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【仪表经验】孔蚀是什么?压力变送器的膜盒为什么会发生孔蚀?

时间:2021-05-27 浏览:

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孔蚀又叫点蚀,是高度局部的腐蚀形态。

孔蚀指的是金属表面的大部分不腐蚀或仅被腐蚀轻微,只在局部点状区域发生一个或一些孔。孔有大有小,一般孔表面直径等于或小于孔深,但也有坑状碟形浅孔(1-3-2)。 小而深的孔可使金属板穿透,引起流体泄漏、火灾、爆炸等事故,它是破坏性和隐忠最大的腐蚀形态之一。

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1 氯化物对金属的孔蚀腐蚀

采用法兰膜盒压力变送器时如果选型不当,就经常会出现膜片腐蚀损坏的情况,腐蚀的种类有很多,在不同材质和介质的对应状况下会出现不同的腐蚀结果,比如膜片脱落,膜片脆裂等,其中孔蚀也是极为常见并且情况恶劣的腐蚀情景。

孔蚀发生于易钝化的金属,如不锈钢、钛铝合金等,在压力变送器的膜片材质中,316L不锈钢是极为常见的材质,这种材质兼具良好的抗腐蚀性和价格优势,也是大多数工况场合的首选,但在一些高浓度酸和高温环境下同样会发生腐蚀现象。

在腐蚀过程中,因为表面覆盖强保护性的钝化膜,膜片被腐蚀的力度有限,但由于表面的钝化膜并非完美无缺的,在局部可能存在缺陷,而且溶液内又存在能破坏钝化膜的活性离子(C1, Br-), 钝化膜在局部破坏,微小破口暴露的金属成为电池的阳极,周围广大面积的膜成为阴极,阳极电流高度集中,使腐蚀迅速向内发展,形成蚀孔。

蚀孔形成后,孔外部为腐蚀产物阻塞,内外的对流和扩散受到阻滞,孔内形成独特的闭塞区(亦称闭塞电池),孔内的氧迅速耗尽,只剩下金属腐蚀的阳极反应,阴极反应氧离子化完全移到孔外侧进行。因此孔内很快积累了带正电的金属离子,为了保持电中性,带负电的Cl-从孔外迁移入孔内,CI-增浓,金属高子水解产生H*,孔内pH值下降。H*C1-形成腐蚀强烈的盐酸,如下式:

M* +C1- + H2O=MOH+H* +C1-(1-3-2)

闭塞区内溶液组成(H*, C1-)和区外迥然不同,1-3-2示出这个变化的各阶段。当区内pH值下降到某一临界值,腐蚀率突然上升,形成加速腐蚀,孔内产生阴极放氢反应,孔蚀由闭塞区酸性电池控制。蚀孔形成以后,是否深入发展直至穿孔,由于影响因素复杂,现在还难以预测。一般如孔少,电流集中,深入发展的可能性大如孔多又较浅,闭塞程度不大,危险性也较小。