金属与非金属材料的腐蚀

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1、腐蚀与防护第一章金属与非金属材料的腐蚀主讲：钱慧娟电话：0459-5510113电子信箱：qianhuijuan1981@163.com大庆师范学院化学工程学院腐蚀与防护第一章金属与非金属材料的腐蚀第二章钻井、采油及集输系统的腐蚀与防护第三章酸性油气田的腐蚀与防护第四章海洋及滩涂油气田的腐蚀与防护第五章炼油设备的腐蚀与防护第六章管道及储罐防腐层应用技术第七章管道及储罐电法保护技术第一章金属与非金属材料的腐蚀第一节腐蚀概论第二节金属腐蚀的分类第三节常用腐蚀评价方法一、腐蚀的基本概念二、腐蚀原理三、腐蚀的危害四、腐蚀防护的意义第一节腐

2、蚀概论金属的腐蚀在生活中非常普遍指甲油腐蚀泡沫板铝的点蚀现象碳钢的点蚀现象有金属（材料）存在的地方就会有腐蚀问题－悄悄进行的破坏例：油气工业采集和输送过程中使用大量弯头、三通等复杂部件，其多以高温高压流体的冲刷腐蚀失效为主水下油气田生产设施油气田中出现的冲刷腐蚀失效每年因腐蚀造成经济损失占国民生产总值6%全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的1/3。全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达７万亿美元，约占各国国内生产总值（GDP）的2%～4%，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的６倍。一、腐蚀的基本

3、概念腐蚀即是损坏、腐烂第一节腐蚀概论腐蚀是指材料在其周围环境的作用下引起的破坏或变质现象。材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质，是组成生产工具的物质基础。腐蚀定义包含所有的自然存在的和人造的材料。（庞大的材料体系）无机非金属材料金属材料有机高分子材料复合材料有色金属(铝、铜等非铁基材料）黑色金属(钢、铸铁）陶瓷塑料、橡胶、纤维等水泥耐火材料玻璃(传统硅酸盐材料)钢筋混凝土、玻璃钢、钢塑复合管等化学腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀（酸、碱）化学腐蚀（紫外线、温度、湿气、臭氧、射线辐射）物理腐蚀（溶解、溶胀、渗透、环境应

4、力开裂）具有可设计性：通过基体和增强材料的选择、匹配、复合工艺等手段进行设计和控制，以最大限度满足使用性能要求和环境条件要求。材料从不同角度曾对腐蚀下过不同的定义，主要有以下三个：（1）材料因与环境反应而引起的损坏或变质、除了单纯机械破坏之外的一切破坏；强调了腐蚀与单纯的机械破坏具有本质上区别；适用于金属和非金属材料。第一节腐蚀概论从不同角度曾对腐蚀下过不同的定义，主要有以下三个：（2）材料与环境的有害反应；指明了腐蚀决定于材料和环境这两个因素；适用于金属和非金属材料。第一节腐蚀概论从不同角度曾对腐蚀下过不同的定义，主要有以下三个

5、：（3）冶金的逆过程。阐明了金属腐蚀过程在热力学上具有自发性及腐蚀产物类似于相应的天然矿石；只适用于金属材料。第一节腐蚀概论金属的腐蚀:金属腐蚀后失去其金属特性，往往变成更稳定的化合物。水管生锈、金属加热氧化金属腐蚀是普遍存在的一种自然规律，是不可避免的自然现象。从热力学的角度来看，金属化合物的标准摩尔生成吉布斯函数都是负值，说明金属生成金属化合物的反应都是自发的，这就是自然界中为什么纯金属很少的原因。铁的自然循环炼钢矿化铁矿石钢铁生锈钢铁热力学－自发过程铁锈金属为何会发生腐蚀？腐蚀的特点（1）自发性热力学稳定态自然界矿石金属冶炼

6、过程、吸收能量释放能量、腐蚀过程热力学介稳态体系自由能减少过程（G0）自发过程金属转化成为低能量氧化物及其衍生物的过程即为腐蚀氧化物单质热力学的原理：物质总是寻求最低的能量状态。如果反应体系的始状态转变为终态，自由能是降低的，反应就能自发进行。腐蚀的特点（2）普遍性腐蚀的特点（3）隐蔽性发展速度缓慢二、腐蚀原理1．金属腐蚀原理当金属和周围的介质相接触时，由于发生化学作用或电化学作用引起的破坏，是金属腐蚀的主要原因。例如钢铁的生锈、银器的发黑、铜钱发绿等。第一节腐蚀概论二、腐蚀原理1．金属腐蚀原理第一节腐蚀概论金属与液态介质，如

7、水溶液、潮湿的气体或电解质溶液接触时，就会产生原电池作用(即电化学作用)。由电化学作用引起的腐蚀，叫做电化学腐蚀。金属与氧气、氯气、二氧化碳、硫化氢等干燥气体或汽油、润滑油等非电解质接触发生化学作用所产生的腐蚀，叫做化学腐蚀。锌的化学活动性比铜强，也就是锌比铜更容易失去电子，因而被氧化。金属依靠它们化学活动性的强弱来排列，一般有如下次序（也叫做电动序）：钾、钙、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、镍、锡、铅、氢、铜、汞、银、金位于前面的金属容易放出电子，成为阳极；而位于后面的金属不易放出电子，成为阴极。金属物品与水或潮湿的空气相接触时，大

8、部分腐蚀是电化学作用。当两种不同的金属在有水存在的情况下互相接触时，就构成一个原电池，其中较活泼的金属为阳极而被腐蚀。例如，船体钢壳与某种青铜铸品相接触的地万，往往容易腐蚀，这是因为在电动序中，铁的位置在铜的前面。又如在铜板上钉一个铁制的铆钉：铜器