Question

金属电化学腐蚀产生的条件是什么？整个电化学腐蚀过程可分成哪几个环节？

Answer 1

金属电化学腐蚀

反应生成的氢；一部分渗入钢中。硫化物应力腐蚀开裂的机理，一种认为是金属的阳极溶解引起破裂扩展。另一种认为是渗入氢引起的脆性破坏而造成破裂扩展。

4.在CO—CO2—H2O环境中的应力腐蚀开裂。
在合成氨、制氢的脱碳系统、煤气系统、有机合成及石油气等含CO—CO2—H2O的部位，曾经常发生破损事故。
碳钢、低合金钢在CO—CO2—H2O环境中。
发生应力腐蚀开裂的机理如图1-2-4所示：
CO2溶解于水生成碳酸，使pH降低至3.3。在该条件下通入CO气体，CO吸附在金属表面而起到缓蚀剂的作用，阻止了因碳酸引起的钢的全面腐蚀。这时候，若加载应力，由于滑移而在表面生成台阶，露出新生面，金属开始溶解此新生面为阳极，其周围的CO吸附层（＜10 A°为阴极，而使开裂护层。

5.氯化物溶液中的应力腐蚀开裂
不锈钢用作海水、工业水等的热交换器的钢管，或用作其它配管、塔、容器等时，常由于环境中含有微量的Cl-离子，由于离子浓缩而发生应力腐蚀开裂，此类事故极多。
对于氯化物应力腐蚀开
裂的解释也有多种假说。
（1）吸附理论：在承受
应力的情况下，氯原子吸附在
裂纹尖端，造成原子M-MO之
间的结合力下降和破坏。这一
过程的不断进行，造成SCC的扩展。
（2）电化学理论：应力腐蚀开裂是一种因金表面阳极区溶解而产生的现象。而应力有加速阳极溶解的作用。
（3）膜破坏理论：金属受到拉伸应力作用时，因位错移动而生成滑移台阶，进而使钝化膜破坏，露出新鲜表面，新鲜表面的活性溶解，导致SCC不断发展。
（4）腐蚀产物的楔入理论：许多人认为，在不锈钢裂纹内产生的腐蚀产物的楔入作用造成裂纹的扩展。
（5）氢脆理论：在裂纹尖端有与阳极反应相应的阴极反应发生。所生成的氢或加工氢进入钢中引起氢致开裂。

6.连多硫酸溶液中的应力腐蚀开裂
在油品加氢精制或其它含H2S系统中，奥氏体不锈钢表面会生成硫化铁。当设备表面降温或停工冷却到室温时，硫化铁与水分和空气相接触，生成连多硫酸（H2SxO6，x=3、4、5）。即发生下列反应：
8FeS+11O2+2H2O 4Fe2O3+2H2S4O6
不锈钢在使用过程中，发生敏化的部分，或者在制造设备的过程中发生敏化的部分，其晶界上会形成贫Cr区。在这种状态下，若遇到上述生成的酸，就会发生沿晶应力腐蚀开裂。
可以认为，此沿晶应力腐蚀开裂的机理是贫Cr区阳极溶解，阴极反应是连多硫酸的还原而引起的。

（六）氢致开裂
在炼油工业的汽油稳定蒸馏塔顶冷凝器、加氢脱硫装置的成品冷却器，汽提塔塔顶冷凝器及油田集输油管线，由于碳钢及低合金钢暴露在含硫化氢的环境中时，因腐蚀而生成的氢侵入钢中，局部聚集，致使在钢材轧制方向发生台阶状开裂的现象，称为氢致开裂，也表现为鼓泡。
氢致开裂的机理：当钢浸渍在含硫化氢的环境中，因腐蚀而产生的氢便渗入钢中，原子状氢扩散到达非金属杂物等界面，在其缺陷部位转变为分子氢，提高了空洞的内压。据说其压力可达104MPa。在压力作用下，沿夹杂物或偏析区呈线状或台阶状扩展开裂。

（七）氢腐蚀
氢腐蚀是钢暴露在高温高压氢气环境中，因氢侵入，通过下式反应，伴随着脱碳的同时生成甲烷：
Fe3C+4H=3Fe+CH4
甲烷气集聚在微小缺陷区，引起内压升高，致使产生裂纹。

（八）腐蚀疲劳
腐蚀疲劳是由交变应力和腐蚀的共同作用引起的破裂。
许多振动部件如泵轴如杆、螺旋浆轴、油气井管、吊索、天车以及由于温度变化产生周期热应力的换热管和锅炉等，都容易产生腐蚀疲劳。

（九）磨损腐蚀
流体对金属表面同时产生磨损和腐蚀的破坏形态称为磨损腐蚀。一般是在高速流体的冲击作用下，使金属表面的保护膜破损，破损处的金属被加速腐蚀。高流速和湍流状的流体，如果其中还含有气泡或固体粒子，磨损腐蚀就会十分严重。外表特征是：呈局部性的沟漕、波纹、圆滑或山谷形，通常显示方向性。
多在流体改变方向的弯头、三通、管线、管件、阀门、机泵、叶轮、搅拌器、换热器、排气筒、旋风分离器等都会有磨损腐蚀，特别是在催化裂化装置的流态化反应器和再生器系统更为严重。

（十）硫酸露点腐蚀
以重油或含硫瓦斯为燃料的锅炉和工业加热炉，常由于烟气中生成的硫酸在空气预热器、烟道等温度较低处凝聚而引起腐蚀，因此，这种现象被称为硫酸露点腐蚀。
作为燃料使用的重油中，通常含有2～3%的硫化物，由于燃烧生成SO2。大约有1～2%的SO2受烟灰和金属氧化物等的催化作用，生成SO3。它再与燃烧气体中所含的水分（约5～10%）结合生成硫酸。于烟气露占温度附近或以下，在金属表面凝结成硫酸溶液，腐蚀金属.

Answer 2

金属的电化学腐蚀的条件其实就是原电池的构成条件