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金属侵蚀的危害性是十分普遍的，并且也是十分严重的。侵蚀会造成重大的直接或间接损失，会造成灾难性重大事故，并且危及人身清静。因侵蚀而造成的生产装备和管道的跑、冒、滴、漏，会影响生产装置的生产周期和装备寿命，增添生产本钱，同时还会因有毒物质的走漏而污染情形，危及人类康健。
凭证侵蚀爆发的机理分类
凭证侵蚀爆发的机理，可将其分为化学侵蚀、电化学侵蚀和物理侵蚀三大类。
化学侵蚀（Chemical Corrosion）是指金属外貌与非电解质直接爆发纯化学作用而引起的破损。金属在高温气体中的硫侵蚀、金属的高温氧化均属于化学侵蚀。
电化学侵蚀（Electrochemical Corrosion）是指金属外貌与离子导电的介质爆发电化学反应而引起的破损。电化学侵蚀是最普遍、最常见的侵蚀，如金属在大气、海水、土壤和种种电解质溶液中的侵蚀都属此类。
3、物理侵蚀
物理侵蚀（Physical Corrosion）是指金属由于纯粹的物理消融而引起的破损。其特点是：当低熔点的金属溶入金属质料中时，会对金属质料爆发“割裂”作用。由于低熔点的金属强度一样平常较低，在受力状态下它将优先断裂，从而成为金属质料的裂纹源。应该说，这种侵蚀在工程中并未几见。
凭证侵蚀形态分类
按侵蚀形态分类，可分为周全侵蚀、局部侵蚀和应力侵蚀三大类。
1、周全侵蚀
周全侵蚀（General Corrosion）也称匀称侵蚀，是在管道较大面积上爆发的水平基内情同的侵蚀。匀称侵蚀是危险性最小的一种侵蚀。
① 工程中往往是给出足够的侵蚀余量就能包管质料的机械强度和使用寿命。
② 匀称侵蚀常用单位时间内侵蚀介质对金属质料的侵蚀深度或金属构件的壁厚减薄量（称为侵蚀速率）来评定。SH3059标准中划定：侵蚀速率不凌驾0.05mm/a的质料为充分耐侵蚀质料；侵蚀速率为0.05～0.1mm/a的质料为耐侵蚀质料；侵蚀速率为0.1～0.5mm/a的质料为尚耐侵蚀质料；侵蚀速率凌驾0.5mm/a的质料为不耐侵蚀质料。
局部侵蚀（Local Corrosion）又称非匀称侵蚀，其危害性远比匀称侵蚀大，由于匀称侵蚀容易被觉察，容易设防，而局部侵蚀则难以展望和预防，往往在没有先兆的情形下，使金属构件突然爆发破损，从而造成重大火灾某人身伤亡事故。局部侵蚀很普遍，据统计，匀称侵蚀占整个侵蚀中的17.8%，而局部侵蚀则占80%左右。
① 集中在全局外貌个体小点上的深度较大的侵蚀称为点蚀（Pitting），也称孔蚀。蚀孔直径即是或小于深度。蚀孔形态如图1所示。
图1 点蚀孔的种种剖面形状（选自ASTM标准）
② 点蚀是管道最具有破损性的隐藏的侵蚀形态之一。奥氏体不锈钢管道在运送含氯离子或溴离子的介质时最容易爆发点蚀。不锈钢管道外壁若是常被海水或自然水润湿，也会爆发点蚀，这是由于海水或自然水中含有一定的氯离子。
③ 不锈钢的点蚀历程可分为蚀孔的形成和蚀孔的生长两个阶段。
钝化膜的不完整部位（露头位错、外貌缺陷等）作为点蚀源，在某一段时间内呈活性状态，电位变负，与其相近外貌之间形成微电池，并且具有大阴极小阳极面积比，使点蚀源部位金属迅速消融，蚀孔最先形成。
已形成的蚀孔随着侵蚀的继续举行。小孔内积累了过量的正电荷，引起外部Cl-的迁入以坚持电中性，继之孔内氯化物浓度增高。由于氯化物水解使孔内溶液酸化，又进一步加速孔内阳极的消融。这种自催化作用的效果，使蚀孔一直地向深处生长，如图2所示。
图2 点蚀孔生长机理
④ 溶液滞留容易爆发点蚀；增添流速会降低点蚀倾向，敏化处置惩罚及冷加工会增添不锈钢点蚀的倾向；固溶处置惩罚能提高不锈钢耐点蚀的能力。钛的耐点蚀能力高于奥氏体不锈钢。
⑤ 碳钢管道也爆发点蚀，通常是在蒸汽系统（特殊是低压蒸汽）和热水系统，遭受消融氧的侵蚀，温度在80～250℃间最为严重。虽然蒸汽系统是除氧的，但由于操作控制不严酷，很难包管消融氧量不超标，因此消融氧造成碳钢管道爆发点蚀的情形经�；岜�。
当管道运送的物料为电解质溶液时，在管道内外貌的误差处，如法兰垫片处、单面焊未焊透处等，均会爆发误差侵蚀（Crevice Corrosion）。一些钝性金属如不锈钢、铝、钛等，容易爆发误差侵蚀。
误差侵蚀的机理，一样平常以为是浓差侵蚀电池的原理，即由于误差内和周围溶液之间氧浓度或金属离子浓度保存差别造成的。误差侵蚀在许多介质中爆发，但以含氯化物的溶液中最严重，其机理不但是氧浓差电池的作用，尚有像点蚀那样的自催化作用，如图3所示。
图3 误差侵蚀的机理
（3）焊接讨论的侵蚀
通常爆发于不锈钢管道，有三种侵蚀形式。
① 焊肉被侵蚀成海绵状，这是奥氏体不锈钢爆发的δ铁素体选择性侵蚀。
为改善焊接性能，奥氏体不锈钢通常要求焊缝含有3%～10%的铁素体组织，但在某些强侵蚀性介质中则会爆发δ铁素体选择性侵蚀，即侵蚀只爆发在δ铁素体相（或进一步剖析为σ相），效果呈海绵状。
② 热影响区侵蚀。造成这种侵蚀的缘故原由，是焊接历程中这里的温度正利益在敏化区，有充分的时间析出碳化物，从而爆发了晶间侵蚀。
晶间侵蚀是侵蚀局限在晶界和晶界周围而晶粒自己侵蚀较量小的一种侵蚀形态，其效果将造成晶粒脱落或使质料机械强度降低。
晶间侵蚀的机理是“贫铬理论”。不锈钢因含铬而有很高的耐蚀性，其含铬量必需要凌驾12%，不然其耐蚀性能和通俗碳钢差未几。不锈钢在敏化温度规模内（450～850℃），奥氏体中过饱和固溶的碳将和铬化合成Cr23C6，沿晶界沉淀析出。由于奥氏体中铬的扩散速率比碳慢，这样，天生Cr23C6所需的铅一定从晶界周围获取，从而造成晶界周围区域贫铬。若是含铬量降到12%（钝化所需极限含铬量）以下，则贫铬区处于活化状态，作为阳极，它和晶粒之间组成侵蚀原电池，贫铬区阳极面积小，晶粒阴极面积大，从而造成晶界周围贫铬区的严重侵蚀。
③ 熔合线处的刀口侵蚀，一样平常爆发在用Nb及Ti稳固的不锈钢（347及321）。刀口侵蚀大多爆发在氧化性介质中。刀口侵蚀示意如图4所示。
图4 刀口侵蚀
（4）磨损侵蚀
也称冲洗侵蚀。当侵蚀性流体在弯头、三通等拐弯部位突然改变偏向，它对金属及金属外貌的钝化膜或侵蚀产品层爆发气械冲洗破损作用，同时又对一直露出的金属新鲜外貌爆发强烈的电化学侵蚀，从而造成比其他部位更为严重的侵蚀损伤。这种损伤是金属以其离子或侵蚀产品从金属外貌脱离，而不是像纯粹的机械磨损那样以固体金属粉末脱落。
若是流体中夹有气泡或固体悬浮物时，则最易爆发磨损侵蚀。不锈钢的钝化膜耐磨损侵蚀性能较差，钛则较好。蒸汽系统、H2S-H2O系统对碳钢管道弯头、三通的磨损侵蚀均较严重。
关于含水蒸气的热侵蚀性气体管道，在保温层中止处或破损处的内壁，由于局部温度降至露点以下，将爆发冷凝征象，从而造成冷凝液侵蚀，即露点侵蚀。
关于化工厂的碳钢管线，这种侵蚀有时会很严重，由于化工厂区的大气中经常含有酸性气体，比自然大气的侵蚀性强得多。
金属质料在拉应力和特定侵蚀介质的配相助用下爆发的断裂破损，称为应力侵蚀（Stress Corrosion）破碎。爆发应力侵蚀破碎的时间有长有短，有经由几天就开裂的，也有经由数年才开裂的，这说明应力侵蚀破碎通常有一个或长或短的孕育期。
应力侵蚀裂纹呈枯树枝状，概略上沿着笔直于拉应力的偏向生长。裂纹的微观形态有穿晶型、晶间型（沿晶型）和两者兼有的混淆型。
应力的泉源，关于管道来说，焊接、冷加工及装置时剩余应力是主要的。
并不是任何的金属与介质的配相助用都引起应力侵蚀破碎。其中金属质料只有在某些特定的侵蚀情形中，才爆发应力侵蚀破碎。表1列出了容易引起应力侵蚀开裂的管道金属质料和侵蚀情形的组合。
表1 易爆发应力侵蚀开裂的金属质料和侵蚀情形组合（选自SH 3059附录E）
（1）碱脆
金属在碱液中的应力侵蚀破碎称碱脆。碳钢、低合金钢、不锈钢等多种金属质料皆可爆发碱脆。碳钢（含低合金钢）爆发碱脆的趋势如图5所示。
图5 碳钢在碱液中的应力侵蚀破碎区
由图5可知，氢氧化钠浓度在5%以上的所有浓度规模内碳钢险些都可能爆发碱脆，碱脆的最低温度为50℃，所需碱液的浓度为40%～50%，以沸点周围的高温区最易爆发。裂纹呈晶间型。奥氏体不锈钢爆发碱脆的趋势如图6所示。
氢氧化钠浓度在0.1%以上的浓度时18-8型奥氏体不锈钢即可爆发碱脆。以氢氧化钠浓度40%最危险，这时爆发碱脆的温度为115℃左右。超低碳不锈钢的碱脆裂纹为穿晶型，含碳量高时，碱脆裂纹则为晶间型或混淆型。当奥氏体不锈钢中加入2%钼时，则可使其碱脆界线缩小，并向碱的高浓度区域移动。镍和镍基合金具有较高的耐应力侵蚀的性能，它的碱脆规模变得狭窄，并且位于高温浓碱区。
图6 爆发应力侵蚀破碎的烧碱浓度与温度关系
注：曲线上部为危险区
（2）不锈钢的氯离子应力侵蚀破碎
氯离子不但能引起不锈钢孔蚀，更能引起不锈钢的应力侵蚀破碎。
爆发应力侵蚀破碎的临界氯离子浓度随温度的上升而减小，高温下，氯离子浓度只要抵达10-6，即能引起破碎。爆发氯离子应力侵蚀破碎的临界温度为70℃。具有氯离子浓缩的条件（重复蒸干、润湿）是最易爆发破碎的。工业中爆发不锈钢氯离子应力侵蚀破碎的情形相当普遍。
不锈钢氯离子应力侵蚀破碎不但仅爆发在管道的内壁，爆发在管道外壁的事例也司空见惯，如图7所示。
图7 不锈钢管道应力侵蚀破碎
作为管外侧的侵蚀因素，被以为是保温质料的问题，对保温质料举行剖析的效果，被磨练出含有约0.5%的氯离子。这个数值可以为是保温质料中含有的杂质，或由于保温层破损、浸入的雨水中带入并经由浓缩的效果。
以加氢脱硫装置最为典范，不锈钢连多硫酸（H2SxO6，x=3～5）的应力侵蚀破碎颇为引人关注。
管道在正常运行时，受硫化氢侵蚀，天生的硫化铁，在停车磨练时，与空气中的氧及水反应天生了H2SxO6。在Cr-Ni奥氏体不锈钢管道的剩余应力较大的部位（焊缝热影响区、弯管部位等）爆发应力侵蚀裂纹。
① 金属在同时含有硫化氢及水的介质中爆发的应力侵蚀破碎即为硫化物侵蚀破碎，简称硫裂。在自然气、石油收罗，加工炼制，石油化学及化肥等工业部分经常爆发管道、阀门硫裂事故。爆发硫裂所需的时间短则几天，长则几个月到几年不等，可是未见凌驾十年爆发硫裂的事例。
② 硫裂的裂纹较粗，分支较少，多为穿晶型，也有晶间型或混淆型。爆发硫裂所需的硫化氢浓度很低，只要略凌驾10-6，甚至在小于10-6的浓度下也会爆发。
碳钢和低合金钢在20～40℃温度规模内对硫裂的敏感性最大，奥氏体不锈钢的硫裂大多爆发在高温情形中。随着温度升高，奥氏体不锈钢的硫裂敏感性增添。在含硫化氢及水的介质中，若是同时含醋酸，或者二氧化碳和氯化钠，或磷化氢，或砷、硒、锑、碲的化合物或氯离子，则对钢的硫裂起增进作用。关于奥氏体不锈钢的硫裂，氯离子和氧起增进作用，304L和316L不锈钢对硫裂的敏感性有如下的关系：H2S+H2O＜H2S+H2O+Cl-＜H2S+H2O+Cl-+O2（硫裂的敏感性由弱到强）。
关于碳钢和低合金钢来说，淬火+回火的金相组织抗硫裂最好，未回火马氏体组织最差。钢抗硫裂性能依淬火+回火组织→正火+回火组织→正火组织→未回火马氏体组织的顺序递降。
钢的强度越高，越易爆发硫裂。钢的硬度越高，越易爆发硫裂。在爆发硫裂的事故中，焊缝特殊是熔合线是最易爆发破碎的部位，这是由于这里的硬度最高。NACE对碳钢焊缝的硬度举行了严酷的划定：≤200HB。这是由于焊缝硬度的漫衍比母材重大，以是对焊缝硬度的划定比母材严酷。焊缝部位常爆发破碎，一方面是由于焊接剩余应力的作用，另一方面是焊缝金属、熔合线及热影响区泛起淬硬组织的效果。为避免硫裂，焊后举行有用的热处置惩罚十分须要。
氢渗透进入金属内部而造成金属性能劣化称为氢损伤，也称氢破损。氢损伤可分为四种差别类型：氢鼓泡、氢脆、脱碳和氢侵蚀。
主要爆发在含湿硫化氢的介质中。
硫化氢在水中离解：
钢在硫化氢水溶液中爆发电化学侵蚀：
由上述历程可以看出，钢在这种情形中，不但会由于阳极反应而爆发一样平常侵蚀，并且由于S2-在金属外貌的吸附对氢原子复合氢分子有阻碍作用，从而增进氢原子向金属内渗透。当氢原子向钢中渗透扩散时，遇到了裂痕、分层、逍遥、夹渣等缺陷，就群集起来团结成氢分子造成体积膨胀，在钢材内部爆发极大压力（可达数百兆帕）。
若是这些缺陷在钢材外貌周围，则形成鼓泡，如图8所示。若是这些缺陷在钢的内部深处，则形成诱发裂纹。它是沿轧制偏向上爆发的相互平行的裂纹，被短的横向裂纹毗连起来形成“蹊径”。氢诱发蹊径裂纹轻者使钢材脆化，重者会使有用壁厚减小到管道过载、走漏甚至断裂。
图8 氢鼓泡
氢鼓泡需要一个硫化氢临界浓度值。有资料先容，硫化氢分压在138Pa时将爆发氢鼓泡。若是在含湿硫化氢介质中同时保存磷化氢、砷、碲的化合物及CN-时，则有利于氢向钢中渗透，它们都是渗氢加速剂。
氢鼓泡及氢诱发蹊径裂纹一样平常爆发在钢板卷制的管道上。
无论以什么方法进入钢内的氢，都将引起钢材脆化，即伸长率、断面缩短率显著下降，高强度钢尤其严重。若将钢材中的氢释放出来（如加热举行消氢处置惩罚），则钢的力学性能仍可恢复。氢脆是可逆的。
H2S-H2O介质常温侵蚀碳钢管道能渗氢，在高温高压临氢情形下也能渗氢；在不加缓蚀剂或缓蚀剂不当的酸洗历程能渗氢，在雨天焊接或在阴极�；ぬ币不嵘�。
在工业制氢装置中，高温氢气管道易爆发碳损伤。钢中的渗碳体在高温下与氢气作用天生甲烷：
反应效果导致外貌层的渗碳体镌汰，而碳便从相近的尚未反应的金属层逐渐扩散到此反应区，于是有一定厚度的金属层因缺碳而变为铁素体。脱碳的效果造成钢的外貌强度和疲劳极限的降低。
钢受到高温高压氢作用后，其力学性能劣化，强度、韧性显着降低，并且是不可逆的，这种征象称为氢侵蚀。
氢侵蚀的历程可用图9来诠释。
图9 氢侵蚀的历程
氢侵蚀的历程大致可分为三个阶段：孕育期，钢的性能没有转变；性能迅速转变阶段，迅速脱碳，裂纹快速扩展；最后阶段，固溶体中碳已耗尽。
氢侵蚀的孕育期是主要的，它往往决议了钢的使用寿命。
某氢压力下爆发氢侵蚀有一起始温度，它是权衡钢材抗氢性能的指标。低于这个温度氢侵蚀反应速率极慢，以至孕育期凌驾正常使用寿命。碳钢的这一温度约莫在220℃左右。
氢分压也有一个起始点（碳钢约莫在1.4MPa左右），即无论温度多高，低于此分压，只爆发外貌脱碳而不爆发严重的氢侵蚀。
种种抗氢钢爆发侵蚀的温度和压力组合条件，就是著名的Nelson曲线（在许多管道器材选用标准规范内均有此曲线图，如SH3059《石油化工管道设计器材选用通则》）。
冷加工变形，提高了碳、氢的扩散能力，对侵蚀起加速作用。
某氮肥厂，氨合成塔出口至废热锅炉的高压管道，事情温度320℃左右，事情压力33MPa，事情介质为H2、N2、NH3混淆气，应按Nelson曲线选用抗氢钢。其中有一异径短管，由于错用了通俗碳钢，使用不久便因氢侵蚀而破碎，造成恶性事故，损失很是惨重。
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