化工安全工程概论--a7腐蚀

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1、第七章工业腐蚀与预防措施第一节工业腐蚀及其危害第二节工业腐蚀的典型类型第三节应力腐蚀裂纹第四节腐蚀监测技术第五节设计和选材的防腐考虑第六节材料的防腐措施2021/9/161第一节工业腐蚀及其危害一、工业腐蚀概述腐蚀是指材料在周围介质作用下产生的破坏。腐蚀的原因是多方面的，可以是化学的、物理的、生物的、机械的等等。工业腐蚀主要是由于原材料中含有的以及过程中生成的腐蚀性成分造成的。大气中的杂质、水中的微量氯和溶解氧也会产生腐蚀作用。腐蚀的形式是多种多样的。按照腐蚀的环境或起因，有大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀、生物腐蚀、水腐蚀、非水溶液腐蚀等。按

2、照腐蚀的结果或表现形式，有点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、腐蚀疲劳、磨损腐蚀等等。腐蚀无处不在，种类繁多。为了制定防腐对策，需要对装置选材、装置设计、原材料及冷却水中的杂质以及运转条件等进行详尽研究，加大力度、综合治理，从而防止或减缓腐蚀性破坏。2021/9/162第七章工业腐蚀与预防措施二、腐蚀机理1，化学腐蚀化学腐蚀是指周围介质对金属发生化学作用而造成的破坏。工业中常见的化学腐蚀有金属氧化、高温硫化、渗碳、脱碳、氢腐蚀等。金属氧化：金属在干燥或高温气体中可与氧反应造成腐蚀。氧化过程可表示为2Me+O2≒2MeO式中Me表示金属

3、。高温硫化：是指含硫介质如硫蒸气、二氧化硫、硫化氢等，在高温下与金属作用生成硫化物的腐蚀过程。特别是在有水蒸气存在的条件下，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，硫化氢则成为氢硫酸，高温硫化腐蚀状况会加重。2021/9/163第七章工业腐蚀与预防措施渗碳是指一氧化碳、烃类等含碳物质在高温下与钢接触分解成游离碳，并渗入钢内形成碳化物的过程。脱碳是指钢中渗碳体在高温下与气体介质如水蒸气、氢、氧等，发生化学反应引起渗碳体脱碳的过程。渗碳和脱碳均能使钢表面硬度和疲劳极限下降。氢腐蚀：氢介质与金属中的碳反应使金属脱碳的过程。2021/9/164第七章工业腐蚀与

4、预防措施2．电化学腐蚀金属材料与电解质溶液接触时，由于不同组分或组成的金属材料之间形成原电池，其阴、阳两极之间发生的氧化还原反应使某一组分或组成的金属材料溶解，造成材料失效。这一过程称为电化学腐蚀。两种不同金属在溶液中直接接触，因其电极电位不同而构成腐蚀电池，使电极电位较负的金属发生溶解腐蚀，则称之为电偶腐蚀，或接触腐蚀。工程上不乏不同金属材料间的接触，电偶腐蚀这类电化学腐蚀屡屡发生。2021/9/165第七章工业腐蚀与预防措施三、腐蚀的危害与损失伴随世界工业化进程的是环境污染的加重和人类生存条件的恶化。污染环境的物质大多是腐蚀性物质，所以

5、腐蚀现象无时不在，随处可见。腐蚀所造成的损失是巨大的。在设备损伤事故中，腐蚀所造成的经济损失占很大比例。1964～1973年间，日本金属工业公司处理设备损伤事故1009起，有985起与腐蚀有关，占97．62％。美、英、前苏联、前西德等国1969～1970年间的调查资料表明，由于腐蚀造成的直接损失，占国民经济总收入的2．0％～4．2％。美国每年汽车事故损失300亿美元，火灾损失110亿美元，洪水损失4．3亿美元，风灾损失17亿美元，地震损失4亿美元，而腐蚀造成的损失达700亿美元，远远超出上述其余各项的总和。2021/9/166第七章工业腐蚀

6、与预防措施在化学工业中，所用原材料及生产过程中的中间产品、副产品、产品等大部分具有腐蚀性。腐蚀性介质对建筑物、厂房、设备基础、各种构架、道路、地沟等，都会造成腐蚀性破坏。致使建筑物临危、厂房倒塌、设备基础下陷、构架毁坏、管道变形开裂，造成重大事故。在化工生产中，大量酸、碱等腐蚀性介质，严重地腐蚀着机械、设备，管路、阀门、垫片、填料等，致使设备壁厚变薄、强度下降，设备、管路、阀门泄漏，内容物向外泄放或散逸，引起中毒、火灾、爆炸等事故发生。电气、仪表等设施，会因腐蚀而引起绝缘破坏、接触不良，致使电气、仪表失灵，引发各类事故。2021/9/167

7、第七章工业腐蚀与预防措施第二节工业腐蚀的典型类型一、全面腐蚀全面腐蚀是指金属结构的整个表面或大面积的程度相同的腐蚀，也称作均匀腐蚀。在全面腐蚀中，金属以一定的速度被腐蚀介质所溶解，金属结构逐渐变薄。而局部腐蚀是指金属结构特定区域或部位上的腐蚀。全面腐蚀的速度，以金属结构单位时间内，单位面积的质量损失表示，如mg·dm—2．d－1，g·m—2．h－1；也可用金属每年腐蚀的深度，即金属构件每年变薄的程度来表示，如mm·a－1。2021/9/168第七章工业腐蚀与预防措施金属材料的耐腐蚀性，依其腐蚀速度分为四个等级，列于下表。2021/9/169

8、第七章工业腐蚀与预防措施二、缝隙腐蚀缝隙腐蚀是在电解质溶液中，金属与金属、金属与非金属之间的狭缝内发生的腐蚀。在管道连接处，衬板、垫片处，设备污泥沉积处，海生物附着处，以及设备外