一、工業腐蝕概述

　　腐蝕是指材料在周圍介質作用下產生的破壞。腐蝕的原因是多方面的，可以是化學的、物理的、生物的、機械的等等。材料的腐蝕類似于物質的風化，只是速度要快得多。在一定意義上，可以把金屬材料的腐蝕理解為金屬冶煉的逆過程。

　　工業腐蝕主要是由于原材料中含有的以及過程中生成的腐蝕性成分造成的。大氣中的雜質、水中的微量氯和溶解氧也會產生腐蝕作用。可以毫不夸大地說，現代工業過程是在腐蝕的環境和氣氛中進行的。

　　腐蝕的形式是多種多樣的。按照腐蝕的環境或起因，有大氣腐蝕、土壤腐蝕、海洋腐蝕、生物腐蝕、水腐蝕、非水溶液腐蝕等。按照腐蝕的結果或表現形式，有點腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕裂紋、腐蝕疲勞、磨損腐蝕等等。

　　現代工業發展很快，有時新工藝的關鍵問題還沒有完全解決，就著手設計制造設備，進而試車和正式運轉。其結果往往是在開車、正式運轉、停車時發生事故。其中多數情況都與腐蝕有關。腐蝕造成車船報廢、裝置停車、生產發生事故，屢見不鮮。對于全面腐蝕的情形，板材變薄，部件損傷，明顯可見。但對于應力腐蝕，在裝置外觀上看不到任何跡象，而且應力腐蝕裂紋發展迅速，對其做出預測相當困難。應力腐蝕裂紋是發生重大事故的潛在原因，而且有可能導致整套裝置停車或延長停車時間。某不銹鋼腐蝕實例調查資料顯示，起因于應力腐蝕的比例占40％～60％。

　　不銹鋼有較強的耐腐蝕性能，應力腐蝕裂紋特別明顯，識別度較高。而碳鋼、低合金鋼的耐腐蝕性低于不銹鋼，應力腐蝕裂紋表現得很復雜。碳鋼、低合金鋼根據使用的環境，也可與不銹鋼一樣形成一層耐腐蝕保護膜，如四氧化三鐵銹層，所以幾乎不會發生全面腐蝕。但是碳鋼和低合金鋼會產生局部應力腐蝕裂紋，而且腐蝕速度會高出全面腐蝕的100～1000倍。腐蝕產生的氫也有可能浸入鋼內，經擴散而形成氫脆裂紋。近些年有人提出，由于腐蝕而形成的點腐蝕內部與大面積腐蝕的環境不同，會產生裂紋。特別是鋼的高強度化，產生應力腐蝕裂紋的敏感性顯著增大。

　　類似于應力腐蝕，晶間腐蝕在外觀上也看不到任何跡象。由于沿金屬晶粒界面發生腐蝕性破壞，而使金屬的強度完全喪失。這是由于金屬材料在腐蝕環境中，晶粒界面和晶粒本身的電化學性能差異，會在它們之間形成腐蝕電池。腐蝕沿晶粒界面發展，使晶粒間失去結合力。

　　合金材料的腐蝕，是其中某種組分選擇性溶解，一般稱為選擇性腐蝕。如黃銅脫鋅，黃銅中的鋅發生選擇性溶解。它包括由表面均勻發展的層狀脫鋅，和由局部向深處發展的栓狀脫鋅兩種類型。再如，鑄鐵石墨化。石墨在灰口鐵中成網狀分布，在腐蝕性不大的環境中，鐵會選擇性腐蝕，留下石墨，被腐蝕的鑄鐵如石墨狀，故稱為石墨化腐蝕。另外，材料在腐蝕性環境中，易受交變應力作用產生腐蝕疲勞，使材料強度大大受損。

　　腐蝕無處不在，種類繁多。為了制定防腐對策，需要對裝置選材、裝置設計、原材料及冷卻水中的雜質以及運轉條件等進行詳盡研究，加大力度、綜合治理，從而防止或減緩腐蝕性破壞。

　　二、腐蝕機理

　　1，化學腐蝕

　　化學腐蝕是指周圍介質對金屬發生化學作用而造成的破壞。工業中常見的化學腐蝕有金屬氧化、高溫硫化、滲碳、脫碳、氫腐蝕等。

　　金屬在干燥或高溫氣體中可與氧反應造成腐蝕。氧化過程可表示為

2Me+O2≒2MeO

　　式中  Me表示金屬。

　　高溫硫化是指含硫介質如硫蒸氣、二氧化硫、硫化氫等，在高溫下與金屬作用生成硫化物的腐蝕過程。特別是在有水蒸氣存在的條件下，二氧化硫與水反應生成亞硫酸，硫化氫則成為氫硫酸，高溫硫化腐蝕狀況會加重。

　　滲碳是指一氧化碳、烴類等含碳物質在高溫下與鋼接觸分解成游離碳，并滲入鋼內形成碳化物的過程。脫碳是指鋼中滲碳體在高溫下與氣體介質如水蒸氣、氫、氧等，發生化學反應引起滲碳體脫碳的過程。滲碳和脫碳均能使鋼表面硬度和疲勞極限下降。

　　2．電化學腐蝕

　　金屬材料與電解質溶液接觸時，由于不同組分或組成的金屬材料之間形成原電池，其陰、陽兩極之間發生的氧化還原反應使某一組分或組成的金屬材料溶解，造成材料失效。這一過程稱為電化學腐蝕。

　　兩種不同金屬在溶液中直接接觸，因其電極電位不同而構成腐蝕電池，使電極電位較負的金屬發生溶解腐蝕，則稱之為電偶腐蝕，或接觸腐蝕。工程上不乏不同金屬材料間的接觸，電偶腐蝕這類電化學腐蝕屢屢發生。

　　三、腐蝕的危害與損失

　　伴隨世界工業化進程的是環境污染的加重和人類生存條件的惡化。人們做出了種種努力，無公害工藝的探求、工業泄漏的治理以及工業廢渣、廢液、廢氣排放的嚴格限制等等，試圖改善環境狀況和人類的生存條件。為了實現上述目標，人們還要付出艱辛的努力，任重道遠。污染環境的物質大多是腐蝕性物質，所以腐蝕現象無時不在，隨處可見。

　　腐蝕所造成的損失是巨大的。在設備損傷事故中，腐蝕所造成的經濟損失占很大比例。1964～1973年間，  日本金屬工業公司處理設備損傷事故1009起，有985起與腐蝕有關，占97．62％。美、英、前蘇聯、前西德等國1969～1970年間的調查資料表明，由于腐蝕造成的直接損失，占國民經濟總收入的2．0％～4．2％。美國每年汽車事故損失300億美元，火災損失110億美元，洪水損失4．3億美元，風災損失17億美元，地震損失4億美元，而腐蝕造成的損失達700億美元，遠遠超出上述其余各項的總和。

　　在化學工業中，所用原材料及生產過程中的中間產品、副產品、產品等大部分具有腐蝕性。腐蝕性介質對建筑物、廠房、設備基礎、各種構架、道路、地溝等，都會造成腐蝕性破壞。致使建筑物臨危、廠房倒塌、設備基礎下陷、構架毀壞、管道變形開裂，造成重大事故。在化工生產中，大量酸、堿等腐蝕性介質，嚴重地腐蝕著機械、設備，管路、閥門、墊片、填料等，致使設備壁厚變薄、強度下降，設備、管路、閥門泄漏，內容物向外泄放或散逸，引起中毒、火災、爆炸等事故發生。電氣、儀表等設施，會因腐蝕而引起絕緣破壞、接觸不良，致使電氣、儀表失靈，引發各類事故。