金属腐蚀与防护第1-2节

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1、金属腐蚀与防护导论第一节绪论材料腐蚀与防护基本概念材料腐蚀与防护重要性腐蚀速度的表示学科的发展慨况§1.1腐蚀的基本概念历史悠久—古希腊Herodus和古罗马Plinins在2000年前已提出用锡防止铁生锈；我国商代（3000年前）发明锡青铜；出土铁器可见古人防蚀成就。18世纪工业发展—腐蚀与防护学科形成、发展。普遍性—材料腐蚀司空见惯，无所不在，无时不有,十分普遍.材料的腐蚀与防护的重要性已成共识。必然性—热力学观点，一切材料在环境作用下,将逐渐自发地腐蚀、变质、退化。金属—由元素状态转变成金属化合物(生锈)，有机/无机材料—化学变化（老化/风化

2、…)。传统腐蚀定义—金属与周围环境介质之间发生的化学或电化学作用而引起腐蚀破坏；广义腐蚀定义—材料和材料性质在与其所处的环境介质作用下发生退化变质的现象。矿石（稳定）金属（不稳定）冶炼(＋能量)腐蚀（－能量）自发过程能量差＝腐蚀驱动力材料的源泉和归宿—资源/环境腐蚀破坏资源/环境负荷§1.2研究腐蚀与防护的重要意义直接损失材料、构件、设备的直接腐蚀破坏；防止腐蚀或延缓腐蚀的投入（高耐腐蚀材料、表面处理、涂覆、电化学保护、环境介质处理等），可估算。据国际权威统计-金属年产量的1/3受腐蚀报废，其中2/3尚可回炉,即约10％金属永久腐蚀损失。全世界金属

3、产量约为10亿吨，损失1亿吨/年我国金属年产量达1亿吨，损失0.1亿吨/年据权威报告(英国Hoar报告和美国NBS报告)估计：每年因腐蚀造成的经济损失占国民经济总值2-4%表1.工业发达国家1984年腐蚀损失统计国别腐蚀损失GNP%美国2000亿美元4前苏联147亿卢布2联邦德国300亿马克3英国100亿英镑3.5法国1150亿法郎1.5日本150亿美元1.8表2.美国腐蚀损失逐年增加人均损失：1100美元/人.年3000亿中2000亿美元可避免美元（亿）1995年局部地区行业（化工机械）调查—腐蚀损失达4%GNP。国家科委对化工调查—1980年腐

4、蚀损失为3.9%GNP专家估计—我国每年腐蚀损失约4000亿元。应用现有技术可挽回30％损失（1200亿元）沿海或海岛城市的腐蚀比内陆城市的腐蚀严重5-10倍。材料腐蚀破坏造成的损失>>所有自然灾害造成的损失。我国状况2009年4月8日，第四届中国国际腐蚀控制大会获悉：2008年，我国因腐蚀造成的经济损失约为1.2万亿元，而防腐蚀行业挽回经济损失达4000亿元。间接损失停工停产、泄漏导致成品流失、产品质量下降、突发事故、人身安全、技术故障、环境污染……。(1979我国石油液化气罐泄漏爆炸，亡几十人，直接损失630万；1985.8.12日本波音747

5、飞机因金属应力腐蚀断裂机毁，亡500余人；2004年8月日本美滨町核电站3号反应堆冷却水管道常年腐蚀出现漏洞发生涡轮机房内蒸汽泄漏事故，已造成4人死亡，7人受伤，其中5人伤势严重。)电厂锅炉一根热交换管价值不高，但因为腐蚀引起爆炸可导致停电，使大片工厂停工停产，损失巨大。金属结构远比金属材料昂贵，如汽车、船舶、飞机、精密仪器、大规模集成电路等腐蚀破坏造成的损失更为惨重间接损失难估算，间接损失>>直接损失。腐蚀的钢管严重的锅炉管腐蚀F-22A锈蚀问题是发动机舱盖漏雨所致解决腐蚀问题的办法是更换机身上四块最大的铝合金口盖，将用钛合金口盖来代替，每一个口

6、盖更换成本大约为5万美元。俄罗斯米格-29战机曾发生空中爆炸我护航舰队人员设法防止舰载机遭盐分腐蚀我国军事装备腐蚀与防腐蚀现状材料腐蚀破坏的危害腐蚀—人力、财力、资源耗歇；腐蚀—环境污染、生态破坏腐蚀—自然资源破坏；腐蚀—阻碍新技术发展（三大合成、飞船登月）；腐蚀—突发事故、人身安全；腐蚀—影响人类文明进步及可持续发展。全球资源枯竭时间预测年代2050年2070年2080年2120年矿产资源一般矿产金属石油/天然气煤矿物能源石油天然气煤铀确认储量1368亿t1380000亿m310390亿t200万t1992年产量6800亿t21600亿t46.5

7、亿t2.7万t按92年需求开采46年64年219年74年按00年需求开采25年56年按2010需求开采15年全球矿物能源储量及开采年数预测973、863、国家基金重大项目….—国家战略计划局部腐蚀均匀腐蚀点腐蚀缝隙腐蚀晶间腐蚀电偶腐蚀选择性腐蚀….化学腐蚀电化学腐蚀大气腐蚀海水腐蚀土壤腐蚀化工腐蚀生物腐蚀高温腐蚀应力腐蚀开裂氢致开裂腐蚀疲劳磨损腐蚀摩擦腐蚀§1.3金属腐蚀的分类及腐蚀形式金属材料腐蚀环境－大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、化工腐蚀状态－干腐蚀、湿腐蚀力学－应力腐蚀开裂、疲劳腐蚀、磨损腐蚀本质－化学腐蚀、电化学腐蚀温度－高温腐蚀、常温腐蚀

8、电化学腐蚀－最普遍，金属与导电介质发生电化学作用而破坏。其特点：阴、阳反应相对独立，同时进行，阴、阳极区电荷传递，产生等量