金属腐蚀有全面腐蚀、点蚀(坑蚀)、电偶腐蚀、应力腐蚀、丝状腐蚀、水线腐蚀、冲蚀(磨蚀)、焊缝腐蚀、生物腐蚀等多种形态。
(1)全面腐蚀。全面腐蚀是一种常见的腐蚀形态,它的腐蚀特征是在金属的整个暴露表面或大面积上普遍地发生化学或电化学反应,可以是均匀的,也可以是不均匀的。海上风电场的钢铁构件处于海水全浸泡环境中的腐蚀一般属于全面腐蚀。
(2)点蚀(坑蚀)。点蚀是最常见的一种局部腐蚀类型,普遍发生在结构的各个部位。主要与材料的成分不均匀、表面状态及水中介质成分(主要是Cl-)有关。其特征是在一定的区域范围内,蚀孔不断地向纵深处发展,若连续发展能导致钢板穿孔。
点蚀是内部腐蚀形态的一种,在不锈钢上最常见。一旦有尘粒沉积在不锈钢表面,就易于吸收潮气而形成电解质,而水膜的氧溶差导致其钝化膜破坏而发生点蚀。一般选用高铬量或含有钼、氮、硅等合金元素的耐海水不锈钢来防止点蚀的发生。
(3)电偶腐蚀。多种金属组合产生了电偶腐蚀,在电解质水膜下形成腐蚀宏电池会加速其中负电位金属的腐蚀。通常,需避免电位差悬殊的异种金属作导电接触,避免形成大阴极小阳极的不利面积比,可加入绝缘片或缓蚀剂和进行涂装,以此来防止电偶腐蚀的发生。
(4)应力腐蚀。应力腐蚀敏感的合金上易发生金属应力腐蚀破裂。组织应力、残余应力、工作应力等都可能发生应力腐蚀破裂。可通过消除应力改变介质的腐蚀性来防止应力腐蚀破裂。
(5)丝状腐蚀。丝状腐蚀主要发生在钢铁和铝、镁等金属的涂膜下,腐蚀头部向前延伸,留下丝状的腐蚀产物。在涂膜薄弱缺损处和在构件的边缘棱角处通常会发生丝状腐蚀。(www.daowen.com)
(6)水线腐蚀。金属结构处于半浸没状态时,在水线稍下的部位,由于溶氧量丰富(空气中的氧能迅速溶入补充),会首先受到腐蚀而形成一条锈蚀线,称水线腐蚀。如图2-2所示,在水位较稳定的钢件上经常能看到这种局部腐蚀。
(7)冲蚀(磨蚀)。在高速水流或含泥沙颗粒、气泡的高速流体直接冲击下,金属表面造成的磨蚀,又称为冲击腐蚀。它是高速流体的机械破坏与电化学腐蚀两种作用对金属共同破坏的结果。
(8)焊缝腐蚀。金属结构存在大量的焊缝,焊接过程中会在焊缝局部产生很大的内应力及各种微观组织缺陷,两种因素的综合作用会加速焊缝部位的腐蚀。如果没有涂层保护或者保护效果不好,金属结构的焊缝会首先腐蚀。
(9)生物腐蚀。生物腐蚀是由淡水或海水中的动植物引起的,在金属结构上一般以动物(贝类)为主。第一步是生物黏附在金属上,其后由于表面遮盖不均匀、厌氧菌的活动或生物死亡腐烂而产生的硫化氢等,产生新的腐蚀环境,直接或间接地促进金属腐蚀。其主要的外观特征是在生物附着处形成较为明显的蚀坑。以海洋生物腐蚀为主,主要发生在沿海的防潮闸,较为洁净的淡水流域也能见到生物腐蚀,如丹江口水库陶岔取水闸(南水北调中线第一取水口),其腐蚀类型即以生物腐蚀为主。
图2-2 水线腐蚀
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