腐蚀失效分析全指南：八种形式与应对策略 ?

一、腐蚀失效为何重要？

腐蚀是材料（尤其是金属）与环境发生化学反应或电化学作用，导致性能下降甚至失效的现象。据统计，全球每年因腐蚀造成的经济损失超2.5万亿美元（占GDP的3.4%）。腐蚀失效分析旨在定位腐蚀类型、机理，为防护提供依据。

二、腐蚀失效的八大形式 ?

1. 均匀腐蚀（全面腐蚀）

• 特征：材料表面均匀减薄，如铁在潮湿空气中的锈蚀。
• 实例：储罐内壁因酸液长期接触导致壁厚减少。

2. 点蚀（孔蚀）

• 特征：局部出现小孔，深度远大于直径（如不锈钢在氯化物环境中的凹坑）。
• 危害：易引发应力集中，导致穿孔或裂纹。

3. 缝隙腐蚀

• 特征：发生在材料缝隙处（如螺栓连接处），因溶液滞留导致局部缺氧酸化。
• 实例：换热器板片缝隙处因氯离子积累产生腐蚀。

4. 晶间腐蚀（IGC, Intergranular Corrosion）

• 特征：沿晶界发生选择性腐蚀，材料强度骤降但表面保持完整（如不锈钢敏化处理后）。
• 检测：通过金相显微镜观察晶界是否发黑。

5. 应力腐蚀开裂（SCC, Stress Corrosion Cracking）

• 特征：拉应力+腐蚀环境共同作用导致脆性裂纹（如高强钢在湿H2S环境中的裂纹扩展）。
• 危害：无预警突发性断裂，堪称“隐形杀手”。

6. 电偶腐蚀（接触腐蚀）

• 特征：两种电位不同的金属接触时，电位负的金属加速腐蚀（如铝与钢连接处铝被腐蚀）。
• 预防：避免异种金属直接接触或加绝缘垫片。

7. 磨损腐蚀（冲蚀）

• 特征：流体冲击+腐蚀共同作用，导致材料表面磨损（如管道弯头处因高速流体冲刷减薄）。
• 实例：海水泵叶轮的腐蚀与磨损协同失效。

8. 氢致开裂（HIC, Hydrogen Induced Cracking）

• 特征：氢原子渗入材料内部，在应力作用下聚集形成裂纹（如油气管线钢在H2S环境中的层状开裂）。
• 检测：通过超声扫描或热碱浸泡实验验证。

三、腐蚀失效分析的“三步法” ?️

1. 现场勘查

• 记录腐蚀位置、环境（温度、湿度、介质成分）。
• 采集腐蚀产物样品（如铁锈、氯离子沉淀）。

2. 实验室检测

• 显微观察：SEM观察腐蚀形貌（点蚀坑、裂纹）。
• 成分分析：EDS检测腐蚀产物元素（如Cl⁻、S²⁻）。
• 应力测试：X射线衍射（XRD）测量残余应力。

3. 模拟复现

• 通过盐雾试验（GB/T 10125）、慢应变速率试验（SSRT）复现腐蚀场景，验证机理。

四、总结与防护建议

腐蚀形式多样，需结合环境、材料、应力三要素综合分析。防护策略包括：

• 选材优化：如不锈钢替代碳钢，添加Cr、Ni提高耐蚀性。
• 涂层保护：镀锌、喷塑隔绝腐蚀介质。
• 阴极保护：牺牲阳极（如镁块）或外加电流抑制电化学腐蚀。