一、化學(xué)腐蝕（無電流參與的腐蝕）

化學(xué)腐蝕是金屬與非電解質(zhì)（如干燥氣體、熔融鹽、非水溶劑）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成腐蝕產(chǎn)物的過程，無電流產(chǎn)生，腐蝕速率相對均勻。

1. 氧化腐蝕（高溫氧化）

定義：金屬在高溫干燥環(huán)境中與氧氣反應(yīng)，形成氧化膜（氧化皮）的腐蝕形式。

機理：閥門金屬表面的原子與氧氣結(jié)合，生成氧化物（如 Fe?O?、Cr?O?）；若氧化膜疏松、易脫落，會暴露新金屬表面繼續(xù)腐蝕。

典型場景：

鍋爐、加熱爐的高溫閥門（如煙氣管道閥門），長期處于 300℃以上的干燥煙氣中；

化工裝置中接觸高溫工藝氣（如裂解氣）的閥門。

危害：氧化皮脫落會堵塞流道、磨損密封面，導(dǎo)致閥門開關(guān)卡澀或泄漏。

2. 氣體腐蝕（非氧化氣體）

定義：金屬與非氧化性氣體（如 H?、H?S、Cl?）反應(yīng)，生成易揮發(fā)或易脫落的腐蝕產(chǎn)物。

機理：氣體分子直接與金屬原子結(jié)合，產(chǎn)物無保護作用（如碳鋼與 H?S 反應(yīng)生成 FeS，易脫落）。

典型場景：

油氣開采中的閥門（接觸含 H?S 的原油 / 天然氣）；

氯堿工業(yè)中接觸 Cl?、HCl 氣體的閥門。

危害：金屬表面持續(xù)減薄，密封面失效，甚至引發(fā)介質(zhì)泄漏（如 H?S 泄漏會導(dǎo)致中毒風險）。

二、電化學(xué)腐蝕（有電流參與的腐蝕）

電化學(xué)腐蝕是金屬在電解質(zhì)環(huán)境（如潮濕空氣、水溶液、電解質(zhì)溶液）中，因表面形成“微電池” 產(chǎn)生電流，導(dǎo)致局部或全面腐蝕的過程，是閥門最常見的腐蝕類型。

1. 均勻腐蝕（全面腐蝕）

定義：金屬表面整體均勻發(fā)生腐蝕，表現(xiàn)為表面逐漸變薄、失去光澤，無明顯局部破壞。

機理：金屬表面形成連續(xù)的微電池（如碳鋼在潮濕環(huán)境中，表面水膜為電解質(zhì)，金屬基體為陽極，氧化皮 / 雜質(zhì)為陰極），陽極區(qū)域均勻溶解。

典型場景：

碳鋼閥門在稀硫酸、溶液中；

鑄鐵閥門在潮濕大氣或工業(yè)水中。

危害：閥門壁厚均勻減薄，強度下降，最終因壁厚不足發(fā)生破裂；可通過計算腐蝕速率預(yù)測使用壽命（如年腐蝕率≤0.1mm 為耐蝕）。

2. 點蝕（孔蝕）

定義：金屬表面局部形成微小孔洞（直徑通常 0.1~1mm），孔洞深度可超過直徑，甚至貫穿壁厚的局部腐蝕。

機理：鈍化膜（如不銹鋼表面的 Cr?O?膜）被局部破壞（如氯離子、氟離子吸附），形成 “小孔陽極 - 表面陰極” 的微電池；小孔內(nèi)氧濃度低（濃差效應(yīng)），陽極溶解加速，孔洞持續(xù)加深。

典型場景：

奧氏體不銹鋼閥門在含 Cl?的環(huán)境中（如海水、鹽水、含氯冷卻水）；

銅合金閥門在酸性含硫溶液中。

危害：雖整體失重小，但孔洞易導(dǎo)致閥門泄漏（尤其是密封面附近的點蝕），且難以檢測（肉眼不易發(fā)現(xiàn)小孔）。

3. 縫隙腐蝕

定義：發(fā)生在閥門部件間縫隙內(nèi)的局部腐蝕，縫隙寬度通常為 0.025~0.1mm（如法蘭墊片與法蘭面、閥桿與填料函、閥門密封副的接觸縫隙）。

機理：縫隙內(nèi)介質(zhì)流動受阻，氧濃度低于外部（濃差電池），縫隙內(nèi)為陽極，外部為陰極；同時縫隙內(nèi)介質(zhì) pH 值降低（如金屬離子水解），加速腐蝕。

典型場景：

閥門法蘭連接面（墊片與法蘭間的縫隙）；

球閥的球體與閥座密封面、蝶閥的閥板與閥體密封面。

危害：縫隙內(nèi)腐蝕會導(dǎo)致密封失效（如法蘭泄漏）、部件卡死（如閥桿與填料函腐蝕后卡澀）。

4. 晶間腐蝕

定義：腐蝕沿金屬晶粒邊界發(fā)生，晶粒本身腐蝕輕微，外觀無明顯變化，但金屬強度大幅下降（沿晶斷裂）。

機理：主要發(fā)生在不銹鋼（如奧氏體不銹鋼）中，當金屬在 450~850℃的 “敏化溫度區(qū)” 停留（如焊接熱影響區(qū)、熱處理不當），晶界的鉻與碳結(jié)合形成碳化鉻（Cr??C?），導(dǎo)致晶界鉻含量降至 12% 以下（失去耐蝕性），成為陽極區(qū)。

典型場景：

焊接后的不銹鋼閥門（熱影響區(qū)敏化）；

長期在 500℃左右工作的不銹鋼閥門（如化工加熱系統(tǒng)閥門）。

危害：閥門受力時易沿晶斷裂（如閥桿斷裂、閥體開裂），且腐蝕初期難以察覺（外觀正常）。

5. 應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）

定義：金屬在“敏感材料 + 腐蝕環(huán)境 + 拉應(yīng)力” 三者共同作用下，發(fā)生的脆性開裂（無明顯塑性變形），是閥門最危險的腐蝕形式之一。

機理：拉應(yīng)力（安裝應(yīng)力、工作壓力應(yīng)力、殘余應(yīng)力）使金屬表面產(chǎn)生微裂紋，腐蝕介質(zhì)（如 Cl?、H?S）進入裂紋內(nèi)，加速裂紋擴展，最終導(dǎo)致斷裂。

典型場景：

奧氏體不銹鋼閥門在≥60℃的含 Cl?溶液中（如高溫鹽水系統(tǒng)）；

高強度鋼閥門在含 H?S 的油氣環(huán)境中（如油氣井閥門）。

危害：裂紋擴展速度快（可達 mm 級 / 小時），常發(fā)生 “突然斷裂”，無預(yù)警，易引發(fā)爆炸、介質(zhì)泄漏等安全事故。

6. 磨損腐蝕（沖刷腐蝕）

定義：機械磨損與電化學(xué)腐蝕共同作用的腐蝕形式，介質(zhì)流動（或顆粒沖刷）破壞金屬表面的鈍化膜，同時腐蝕加速磨損，形成“惡性循環(huán)”。

機理：

高速介質(zhì)（流速＞3m/s）沖刷金屬表面，破壞鈍化膜；

介質(zhì)中的固體顆粒（如泥沙、纖維）撞擊金屬，產(chǎn)生機械磨損；

暴露的新金屬表面迅速被腐蝕，進一步加劇磨損。

典型場景：

離心泵出口閥門（介質(zhì)流速高）；

水處理閥門（含泥沙）、紙漿廠閥門（含纖維顆粒）。

危害：閥門流道、密封面快速磨損，出現(xiàn)溝槽、麻點，導(dǎo)致流量不穩(wěn)定、密封失效。

7. 氫脆

定義：金屬吸收氫原子后，內(nèi)部形成氫分子或氫化物，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致脆性增加、斷裂的現(xiàn)象（屬于“氫致開裂” 的一種）。

機理：

腐蝕過程中產(chǎn)生氫原子（如酸性環(huán)境下的析氫反應(yīng)：2H? + 2e? → H?）；

氫原子穿透金屬表面，在缺陷（如裂紋、夾雜）處聚集，形成氫分子（體積膨脹）或氫化物（如鈦合金、鋯合金），產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致開裂。

典型場景：

高強度鋼閥門在酸性油氣井中（含 H?S、HCl）；

電鍍后的閥門（電鍍過程中吸氫）。

危害：閥門在低于屈服強度的載荷下，發(fā)生“延遲斷裂”（加載后數(shù)小時至數(shù)月斷裂），無明顯征兆。

8. 生物腐蝕（微生物腐蝕）

定義：微生物（細菌、真菌、藻類）參與的腐蝕，微生物通過代謝活動改變局部環(huán)境，加速電化學(xué)腐蝕。

機理：

微生物形成“生物膜”（附著在閥門表面），導(dǎo)致局部氧濃度差（濃差電池）；

微生物代謝產(chǎn)物（如硫酸鹽還原菌產(chǎn)生 H?S、硝化細菌產(chǎn)生 HNO?）加劇腐蝕。

典型場景：

市政給排水閥門（水體中含硫酸鹽還原菌）；

污水處理廠閥門（含大量異養(yǎng)菌）。

危害：生物膜覆蓋流道，導(dǎo)致流量下降；局部腐蝕引發(fā)泄漏，且生物膜會堵塞閥門填料、密封面。