防腐蚀作业(施工)的基本知识

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1、防腐蚀作业（施工）基本知识张炎明2012年7月12021/7/51.前言管道输送是与铁路、公路、水运、空运并列的第五大运输方式，它作为一种特种的运输设备越来越广泛地用于石油、化工、冶金、电力等行业以及城市输气、供水和供热系统中。随着经济的发展，管道数量在不断的增加，其重要性也日益突出，在石油、化工行业中，管道被视为“工厂的血管”。2防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/52.腐蚀与防护基础知识2.1腐蚀的概念和腐蚀理论2.1.1腐蚀的概念金属在周围介质（最常见的液体和气体）作用下，由于化学变化、电化学变化或物

2、理溶解而产生的破化。环境材料腐蚀是由于物质与周围环境作用而产生的损坏由于材料和它所在的环境发生反应而使材料和材料的性质发生恶化的现象。3防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/52.1.2腐蚀理论（1）氢去极化腐蚀氢去极化腐蚀的反应式（以金属铁为例）可以简单表示为：阴极反应：2H++2e→H2阳极反应：Fe－2e→Fe2+（2）氧去极化腐蚀氧去极化腐蚀的反应式（以金属铁，中性溶液为例）可以简单表示为：阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH－阳极反应：Fe－2e→Fe2+4防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/

3、52.2腐蚀的分类2.2.1金属腐蚀㈠全面腐蚀（均匀腐蚀）：发生在整个金属表面上的腐蚀称为全面腐蚀，它可能是均匀的，也可能是不均匀的。均匀腐蚀的危害性相对比较小，因为我们在知道了腐蚀速度后，就能够估算出材料的使用寿命。㈡局部腐蚀：主要集中于金属表面某一区域的腐蚀称为局部腐蚀。在局部腐蚀中，金属的某一区域腐蚀严重，而其他部分则几乎未被腐蚀，局部腐蚀主要有以下类型。如：电偶腐蚀、小孔腐蚀（点蚀）、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、磨损腐蚀（空泡腐蚀和湍流腐蚀）、氢损伤（氢鼓泡和氢脆）、沉积腐蚀（如

4、垢下腐蚀）、浓差电池腐蚀等也均属于局部腐蚀之列。5防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/5⑴电偶腐蚀电偶腐蚀又称接触腐蚀或双金属腐蚀，凡具有不同电极电位的金属互相接触，并在一定的介质中所发生的电化学腐蚀即属电偶腐蚀。例如热交换器的不锈钢管和碳钢花板连接处，碳钢在水中作为阳极而被加速腐蚀。但当在两种金属的接触面上同时存在缝隙时，而缝隙中又存留有电解液，这时构件可能受到电偶腐蚀与缝隙腐蚀的联合作用电偶腐蚀的示意图阴极、阳极面积比不同的连接结构a.同时存在两种不同电位的金属或非金属导体；b.有电解质溶液存在；c.两

5、种金属通过导线连接或直接接触。6防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/5⑵小孔腐蚀小孔腐蚀又称为点蚀这种破坏主要集中在金属表面的某些活性点上，并向金属内部深处发展。通常其腐蚀深度大于其孔径。严重时可使设备穿孔。点蚀通常发生在易钝化金属或合金中，往往在有侵蚀性阴离子与氧化剂共存的条件下发生。如不锈钢和铝合金在含有氯离子的溶液中常呈现这种破坏形式。小孔腐蚀示意图18-8不锈钢在充气NaCl溶液中孔蚀的闭塞电池示意图7防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/5⑶晶间腐蚀金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边界或

6、晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏的腐蚀现象称为晶界腐蚀，这种腐蚀首先在晶粒边界上发生，并沿着晶界向纵深处发展。这时，虽然从金属外观看不出有明显的变化，但其机械性能却已大为降低了，严重时材料强度完全丧失，轻轻一击就碎。不锈钢焊件在其热影响区（敏化温度的范围内）容易引起对晶界腐蚀的敏化。晶界腐蚀常常会转化为沿晶应力腐蚀开裂，而成为应力腐蚀裂纹的起源。通常晶间腐蚀出现于奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和铝合金的构件。除非经过稳定化处理或含碳量低者例外，奥氏体不锈钢暴露在450～850℃温度区间内足够

7、时间后，对发生晶间腐蚀比较敏感。8防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/5⑷选择性腐蚀广义上讲，所有局部腐蚀都是选择性腐蚀，即腐蚀是在合金中的某一组分由于腐蚀优先地溶解到电解质溶液中去，从而造成另一组分富集于金属表面上。例如黄铜的脱锌现象即属这类腐蚀。选择性腐蚀形态9防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/5⑸应力腐蚀破裂受一定拉伸应力作用的金属材料在某些特定介质中，由于腐蚀介质和应力的协同作用而发生的脆性断裂现象。应力腐蚀破裂（SCC）在局部腐蚀中居于首位。根据腐蚀介质性质和应力状态的不同，裂纹特征会有不同

8、，在金相显微镜下，显微裂纹呈穿晶、晶界或两者混合形式。裂纹既有主干，也有分支，形似树枝状。裂纹横断面多为线状。裂纹走向与所受拉应力的方向垂直。钝化合金的SCC机理示意图10防腐蚀作业（施工）基础知识2021/7/5金属或合金腐蚀介质低碳钢热硝酸盐溶液，（硅酸钠十硝酸钙）溶液，氢氧化钠、过氧化氢碳钢和低合金钢42％MgCl2溶液，氢氰酸，海水，氢氧化钠，三氯化铁溶液高强度钢蒸馏水、湿大气