压力管道的腐蚀与防护

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1、压力管道的腐蚀与防护山东省特种设备检验研究院申孝民目录第一节概述第二节压力管道的腐蚀的主要形式及机理第三节压力管道防腐蚀的主要方法第一节、概述腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物而受破坏的一种现象。化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。化学腐蚀又可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。电化学腐蚀是指金属与电解质因发生电化学反应而产生破坏的现象。腐蚀损失调查数据材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1.8～4.2％左右.每年由于腐蚀可使大约10～20％的金属损失掉了。1975年

2、，美国由于金属腐蚀造成的经济损失约为700亿美元，为当年国民生产总值的4.2％，是当年水灾、火灾、地震、飓风等自然灾害损失（125亿美元）的5倍多。我国1980年十家化工企业由于腐蚀造成的经济损失约为当年生产总值的3.9％，这个数值与许多国家进行的全面腐蚀损失调查的结果大体相当。2002年中国工程院的调查结果表明，我国腐蚀损失（包括直接和间接损失）达到4979.2亿元。1.1金属电化学腐蚀原理与阴阳极反应放入水或其他电解质中有电极电位差存在按伽凡尼电位序钾(K)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(A1)、锌(Zn)、镉(Cd)、铁

3、(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钖(Sn)、铝(Pb)、铜(Cu)、银(Ag)、铂(Pt)、金(Au)可能导致电位差的因素不同材料、同一材料内的化学或物理性质不均匀（成分偏析、金相组织差异、残余应力（焊接、冷变形））典型的阴极反应在酸性水溶液中2H++2e-H2在酸性水溶液中有溶解氧存在时2H++1/2O2+2e-H2O在脱气的碱性溶液中H2O+e-1/2H2+OH-溶液中存在高价金属离子CuCu2++2e-Cu在含氧的碱性溶液中H2O+1/2O2+2e-2OH-有机化合物的还原RO+4e-+4H+RH2+H2OR+2e-

4、+2H+RH2溶液中的氧化性酸或负离子还原NO3+2H-+e-NO2+H2O1.2腐蚀电池腐蚀电池的工作过程什么是腐蚀电池Zn+H2SO4=ZnSO4+H2腐蚀电池的定义：只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池。腐蚀电池的特点：腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应，结果造成金属材料的破坏。腐蚀电池的阴、阳极短路（即短路的原电池），电池产生的电流全部消耗在内部，转变为热，不对外做功。腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆方式进行。HCl溶液ZnCuAKZnCuHCl溶液CuCuCuZn(a)Zn块和Cu块通（b)Zn块和

5、Cu块直（c)Cu作为杂质分过导线联接接接触（短路）布在Zn表面阳极Zn:Zn→Zn2++2e（氧化反应）阴极Cu:2H++2e→H2↑（还原反应）形成腐蚀电池的原因金属方面环境方面成分不均匀金属离子浓度差异组织结构不均匀氧含量的差异表面状态不均匀温度差异应力和形变不均匀热处理差异腐蚀电池的种类大电池（宏观腐蚀电池）：指阳极区和阳极区的尺寸较大，区分明显，肉眼可辩。微电池（微观腐蚀电池）：指阳极区和阴极区尺寸小，肉眼不可分辨。*大电池的腐蚀形态是局部腐蚀，腐蚀破坏主要集中在阳极区。**如果微电池的阴、阳极位置不断变化，腐蚀形

6、态是全面腐蚀；如果阴、阳极位置固定不变，腐蚀形态是局部腐蚀。金属的钝化现象铁在浓硝酸中具有极低溶解速度的性质称为“钝性”，相应地铁在稀硝酸中强烈溶解的性质叫做“活性”，从活态向钝态的转变叫做钝化。*金属的钝化现象具有极大的重要性。提高金属材料的钝化性能，促使金属材料在使用环境中钝化，是腐蚀控制的最有效途径之一。0102030405060HNO3，%工业纯铁（Armco）的腐蚀速度与硝酸浓度的关系，温度25度100005000activepassivepassivation对于钝态金属来说，腐蚀发生需要满足电位条件金属的电位在

7、特定的电位以上才会发生腐蚀，该电位为临界电位、击穿电位或点（孔）蚀电位Eb。理论阳极极化曲线回扫，又达到钝态时对应的电位为再钝化电位或保护电位Ep当E>Eb时，点蚀迅速发生和发展；当Ep

8、管道腐蚀的分类a、按腐蚀机理分类：电化学腐蚀、化学腐蚀b、按腐蚀破坏形式分类：均匀腐蚀、局部腐蚀局部腐蚀：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、氢致开裂、氢腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、成分选择性腐蚀等c、按腐蚀环境分类：高温腐蚀、湿腐蚀、土壤腐蚀、沉淀腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀、钒腐蚀、氧