一文让你看懂什么是流动腐蚀1流动腐蚀现象流动腐蚀其实很常见，云南昆明附近有一个著名的石林景区，它就是大自然的流动腐蚀造成的喀斯特地貌，见图1。它的形成是由于在这片石灰岩地区的地表水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙CaCO3，在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙Ca(HCO3)2，后者可溶于水，于是空洞形成后随着雨水的不断溶蚀作用而逐步扩大最终形成了这样的神奇地貌。图1喀斯特地貌——大自然界的“流动腐蚀”流动腐蚀在工业界也是一个很普遍的现象，它广泛存在于水利、电力、石油、化工、冶金等有流动介质存在的行业中，与一般的电化学腐蚀相比，由于额外引入了“流动”这个物理过程，所以在叠加了物理和电化学的耦合效果后导致了更加严重的腐蚀问题。图2流动加速腐蚀引起的管道破裂图2是日本美滨核电厂发生的一起由于流体对腐蚀的影响而引发的管道破裂的事故图片。在2004年8月9日，该核电厂的3号机组正在满功率运行，计划8月14日开始进行年度停堆检修，因此200多人在汽机厂房进行大修前的准备工作。下午15时22分，二回路凝结水系统4台低压加热器至除氧器的直径560mm碳钢管道突然破裂，大破口使得温度140°C、压力0.95MPa、流量约1700m3/h的高温水倾泄到汽机厂房，在大气压下迅速汽化成的高温蒸汽造成在其附近工作的四名工人死亡，七人被灼伤。据事后分析，该蒸汽泄漏事故管道破口的位置正好在流量测量装置下游附近，其管道内部流体的湍流度很高，流动对管道的腐蚀起到了明显的加速作用，所以在核电行业内把这种腐蚀类型称为流动加速腐蚀。图3铜管的冲刷腐蚀现象这里有另一个流动腐蚀的案例，某电厂的凝汽器入口管道采用铜合金制成，受到循环冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒硬物的冲击、摩擦。长时间运行后，入口端铜管前段弯管的下游管道内壁粗糙，虽无明显腐蚀坑，但表面粗糙，黄铜基体裸露，铜管减薄。冲刷腐蚀的阳极过程是铜的溶解，阴极过程是氧的还原。腐蚀坑内无腐蚀产物，表面呈铜合金的本色。2与流动腐蚀相关的术语由于流体对腐蚀的影响过程非常复杂，对这些现象的研究认识在早期阶段存在着较多概念混乱的情况，直到国内外相关研究的深入开展和不断重视，各种流体相关的腐蚀机理才逐渐清晰，对这些术语有了一些明确的定义。流致腐蚀(Flow-inducedcorrosion)：是指由于流体在金属表面上流动导致流体湍流强度和传质增加而引起的腐蚀增加。冲刷腐蚀(Erosion-Corrosion)：是由于金属表面上的物理冲击造成了机械损伤而引起的腐蚀增加。冲击可以来自液体或气相中的固体颗粒，也可以是气相中的液滴。流动加速腐蚀(Flow-acceleratedcorrosion,FAC)：由于单相液流或汽/液双相流将碳钢或者低合金钢表面的保护性氧化膜溶解,而造成氧化膜减薄并引起碳钢或者低合金钢腐蚀速率增大的现象。一般该术语多出现在核电行业的腐蚀研究中。垢下腐蚀(Under-depositcorrosion)：用来描述在非金属固体沉积物下方的金属表面由于分离水相中的低湍流引起的腐蚀速率增加的现象。图4垢下腐蚀露点腐蚀(Dew-pointcorrosion)：指当气体在一定压力下某个温度出现含水量的蒸发和冷凝速率相同时发生的腐蚀。由于水分是在露点温度开始产生的，而湿气是造成腐蚀的重要因素，所以了解这个物性特征有助于选材。此外，水分还可以与气体中传播的其他腐蚀性气体如硫化氢和氯化氢等反应，这些气体形成了强酸腐蚀金属表面，这一问题在炼油厂特别突出，如常减压塔顶的盐酸腐蚀现象。这些酸性物质是在炼油厂生产的烟道气形成的。酸性气体与水蒸气混合，形成了特定的露点。当温度达到露点时，这些酸性气体就迅速溶解进入水相并开始腐蚀金属材料的表面。图5常压塔塔顶塔板腐蚀穿孔空泡腐蚀(CavitationCorrosion)：也称为空蚀、气蚀，是一种特殊类型的腐蚀，它是由气泡在金属表面上的发生破裂引起的。它通常与流体的流体动力学参数相关，特别是突然的压力变化，例如在螺旋桨、搅拌桨和涡轮叶片中。在高流速下催生高压区和低压区，在低压区产生蒸汽气泡，当这些气泡转移到高压区域时，它们会塌陷并产生压力波，这些压力波会破坏金属表面形成的钝化膜，导致腐蚀速率明显上升。图6空泡腐蚀过程例如，...
