工业腐蚀与预防措施

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1、第六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材料的防腐措施2021/10/4第一节工业腐蚀及其危害一、工业腐蚀概述金属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。1、工业腐蚀定义：是指材料在周围介质作用下产生的破坏。2、原因：可以是化学的、物理的、生物的、机械的等等。材料的腐蚀类似于物质的风化，只是速度要快得多。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

2、解氧也会产生腐蚀作用。可以毫不夸大地说，现代工业过程是在腐蚀的环境和气氛中进行的。2021/10/43、腐蚀的形式：1）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。2）按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。2021/10/41.化学腐蚀化学腐蚀是指周

3、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。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。二、腐蚀机理2021/10/4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

4、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。2021/10/42．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

5、接触腐蚀（Mg和Fe在盐酸中）。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。2021/10/4电化学腐蚀是最常见的腐蚀，金属腐蚀中的绝大部分均属于电化学腐蚀。如在自然条件下（如海水、土壤、地下水、潮湿大气、酸雨等）对金属的腐蚀通常是电化学腐蚀。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。2021/10/4一、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

6、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。第二节工业腐蚀的典型类型2021/10/4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。当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效

7、问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。2021/10/4二、缝隙腐蚀缝隙腐蚀示意图是局部腐蚀的一种形式，它可能发生于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。2021/10/41．缝隙腐蚀产生的条件金属表面上由于存在异物或结构上的原因会造成缝隙，此缝隙的宽度一般在0.025mm～0.1mm范围内。几乎所有的金属、所有的腐蚀性介质都有

8、可能引起金属的缝隙腐蚀，其中以依赖钝化而耐蚀的金属材料和以含C1－的溶液最易发生此类腐蚀。2021/10/42．腐蚀机理由于缝隙中积液流动不畅，逐渐使缝内外构成浓差电池和阴极还原反应。阳极、阴极反应可分别表示为：上述反应使氧逐渐消耗，由于积液流动不畅，氧很难补充，且腐蚀产物对缝隙起了进一步阻塞作用，但缝内阳极溶解借助缝外阴极反应仍可进行。生成过多的Me+使缝内外电平衡破坏，促进溶液内Cl-离子等迁入