王锡海

    (重庆建峰化工股份有限公司 重庆 408601)

    1 冲刷腐蚀概述

    冲刷腐蚀是一种常见的自然现象，比如河水中常见的鹅卵石，屋檐下带洞的石板等，都是冲刷腐蚀的结果。成语“水滴石穿”就很好地反映了冲刷腐蚀现象。“冲刷”体现着流体对障碍物表面的物理作用，而“腐蚀”则体现着流体对障碍物的化学作用。

    “水滴石穿”从物理作用方面解释是，当水从高处滴下，重力势能转化为动能，冲击石头，对石头表面做功。虽然水滴做的功很小，但随着时间流逝，石头表面开始形成凹陷，继而最终把石头滴穿。“水滴石穿”从化学作用方面解释是，空气中的二氧化碳溶于水，在石头局部表面形成碳酸，与石头中的碳酸钙发生下列化学反应：

    CO2+H2O+CaCO3→Ca(HCO3)2

    反应生成的碳酸氢钙易溶于水，造成石头表面逐渐被溶解，形成对石头的化学腐蚀。如果空气中含有二氧化硫，形成的酸雨对石头的化学腐蚀会更严重[1]。

    从这个意义上讲，冲刷腐蚀体现了流体对障碍物的物理和化学联合作用，单纯的物理和化学作用都不构成冲刷腐蚀。在石油化工行业，冲刷腐蚀表现为金属表面与腐蚀流体之间由于相对运动引起的设备及管道破坏、损伤。

    2 冲刷腐蚀的影响因素

    冲刷腐蚀主要是针对流体约束物来讲。冲刷腐蚀的主体是流体，包括液体和气体，冲刷腐蚀的客体是约束流体的物体，一般为固体。自然界存在的雨水、河流就是冲刷腐蚀的主体，而道路、沟渠、桥梁、河岸等就是冲刷腐蚀的客体。在工业化生产中，各种工艺介质是冲刷腐蚀的主体，而管道、容器、设备等是冲刷腐蚀的客体。随着材料性能的改善，客体耐冲刷腐蚀能力逐渐提高，如泥沙、水泥、钢材的耐冲刷腐蚀性能越来越高。冲刷腐蚀的影响因素，实际上是指流体对约束物的影响因素，主要包括以下几个方面[2]。

    2.1 流速

    根据物体动量定理，流速越快，对流体约束物的物理冲击作用越强，造成分子键断裂而剥离的分子越多，在流体的化学作用下，造成的腐蚀越快。一般来说，流速与冲刷腐蚀成正向关系。

    2.2 流态

    流体流态有层流和湍流，层流对流体约束物几乎不产生冲刷，而湍流对流体约束物会产生二次回流等流态，严重冲刷流体约束物。湍流在高流速边界及设施、设备管道截面突变和流体流向突变处产生，设备设施的破坏也多发生在这些地方。

    2.3 流相

    流体流相一般为气相或液相，固相一般存在于气相或液相中。纯单相的流体在现实生活中是比较少见的 ......