石油套管腐蚀试验

金属的化学腐蚀反应可分为两个步骤。第一步是氧化步骤，第二步是脱电子步骤。氧化过程释放自由电子，而脱电子过程是除去自由电子的过程。

阳离子可以进入溶液或与其他阴离子结合形成化合物。氧化过程必须与脱电子过程同时配合才能完成整个反应。

因此，只有通过电子去除步骤去除氧化步骤产生的自由电子，金属原子才能不断被腐蚀。实际的腐蚀过程是一个非常缓慢而相对均匀地在表面上失去金属原子的过程。在某些条件下，如果在一个区域形成阳极或阴极区域，可能会出现局部腐蚀不均匀，并形成可见的腐蚀坑。

钢铁不会很快被腐蚀，因为它的表面在水中会形成一层氧化保护层。由于铁容易被氧化形成氧化铁，所以不溶于水，容易沉积在金属表面，从而阻碍了进一步的腐蚀。这种现象称为腐蚀钝化。锆、铬、铝、不锈钢等金属在常温的水或空气中会形成很薄的保护层，有时甚至薄得肉眼无法分辨。由于这种薄保护层，这些金属在水或空气中具有良好的耐腐蚀性。

金属腐蚀分类

金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

1. 化学腐蚀

化学腐蚀是由表面与介质之间的化学相互作用引起的。它的特点是在运行过程中没有电流。化学腐蚀可分为以下两类。

(1)气体腐蚀金属在干燥气体(表面无水蒸汽冷凝)中的腐蚀。气体腐蚀一般是指金属在高温下的腐蚀，如轧钢过程中产生的氧化皮、内燃机活塞燃烧等。

(2)金属在11L三电解质溶液中的腐蚀发生在非导电液体中。例如，金属在有机液体(如乙醇、石油等)中的腐蚀。

2. 电化学腐蚀

电化学腐蚀是由金属表面与介质之间的电化学相互作用引起的。作用过程中有阴极区和阳极区，金属与介质之间有电流流动。有时电化学作用单独引起腐蚀，有时机械和生物作用共同产生腐蚀。电化学腐蚀可分为以下几类。

(1)大气腐蚀金属在潮湿空气中的腐蚀。

(2)土壤腐蚀是由地下金属构件(如管道、电缆等)腐蚀引起的。

(4)金属在熔盐中的腐蚀。如热处理车间熔盐加热炉中电极和处理过的金属的腐蚀。

(5)应力腐蚀裂纹是金属在拉应力和腐蚀介质作用下的腐蚀损伤。应力来源于冷热加工过程中的残余应力或外部应力。裂纹垂直于拉应力，有时沿金属晶界，有时穿晶。

(6)腐蚀疲劳是金属在交变应力(或脉冲应力)和腐蚀介质共同作用下，疲劳极限大大降低，导致过早断裂(如螺杆轴、泵轴)的一种腐蚀。

(7)磨损腐蚀(磨损)包括腐蚀和机械磨损，两者相互加速。磨损有很多种形式。

①冲击腐蚀(冲蚀)是由液体流动或冲击引起的。

②空化冲蚀(空化冲蚀)所谓的空化是由高速液体不规则流动而产生的。空腔中只有少量的水蒸气或低压空气。由于压力和流动条件的频繁变化，空腔会周期性地出现和消失。当它消失时，由于与周围高压的压差大，会对腔体附近的金属表面产生所谓的“水锤效应”，往往会破坏金属表面的保护膜，继续腐蚀。

③微振动磨损腐蚀是两个相邻表面相互振动引起的磨损，破坏金属保护膜，加速腐蚀。

(8)微生物腐蚀某些微生物的生命活动，促进阳极区或阴极区的电化学反应，或削弱金属表面膜的耐腐蚀性，或产生腐蚀性物质，从而加速电化学腐蚀。如硫酸盐还原菌和铁菌对金属的腐蚀

(9)海洋生物腐蚀许多海洋生物(动物或植物)能附着在金属表面并不断繁殖。它们在新陈代谢的过程中会产生腐蚀性物质，或者由于金属表面覆盖不均匀而造成氧浓度池，从而加速电化学腐蚀。

当金属与周围介质接触时，化学和电化学作用造成的损伤称为金属腐蚀。从热力学的角度来看，除少数贵金属(如Au和PT)外，所有金属都有转变成离子的倾向，即金属腐蚀是一种自发的、普遍的现象。金属被腐蚀后，会发生形状、颜色和机械性能的变化，造成设备损坏、管道泄漏、产品污染、燃烧或爆炸等恶性事故，以及严重浪费资源和能源，给国民经济造成巨大损失。据估计，世界发达国家每年因金属腐蚀造成的经济损失约占其国民生产总值的3.5% ~ 4.2%，超过了每年重大灾害(火灾、风、地震等)的总损失。有人甚至估计，世界上每年大约有1亿吨金属被腐蚀、报废和丢失!因此，研究腐蚀机理，采取防护措施对经济建设具有重要意义。

金属腐蚀按其位置可分为整体金属腐蚀和局部金属腐蚀。金属腐蚀还可以根据腐蚀环境进行分类，即可分为化学介质腐蚀、大气介质腐蚀、海水介质腐蚀和土壤腐蚀。根据腐蚀过程的特点，还可以分为三类:化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。虽然上述腐蚀分类方法不够严格，但这些分类方法可以帮助我们从腐蚀介质或腐蚀过程的特点来了解腐蚀规律。