中文
英文
在線客服 為什么會產(chǎn)生侵蝕腐蝕？
簡單來說，侵蝕腐蝕是由于在腐蝕環(huán)境中的流體顆粒和固體表面之間的相對運(yùn)動而造成的。由于這種腐蝕形式嚴(yán)重影響了航空航天和一些其他行業(yè)內(nèi)的關(guān)鍵使用設(shè)備，因此在設(shè)計(jì)初期階段就需要采取一些有效的預(yù)防措施，以盡量減少這種腐蝕帶來的經(jīng)濟(jì)損失。現(xiàn)在，涂層材料已經(jīng)在降低及預(yù)防侵蝕腐蝕引起的表面退化方面起著重要的作用。
由于腐蝕性流體顆粒和固體表面之間的相對運(yùn)動，侵蝕腐蝕主要體現(xiàn)在金屬基體材料上腐蝕損傷速率的增加。在流體動力系統(tǒng)中，較高速度下的局部湍流（由管道內(nèi)表面發(fā)生的早期腐蝕性點(diǎn)蝕引發(fā)）可導(dǎo)致侵蝕腐蝕速率的快速增加，最終導(dǎo)致危險(xiǎn)泄漏。由于安裝錯誤和工藝上的缺陷，這種情況甚至可能會進(jìn)一步惡化，帶來更為嚴(yán)重的后果。
由于初始腐蝕導(dǎo)致金屬表面上存在的保護(hù)膜的損失，因此在適當(dāng)?shù)臅r候可能會觀察到非常高的腐蝕速率。即使流體主要是靜止的，移動的設(shè)備部件部分或全部浸入流體中，也會發(fā)生侵蝕現(xiàn)象。
經(jīng)常需要泵送含沙原油的油井和氣井經(jīng)常會面臨其中流體顆粒對管道和設(shè)備部件造成侵蝕損害的問題。在鋁合金和銅合金材料上經(jīng)常會觀察到侵蝕腐蝕情況。在流體流動速度接近某個臨界值時，流體顆粒開始會破壞保護(hù)管道或者設(shè)備表面的保護(hù)膜，腐蝕的速度因此會變得很快。這些輕合金在輕度潮濕且容易腐蝕的環(huán)境中形成保護(hù)膜。
流體速度一般都有一個極限值，高于這個值時侵蝕損傷和相關(guān)腐蝕速率非?？?。這種由顆粒速度引起的這種類型的腐蝕通常被稱為“侵蝕腐蝕”，其包括電化學(xué)金屬溶解和由于顆粒撞擊引起的機(jī)械侵蝕。這種情況下的流體主要包括液體以及氣體。
侵蝕腐蝕的機(jī)理研究
侵蝕腐蝕的機(jī)理可以解釋為：
● 質(zhì)量傳輸類型的金屬損耗
● 相轉(zhuǎn)移類型的金屬損耗
在質(zhì)量傳輸類型的金屬損耗中，金屬-流體界面處質(zhì)量的對流傳輸速率決定了侵蝕腐蝕速率。例如，當(dāng)由于含有溶解氧的水的流動使鋼劣化時，氧的對流流動決定了初始金屬的損耗速率，并且進(jìn)入銹層的氧擴(kuò)散速率決定了隨后的金屬損耗。在這種情況下，整個表面的金屬損失通常會是比較均勻的。
在相轉(zhuǎn)移類型的金屬損耗情況下，由腐蝕性流體的液相和氣相潤濕襯底的速率將決定金屬損耗的速率。潤濕則由流體的氣相和液相的流速決定。例如，在發(fā)電廠中的鍋爐管中，水相與蒸汽相分離，流動中的湍流促進(jìn)了鍋爐某些區(qū)域的侵蝕腐蝕。
對保護(hù)膜或涂層的初始侵蝕完全由流動的污染物顆粒的速度和湍流引起，不過這只有在流體速度超過臨界值時才會發(fā)生。流動產(chǎn)生的損傷進(jìn)一步會在表面產(chǎn)生額外的局部壓力波動和高剪切應(yīng)力；這都會加劇腐蝕的發(fā)生。此外，泡沫破裂、粗糙砂粒和熱蒸汽的移動都會促進(jìn)腐蝕速率的進(jìn)一步提升。
侵蝕腐蝕會影響到許多關(guān)鍵的工廠設(shè)備，例如，內(nèi)燃機(jī)組件、氣體壓縮機(jī)、工業(yè)鼓風(fēng)機(jī)和高速風(fēng)扇、航空設(shè)備、海洋設(shè)備、海上石油和天然氣生產(chǎn)系統(tǒng)、熱交換器、液壓組件、汽車和采礦設(shè)備、化學(xué)加工廠、發(fā)電設(shè)備等。
在飛機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)和壓縮機(jī)內(nèi)部，由于壓縮比的降低，侵蝕腐蝕會導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行效率降低。蒸汽輪機(jī)的發(fā)電可能會受到渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片上的水滴造成的侵蝕腐蝕的影響。高溫渦輪機(jī)——專為動力回收而設(shè)計(jì)——因顆粒撞擊而受損，最終也會導(dǎo)致渦輪機(jī)的工作效率下降。
由于氣穴現(xiàn)象導(dǎo)致的侵蝕
由于氣穴現(xiàn)象導(dǎo)致的腐蝕可以被視為侵蝕腐蝕中的特殊類別。這是由于組件的金屬表面和管道內(nèi)部周邊的蒸汽泡破裂和轟擊造成的。在泵吸入口，液壓致動器入口和回路中的其他點(diǎn)產(chǎn)生的低壓區(qū)會導(dǎo)致蒸汽泡的形成，這些蒸汽泡隨后由于管的內(nèi)徑減小而在流體壓力增加的點(diǎn)處塌陷。液體蒸發(fā)的壓力取決于液體的溫度和性質(zhì)。
由于液體中的蒸氣泡破裂，氣穴會導(dǎo)致保護(hù)膜的突然破壞。這些內(nèi)爆現(xiàn)象會導(dǎo)致嚴(yán)重的振動和嚴(yán)重的沖擊波。在一些高速流體動力系統(tǒng)中的零部件，例如泵送元件，葉輪，管道，控制閥，管道彎頭，三通部分和執(zhí)行器部件中都會出現(xiàn)這種類型的侵蝕。
侵權(quán)刪