或 电化学 作用
而破坏。
工程材料 和周围环境发生 相互作用 而破坏 。
腐蚀 是 材料与它所处环境介质之间发生作用而引起材
料的变质和破坏 。
三个基本要素：
腐蚀的对象 腐蚀的性质 腐蚀的后果
2.1 材料设备的腐蚀与防护
2010-5-13
?耐蚀性 指材料抵抗环境介质腐蚀
的能力
?腐蚀性 指环境介质腐蚀材料的强
弱程度
?腐蚀过程的本质
金属 → 金属化合物
△ G﹤ 0,自发过程
不可逆过程
2010-5-13
1、腐蚀的危害
经济损失巨大
资源和能源浪费严重
引发灾难性事故
造成环境污染
2.1 材料设备的腐蚀与防护
2010-5-13
经济损失包括直接损失和间接损失
?直接损失,指采用防护技术的费用和发
生腐蚀破坏以后的维修、更换费用和劳
务费用。
?间接损失,指设备发生腐蚀破坏造成停
工、停产；跑、冒、滴、漏造成物料流
失；腐蚀使产品污染，质量下降，设备
效率降低，能耗增加；在计算壁厚时需
增加腐蚀裕度，造成钢材浪费等。
2010-5-13
举例
? 1975年美国芝加哥一个大的炼油厂一根 15cm的
不锈钢弯管破裂引起爆炸和火灾，停车 6周，
这次腐蚀事故总维修费 50万美元，停车造成的
税收损失高达 500万美元。
美国,1949年 55亿美元
1960～ 1969年 150～ 200亿美元
1975年 700亿美元
1982年 1269亿美元
1995年 8000亿美元
英国,1969年 13.65亿英镑（ 27.3亿美元）
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2、腐蚀与防护科学的发展
（ 1）远在 5000年前采用火漆作为木、竹器的
防腐涂层。
（ 2） 18世纪下半叶开始的工业革命促进了腐
蚀与防护科学理论研究的发展。
（ 3）近 30多年来，腐蚀与防护科学发展成为
一门融合了多种学科的新兴边缘学科
2.1 材料设备的腐蚀与防护
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设备材料腐蚀图片
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设备材料腐蚀图片
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?腐蚀的分类
按环境分类：
大气腐蚀 土壤腐蚀 海水腐蚀
高温气体腐蚀 化工介质腐蚀
按形态分类：
局部腐蚀 全面腐蚀
按相互作用的性质：
电化学腐蚀 物理腐蚀
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1,金属的化学腐蚀
金属的化学腐蚀 是指金属与环境介质发生化学作
用，生成金属化合物并使材料性能退化的现象。
（ 1）金属氧化及其氧化膜
大多数金属氧化的结果都是在其表面上形成一
层氧化物固相膜。
（ 2）钢铁的气体腐蚀
高温氧化：钢铁在空气中加热，温度高于 800℃,
表面上就开始形成多孔、疏松的, 氧化铁皮, 。
二、腐蚀与防护基本原理
2010-5-13
? 氢蚀,温度超过 200~300℃,压力高于
30.4MPa时，氢将对钢产生显著作用，导致氢脆、
脱碳,CH4生成，钢剧烈脆化，造成氢蚀。
? 铸铁的肿胀：腐蚀性气体沿晶界、石墨夹杂物和
细微裂缝渗入到铸铁内部，发生氧化作用，铸铁
体积变大，产生肿胀，其强度大大降低。
? 脱碳,脱碳是指在腐蚀过程中，与氧化皮层相
连的内层渗碳体 Fe3C与介质中的氧、氢、二氧化
碳、水等作用使渗碳体减少，生成的气体降低了
膜的保护作用； 材料性能降低。
1,金属的化学腐蚀
2010-5-13
（ 3）防止钢铁气体腐蚀的方法
合金化：元素 Cr,Al,Si等改善钢铁材料抗氧化
性能最有效的合金元素，与氧的亲和力比铁强，
在氧化性介质中首先与氧结合形成极稳定的
Cr2O3,Al2O3,SiO2，氧化物结构致密，能够牢
固地与金属基体结合，形成有效的保护层。
改善介质：通过设法改善介质成分，可以减轻
乃至消除某些特定环境条件下的腐蚀危害。
1,金属的化学腐蚀
2010-5-13
? 应用保护性覆盖层：利用金属或非金属涂
层将金属和气体介质隔离开来，是防止气
体腐蚀的有效途径。实质是抗氧化合金元
素的表面合金化。
? 耐高温氧化的陶瓷覆盖层：采用热喷涂或
等离子喷涂的方法，可以将耐热氧化物喷
涂在金属表面形成耐高温氧化的陶瓷覆盖
层，达到抗高温氧化的目的。
1,金属的化学腐蚀
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（ 1）金属的电化学腐蚀及发生条件
原理：金属的电化学腐蚀原理在本质上与熟知
的铜－锌原电池是一样的，这种引起金属腐蚀
的原电池，叫做 腐蚀原电池 。
发生条件：
化学成分不均一,含有各种杂质和合金元素；
存在 组织结构不均一 ；
物理状态不均一 ；
表面氧化（保护） 膜不完整 。
2、金属的电化学腐蚀
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腐蚀原电池原理
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金属的电化学腐蚀
铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？
带有铁铆钉的铜板若暴
露在空气中，表面被潮湿
空气或雨水浸润，空气中
的二氧化碳、二氧化硫和
海边空气中的 NaCl溶解其
中，形成电解质溶液，这
样组成了原电池，铜作阴
极，铁作阳极，所以铁很
快腐蚀形成铁锈。
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金属的电化学腐蚀
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（ 2）极化
极化是指 原电池由于电流通过，使其阴极和
阳极的电极电位偏离其起始电位值的现象 。
活化极化：电化学反应迟缓造成；
浓差极化：电极反应物（或反应生成物）输
运迟缓造成；
电阻极化：在电极表面上生成了具有保护作
用的氧化膜或不溶性的腐蚀产物等引起的。
2、金属的电化学腐蚀
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（ 3）钝化
钝化 是金属与介质作用后，失去其化学活
性，变得更为稳定的现象。
使金属发生钝化的物质称为钝化剂。
成相膜理论：当金属溶解时，可在金属表面
生成一层致密的、覆盖性良好的固体产物。
吸附理论：认为，引起金属钝化并不一定要
形成固相膜，而只要在金属表面或部分表面
上形成氧或含氧粒子的吸附层。
2、金属的电化学腐蚀
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（ 4）氢去极化和氧去极化腐蚀
① 氢去极化腐蚀,以氢离子还原反应为阴极过程的腐
蚀称为氢去极化腐蚀，简称 析氢腐蚀 。氢去极化过程
包括以下几个步骤：
a,水化氢离子脱水 H＋ ·nH2O→H ＋ ＋ nH2O
b,形成吸附氢原子 H＋ ＋ M(e)→MH ( 电化学步骤 )
c,吸附氢原子脱附 MH＋ MH→H 2＋ 2M (脱附 )
d,氢分子形成气泡，从表面逸出。
2、金属的电化学腐蚀
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影响氢去极化腐蚀的主要因素
? 金属材料性状：金属材料 性质, 表面状态 及 金属
阴极相杂质
? pH值：低 pH值，氢离子浓度增大，氢电极电位
变得更正，加速金属的腐蚀
? 阴极区面积：面积增大，氢过电位减小，阴极极
化率降低，析氢反应加快，腐蚀速度增大
? 温度：温度升高，氢过电位减小，而且阳极反应
和阴极反应速度都将加快，导致腐蚀速度随温度
的升高而增大
2、金属的电化学腐蚀
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② 氧去极化腐蚀,在中性和碱性溶液中，氢离
子的浓度较低，析氢反应电位较负，一般金属腐
蚀过程的阴极反应往往不是析氢反应，而是溶液
中氧的还原反应，此时腐蚀去极化剂是氧分子。
这类腐蚀称为氧去极化腐蚀，简称 吸氧腐蚀 。
氧去极化腐蚀发生条件,只有当金属的电极
电位较氧电极的平衡电位为负时，才有可能发生
吸氧腐蚀。氧去极化过程有以下几个步骤组成：
2、金属的电化学腐蚀
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a,氧通过气 /液界面传质，由空气进入溶液；
b,溶解氧通过对流扩散均布在溶液中；
c,氧以扩散方式通过电极表面的扩散层，
到达金属的表面；
d,氧在金属表面进行还原反应。
2、金属的电化学腐蚀
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影响氧去极化腐蚀的主要因素：
? 阳极材料电极电位：电位降低则氧去极化腐蚀
的速度增大
? 溶解氧浓度,DO浓度提高，氧去极化腐蚀速度
随之增大
? 溶液流速：流速越大，腐蚀速度越大
? 盐浓度：浓度的增大，溶液的电导率增大，腐
蚀速度将有所提高
? 温度：升高氧的扩散和电极反应速度加快
2、金属的电化学腐蚀
2010-5-13
（ 1）全面腐蚀
全面腐蚀的特征,腐蚀分布在整个金属表面，使
金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。纯金属及成
分组织均匀的合金在均匀的介质环境中表现出该类腐
蚀形态。
全面腐蚀的控制：
合理选材、留有裕量
施加保护性覆盖层
缓蚀剂
电化学保护
3、金属腐蚀破坏的形态
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（ 2）局部腐蚀
腐蚀集中在金属表面局部区域，
而其它大部分表面几乎不腐蚀。
局部腐蚀特征：
明晰固定的腐蚀电池阳极阴极区
面积相对较小的阳极区
电化学过程具有自催化性
腐蚀事例中局部
腐蚀占 80%以上。
?
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选择腐蚀
晶间腐蚀
缝隙腐蚀
小孔腐蚀
电偶腐蚀
局部腐蚀
3、金属腐蚀破坏的形态
2010-5-13
两种金属在同一介质中接触,腐蚀电位不等使它们之间有电
偶电流流动，使位较低的金属溶解速度增加，造成接触处
的局部腐蚀，电偶腐蚀亦称 接触腐蚀 或 双金属腐蚀 。
要避免电偶腐蚀需考虑如下三个方面：
正确选材：电偶腐蚀的推动力是互相接触的金属之间存在
电位差，应尽可能选取电偶序中相距较近的合金，或者对
相异合金施以相同的镀层
消除面积效应：避免大阴极、小阳极的电偶
添加适当的缓蚀剂：缓饰剂可以有效地控制电偶腐蚀
① 电偶腐蚀
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在金属表面局部出现向深处发展的腐蚀小孔，而其余地
区不被腐蚀或者只有很轻微的腐蚀，这种腐蚀形态称
为小孔腐蚀，简称 孔蚀或点蚀 。
孔蚀的影响因素及其控制：
合金的成分和组织：孔蚀的敏感性与合金的成分、组
织以及冶金质量有密切的关系
介质的组成和状况：孔蚀大多在含有 卤族元素化合物
的介质 中发生，降低介质中卤素可预防孔蚀。此外，
加强溶液搅拌、循环或通气也有利于预防和减轻孔蚀
② 小孔腐蚀
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?缓蚀剂：硝酸盐、铬酸盐、硫酸盐及碱等能增
加钝化膜的稳定性或有利于 受损的钝化膜的再
钝化 。
?阴极保护,利用阴极保护法，使金属的 电极电
位控制 在孔蚀保护电位以下。
② 小孔腐蚀 —— 影响因素及控制
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Fe2+
Ｆｅｃｌ２
Ｈｃｌ
Ｈ ２ Ｓ
间或有Ｆｅ Cｌ ２,４Ｈ ２ Ｏ结晶
含Ｈ ２ Ｓ的酸性
氯化物溶液
ＭｎＳ＋２Ｈ ＋ ?Ｍ ２＋ ｎ ＋Ｈ ２ Ｓ
ｅ Ｃｌ － Ｃｌ －
ｅ
Ｆｅ ?Ｆｅ ２＋ ＋２ｅ
Ｆｅ ２＋ ＋Ｈ ２ Ｏ ?ＦｅＯＨ ＋ ＋Ｈ ＋
２Ｈ ＋ ＋２ｅ ?Ｈ ２
ｅ
Ｆｅ（ＯＨ）３多孔锈层
Ｏ ２ ＋２Ｈ ２ Ｏ＋４ｅ ?４０Ｈ －
?Ｏ ２ ?Ｏ ２
中性充气氯化钠溶液
?Ｏ ２ ?Ｏ ２ ?Ｏ ２ ?Ｏ ２ ?Ｏ ２ ?Ｏ ２
因杵氢偶而将锈层冲破
Ｈ ２ ?Ｏ
２
?Ｏ ２
ＯＨ＋Ｈ ２ Ｏ＋Ｆｅ ３ Ｏ ４ ←
３ＦｅＯＯＨ＋ｅ
起源于硫化物夹杂的碳钢孔蚀机理示意图
根据Ｗｒａｎｇｌｅｎ
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金属部件在介质中，金属与金属或金属与非金属之间形成特
别小的缝隙 (0.025~0.1mm)，缝隙内介质处于滞流状态，
引起缝内金属腐蚀加速 —— 缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀的影响因素与孔蚀的相似，控制缝隙腐蚀除可以采
取防止孔蚀的相似措施外,还应考虑：
设计中注意结构的合理性，避免形成缝隙和积液的死角
对不可避免的缝隙，要采取相应的保护措施
尽量控制介质中溶解氧的浓度,DO低于 5× 10－ 6，使缝隙
处难以形成氧浓差电池，缝隙腐蚀难以启动。
③ 缝隙腐蚀
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e
e
e
ee ee
e
o2
OH-
OH-
M+
M+o2 Na+
Na+
Na+
Cl-
M+o2
OH-
o2
OH-
M+
o2
OH-
M+
Cl-
Na+
ee
e
o2 OH-
OH-o2
M(OH)
2
M+ M+ M
+
M+ M+ M
+
Cl-M+
M+
Cl-
M+M+
M+
Cl-
Cl-
M+
Cl-
Cl-
Na+
o2
Cl-o
2 o2
OH-
初期阶段 后期阶段
金属在海水中（中性氯化物溶液）缝隙腐蚀
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缝隙腐蚀 —— 闭塞腐蚀电池过程
① 缝隙内氧的贫乏,由于缝隙内贫氧，缝隙内
外形成氧浓差电池。缝隙内金属表面为阳极，
缝外自由表面为阴极。
② 金属离子水解、溶液酸化
③ 缝隙内溶液 pH值下降，达到某个临界值，不
锈钢表面钝化膜破坏，转变为活态，缝隙内
金属溶解速度大大增加。
④ 上述过程反复进行，互相促进，整个腐蚀过
程具有自催化特性。
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