工程常见的金属材料防腐蚀设计

一、常见的金属材料的腐蚀

1、常见的腐蚀类型及其定义

• 按介质分：大气腐蚀 、水腐蚀
• 按遭受腐蚀的材料分：钢腐蚀
• 按腐蚀形态分类，可分为均匀腐蚀 、局部 腐蚀和应力腐蚀；
• 按腐蚀发生的机理来分，可分为化学腐蚀 、 电化学腐蚀和物理腐蚀；

2 、应力腐蚀

是指金属构件在拉伸应力和腐 蚀环境共同作用下引起的破坏 。应力腐蚀 断裂的产生应具备以下三个条件：其一是 要有特定的腐蚀环境；其二是要有足够大 的拉伸应力；其三是金属材料具有特定的 合金成分和组织 。 工程上防止应力腐蚀开裂的措施有以下几 个方面：其一是降低管道元件中的应力水 平 ，避免或减少局部应力集中 ，消除加工 残余应力和焊接残余应力；其二是控制敏 感环境；其三是正确选用材质 ，力求避免 易产生腐蚀开裂的材料－环境组合。

3、氢脆

在高温 、高压下分子氢部分分解成原子 氢 ，或者在湿酸性腐蚀环境中经过电化学 反应生成氢原子 ，这些氢原子渗透到钢内 部后 ，使钢晶粒间原子结合力降低 ，表现 为钢材的延伸率 、 断面收缩率降低 ，强度 也发生变化，这种现象叫氢脆 。

所谓氢腐蚀 ，是指钢材长期与高温 、高压 氢气接触时 ，氢原子或氢分子会与钢中的 碳化物 （渗碳体）发生化学反应生成甲烷 ， 当这样的化学反应发生在钢材的表面时 ，称为表面脱碳 ，发生在钢材内部时 ，称 为内部脱碳。内部脱碳和外部脱碳统称为氢腐蚀 。对于钢 材的内部脱碳 ， 由于生成的甲烷气体不能从钢中扩散出去 ，而聚积在晶粒间形成局 部高压 ，造成应力集中，进而使钢材产生 微裂纹或鼓泡 ，致使钢材的强度及韧性下 降 ， 即使钢材变脆 。氢脆是一次脆化 ，是 可逆的 ，而氢腐蚀是永久脆化 ，是不可逆的。

4、晶间腐蚀

是由于晶界沉积了杂质 ，或某一元素增多或减少而引起的。这种变化大 多由于不适当的热处理或冷加工所致 。 晶 间腐蚀的发生有两个条件 ，其一是晶界物 质的物理化学状态与晶粒本身不同 ，其二 是有特定的腐蚀环境存在。

二、工程上防止晶间腐蚀(对奥氏体不锈钢而言) 发生的主要措施

（1）进行固溶化热处 理；

（2）降低不锈钢中的含碳量 ，将含量 降低到0 . 03％以下；

（3）采用含稳定化元 素 （主要是钛和铌）的奥氏体不锈钢。

三、防腐蚀设计的基本内容

（1）正确的选择材料

（2）防腐蚀措施的选择及其设计

（3）防腐蚀结构设计

（4）防腐蚀强度设计

（5）制造安装及维修对防腐的影响

（6）管道预定寿命的确定

四、钢材表面的原始锈蚀等级

GB8923标准共给出了A 、 B 、C 、 D四个原 始锈蚀等级

五、除锈后的质量等级

GB8923标准给出了除锈后的质量等级划分 ，其中常用的有St2 、St3 、Sa1 、Sa2 、 Sa2.5五个等级