点蚀

化学术语

点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。点蚀一般是直径小而深度深。蚀孔的最大深度和金属平均腐蚀深度的比值，称为点蚀系数。点蚀系数愈大表示点蚀程度愈严重。

基本概念

点蚀（又称孔蚀、小孔腐蚀等）是在金属上产生小孔的一种极为局部的腐蚀形态，而其地方几乎不腐蚀或腐蚀轻微。这类孔的直径有大有小，但在大多数情况下都比较小。

点蚀的特点

蚀孔由于孔径较小，洞口表面常有腐蚀产物遮盖。所以检查蚀孔时必须去除腐蚀产物否则是很难发现。

点蚀时的金属损失量很小，即使设备发生穿孔破坏，其设备的失重也很小，也难以用测量壁厚的减薄量来预测设备寿命。

点蚀由于它的特殊的动力学过程，反应是在自催化作用下加速进行的，点蚀一旦发生，孔内溶解速度相当大，所以点蚀的危害性很大，经常突然之间导致事故的发生，是破坏性和隐患较大的局部腐蚀形态之一。

蚀孔通常沿重力方向生长，设备中水平表面见得最多，少数发生在垂直表面，只有极少数在水平表面的底部上见到。

点蚀经常发生在具有自钝化性能的金属或合金上，并且在含氯离子的介质中更易发生如不锈钢、铝和铝合金等在海水中发生的点蚀，碳钢在表面有氧化皮或层有孔隙的情况下，在含氯离子水中也会出现点蚀。

点蚀通常发生在静滞的溶液中，有流速或提高流速常可减轻或不发生点蚀。加大流速方面有助于溶解氧向金属表面的输送，使饨化膜容易形成和修复；另一方面可以减少沉积物及氯离子在金属表面的沉积和吸附，从而减少点蚀发生的机会，但当流速过高时，会对钝化膜起冲刚破坏作用，引起磨损腐蚀。介质温度升高，会使在低温下不发生点蚀的材料发生点蚀。

点蚀的机理

点蚀的发生到成核之前有一个很长的孕期，有的几个月或长达多年。点蚀在金属表面的伤痕、晶界、位错露头、金属内部的硫化物夹杂、晶界上的碳化物沉积等处优先形成，大多数情况下，在金属表面出现蚀孔后，蚀孔要继续发生长大。现以不锈钢在充气含氯离子介质中的点蚀过程为例加以说明。

图1为不锈钢在充气氯化钠溶液中点蚀过程的示意图。不锈钢的点蚀起于钝化膜被氯离子所破坏而形成的点蚀源。蚀孔一旦形成，蚀孔内的表面就处于活性溶解状态，电位较负，成为阳极；蚀孔外的金属表面仍处于钝态，电位较正，成为阴极。于是蚀孔内外构成了一个活化－钝化的微电偶腐蚀电池：此电池具有大阴极、小阳极面积比的结构，所以阳极溶解速度很大，蚀孔问深处发展很快，而蚀孔金属钝化表面受到保护。

蚀孔内主要发生的阳极溶解反应有：，,,若介质呈中性或弱碱性时，蚀孔外钝化金属表面主要发生氧化极化反应：。由图可见，阴、阳极彼此分离，二次腐蚀产物在蚀孔口形成，并进一步氧化成，罩在蚀孔口，形成闭塞电池，导致蚀孔内介质相对于孔外介质呈流状态，溶解氧不易扩散进来，造成氧浓差电池。在蚀孔内溶解的金属离子不易向外扩，造成积累过多的正电荷，为维持孔内的电中性，有更多的氯离子迁人蚀孔内，形成氯化物、而氯化物将发生水解生成不溶性的金属氢氧化物和自由酸。因此，蚀孔底部的酸度增加，进一步加速了阳极的反应，这种由闭察电池引起的孔内酸化，从而加速金属腐蚀的作用，称为自催化作用。自催化过程的结果使蚀孔不断向深处发展。

点蚀的防止

（1）从材料角度出发，可选用耐点蚀合金作为设备、部件的制造材料。不锈钢中添加钼有助于不锈钢的抗点蚀能力的增强，采用低碳、超低碳及硫化物杂质低的高纯不锈钢，耐点蚀性能会得到显著改善。

在设备的制造、运输、安装过程中，保护好材料表面的光洁，不要划破或擦伤表面膜。注意焊渣等飞激物不要落在设备表面上，更不能在设备表面上引弧，对某些材料，增加壁厚可大大地延长蚀孔穿透时间。

（2）从环境、工艺角度出发，尽量降低介质中的氯离子、溴离子及氧化性金属离子的含量，能有效地防止点蚀。

（3）添加缓蚀剂，在循环水体系中，添加蚀剂可防止点蚀的发生，如对钝化型金属，添加缓蚀剂能增加钝化膜的稳定性和有利于受损的膜的修复。

（4）控制流速，不锈钢等钝化型材料在滞流或缺氧的条件下易发生点蚀，控制适当的流速可防止点蚀。

（5）电化学保护，采用电化学方法也可抑制点蚀，通常为阴极保护。

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