[科普中国]-冲刷腐蚀

高速度的腐蚀流体，即腐蚀流体与高速度的结合对材料造成的损伤称为冲刷腐蚀。静置或缓慢流动的腐蚀介质对材料的腐蚀速度较小，而高速的腐蚀流体不止直接接触腐蚀基体材料、同时损坏表面腐蚀产物保护膜、形成砂浆，裸露出新鲜金属表面，导致被快速刷洗和腐蚀。冲刷腐蚀在传输含有夹杂冷凝水滴的蒸汽的钢结构管道系统是司空见惯的腐蚀问题；在管道的拐接、限流、涡轮、水泵等能够改变流动方向或速度并增强涡流的部位屡见不鲜。

海水系统管道冲刷腐蚀秦山地区海水含砂量较高，对管道材料冲刷腐蚀较严重。某电厂在投运2年后，对海水管道冲刷腐蚀的易发部位即全部可达的弯头、弯后(按流向)直管、阀后(按流向)直管、变径管和三通管共包括476个管段，在不解体或运行的情况下，采用超声测厚和用直探头进行超声扫查。实际测量结果表明三大海水系统的管道，部件均存在不同程度的减薄现象。发现的减薄量较严重的区域主要集中在SEC系统贝类捕集器进出水管和反冲洗管的弯头、三通等部位。1

冲刷腐蚀的原因冲刷腐蚀是腐蚀性介质高速冲击的结果，不耐蚀的材料、造成湍流的设计结构、介质腐蚀性的提高并在介质中含有固体悬浮物将严重恶化腐蚀的程度。低强度、耐蚀性差的材料如碳钢、铜合金、铝合金、铸造奥氏体不锈钢在含有汽液两态介质、酸性介质、海水、盐水和含固态颗粒的河水中都有冲刷腐蚀的报道，在金属表面形成沟痕、波纹、渠槽、泪滴、马蹄型等形状的凹槽。而不锈钢、镍合金、钛合金由于形成了非常耐久附着力强的钝化保护膜因而对冲刷腐蚀有较好的耐蚀性。2

冲刷腐蚀的防护结构没计与选材可以有效降低或避免冲刷腐蚀。设备、装置与管道可以设计为能够降低介质冲击流在金属表面的速度与湍流的几何流线形状。采用大半径的弯角、大直径的管道和逐步改变流体方向的结构设计会减轻冲刷腐蚀。适当调整介质（如pH值、溶解氧量）、使用缓蚀剂、采取钝化处理都可以有效降低腐蚀程度。在冲刷腐蚀严重的部位设计使用容易更换、增厚的部件有时非常经济有效适用。当设计与介质的状态不可改变时，选用抗腐蚀性较好的材料也会有效增强金属表面相对介质的稳定性而避免冲刷腐蚀。

冲刷腐蚀试验冲刷腐蚀基本上属湍流腐蚀范畴。相对速度愈高，流体中悬浮的固体颗粒愈多、愈硬，冲刷腐蚀愈严重。下图为实验室试验用的冲刷腐蚀试验装置。该装置能模拟实际生产条件，较为实用，是一种费用较低的评选泵和阀体材料的好方法。图中表明，液体或浆液在114L的内衬玻璃槽内循环，并用泵直接送到转盘试样表面。槽内也挂有试样，用以比较转盘承受低速和高速的影响。槽可采用敞口，也可用密封性的(主要用于挥发性有害介质)。槽上部的转盘试样装置可替换一个静止试样箱，箱内用一个小孔的隔板分隔为两部分，喷射的液流冲刷在试样上，同样可在各种射流冲刷条件下取得磨耗腐蚀试验结果。如果将此试验装置连接到实际生产运转的设备上，则可得到相当于台架试验或现场试验的结果。3

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李斌 - 副教授 - 西南大学