过程装备腐蚀与防护-第一章

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1、过程装备腐蚀与防护讲授人：刘新宝专业：过程装备与控制工程西北大学课程安排与考试形式本门课程总计46学时，其中实验6课时上课时间星期一和星期四下午5、6节课程考试为闭卷形式，课程成绩为平时成绩、期中考试与课程考试的加权结果20％、20％、60％平时成绩主要为上课考勤次数绪论腐蚀危害与控制腐蚀的意义掌握腐蚀基本知识的必要性腐蚀的定义与分类本学科的主要研究内容腐蚀危害与控制腐蚀的意义随着现代工业技术的不断发展，腐蚀现象几乎影响到国民经济的一切领域。机器设备、桥梁、汽车等在大气中的腐蚀生锈船舰、港口设施以及海上钻井等设备受海水及微生物的

2、腐蚀地下输油、输气管道以及电缆等受土壤和细菌的腐蚀而穿孔钢材高温轧制过程因氧化而产生大量的氧化皮酸碱盐强腐蚀介质中的各种机械设备腐蚀随着现代工业技术的不断发展，腐蚀现象几乎影响到国民经济的一切领域。腐蚀的危害与控制腐蚀的意义腐蚀造成的危害十分惊人：全世界每年因腐蚀报废的钢铁占年产量的30％因腐蚀停产、更新设备、原料流失以及能源消耗等间接损失远比损耗的金属材料价值大的多，在各工业国家约占国民生产总值的1～4％在我国，由于腐蚀而造成的经济损失每年约为生产总值的3～4％从以上可以看出，研究腐蚀对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率

3、无疑有着十分重要的意义。掌握腐蚀基本知识的必要性腐蚀控制的措施：补救性控制-腐蚀发生后消除它；预防性控制-事先采取防止腐蚀的措施，避免或延缓腐蚀，尽量减少可能引起的其他有害影响。其主要包括：合理的材料选择、合理的结构设计、制造工艺与热处理方法、具体的防腐措施。在设计阶段采取正确的腐蚀控制方案，就可以延长设备的寿命，避免事故发生。腐蚀的定义与分类根据金属腐蚀（metalcorrosion）的起因和过程，金属腐蚀是指金属与其周围介质发生化学或电化学作用而发生的破坏。腐蚀的定义-材料（金属与非金属）由于环境作用引起的破坏或变质。环境作

4、用包括化学和电化学，化学-机械，电化学-机械，生物作用以及单纯的物理溶解作用。注意：这里的作用不包括由于单纯机械作用而导致的材料断裂和磨损等破坏。腐蚀的定义与分类(1)按腐蚀的反应历程，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀：化学腐蚀-金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。该过程是一种纯氧化和还原的化学过程，反应过程中无电流形成。例如铅在四氯化碳，镁或钛在甲醇中的腐蚀；电化学腐蚀-金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏，电化学反应过程中有电流产生，服从电化学动力学规律。例如金属在大气、海水、工业用水、各种酸碱盐溶液中的腐蚀等。腐蚀

5、的定义与分类(2)按腐蚀的形态，可分为全面腐蚀和局部腐蚀：全面腐蚀-腐蚀作用发生在整个金属表面上，可能是均匀或不均匀的。例如碳钢在强碱或强酸中的均匀腐蚀，在整个金属表面以同一腐蚀速率向金属内部蔓延。腐蚀的定义与分类局部腐蚀-腐蚀集中在金属的局部地区，而其他部分几乎没有腐蚀或者腐蚀很轻微。局部腐蚀的主要种类可分为如下几种：应力腐蚀破裂-在拉应力和腐蚀介质的联合作用下，以显著的速率发生和扩展的一种开裂破坏。腐蚀疲劳-金属在腐蚀介质和交变应力或脉动应力作用下的产生的腐蚀。磨损腐蚀-金属在高速流动的或含固体颗粒的腐蚀介质中，以及摩擦副在

6、腐蚀性介质中发生的腐蚀破坏。腐蚀的定义与分类小孔腐蚀-腐蚀破坏主要集中在某些活性点上，腐蚀的直径等于或小于蚀孔的深度。晶间腐蚀-腐蚀沿晶界进行，使晶粒间失去结合力，金属机械强度急剧降低。缝隙腐蚀-发生在铆接、螺纹连接、焊接接头以及密封垫片等缝隙处。电偶腐蚀－在电解质溶液中异种金属接触时加快电位较低的金属腐蚀。氢脆、选择性腐蚀等。腐蚀的定义与分类(2)按腐蚀环境，可分为自然环境和工业环境腐蚀：自然环境腐蚀-包括大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、生物腐蚀等，工业环境腐蚀-包括电解质溶液的腐蚀、工业水中的腐蚀、工业气体中的腐蚀、熔盐的腐蚀

7、等。本学科的主要研究内容研究并确定材料和环境介质的物理化学反应的普遍规律，包括从热力学和动力学两个方面。研究在各种条件下防止或控制材料腐蚀的方法与措施，包括材料的稳定性及其影响因素和过程；如何控制与材料腐蚀过程有关的参数。研究材料腐蚀速率的检测技术和方法，特别是现场快速检测和监控的方法；研究出评定材料腐蚀的综合标准。第1章金属电化学腐蚀基本理论本章内容提示：在自然环境和各种生产领域内金属所发生的腐蚀，大多数为电化学腐蚀，因而将从如下几个方面进行研究：金属电化学腐蚀原理腐蚀速度去极化作用与析氢腐蚀和耗氧腐蚀金属的钝化本章内容提示：

8、在自然环境和各种生产领域内金属所发生的腐蚀，大多为电化学腐蚀，因而本章将从如下几个方面对电化学腐蚀进行讨论：1.1金属电化学腐蚀原理(1)金属电化学腐蚀历程金属腐蚀的本质就是金属与周围介质作用变成化合物的过程，即氧化还原反应。根据氧化还原反应发生的条件不同，将金