海洋腐蚀与防护1-5

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1、第一章1、什么叫做腐蚀?腐蚀是金属与环境间的物理化学相互作用,其结果使金属的性能发生变化,并常可导致金属、环境或由它们作为组成部分的技术体系的功能受到损伤。2、腐蚀的各种保护方法及分类?腐蚀依据环境介质可分为:⑴自然环境腐蚀⑵工业环境腐蚀依据受腐蚀材料的类型划分:⑴金属腐蚀⑵非金属材料腐蚀根据腐蚀的形态可分为:⑴均匀(全面)腐蚀⑵局部腐蚀:孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀破坏、腐蚀疲劳、氢腐蚀破坏、选择腐蚀、磨损腐蚀、脱层腐蚀根据腐蚀的作用原理可分为:⑴电化学腐蚀(介质不同分类:大气腐蚀、土壤腐蚀、电解质溶液腐蚀)⑵化学腐蚀(介质不同分类:气体

2、腐蚀、非电解质溶液腐蚀)另一种分类:1)干腐蚀:在干气体(通常是在高温)或非水溶液中的腐蚀(化学腐蚀)2)湿腐蚀:在水溶液中的腐蚀(典型电化学腐蚀)依据腐蚀的形态可分为:⑴普遍性腐蚀⑵局部腐蚀⑶应力腐蚀开裂(断裂)海洋防腐的各种措施:(1)应针对具体使用工矿和环境条件合理选用相对耐腐蚀的结构材料。(2)根据防腐蚀设计的要求可选择有机涂层、无机涂层、化学转化膜等非金属涂层,电镀、化学镀、热浸镀、喷镀、扩散镀等金属镀层以及离子注入和金属、非金属衬里等涂镀层和表面改性技术。(3)通过干燥除湿、脱气、脱盐等措施除去环境介质中的腐蚀组分,或者向环境介质中添

3、加有机、无机类缓蚀剂等环境(介质)处理。(4)可根据环境介质和工矿要求采用外加电流阴极保护技术、牺牲阳极的阴极保护技术或电化学阳极保护技术等电化学保护。(5)防腐蚀结构设计、防腐蚀强度设计、防腐蚀方法选择、耐蚀材料选择以及符合防腐蚀要求的制造工艺确定等防腐蚀设计。3、金属腐蚀速度评定?(重点)式中:VL-深度腐蚀速度,mm/a;V¯-质量损失表示的速度,g/m²·h;ρ-金属的密度,g/cm³。按深度表示腐蚀速度的单位还有mm/y(或mm/a)、英寸/年(ipy)、密尔/年(mpy)。根据金属的密度ρ(g.cm³),由以重量变化表示的腐蚀速率可以

4、换算成年浸蚀深度:mm/a×2.74×ρ(g.cm³)=gmdgmd×0.365/ρ(g/cm³)=mm/a电流密度若电流强度为I,通过时间为t,则通过的电量Q为It,阳极所溶解的金属量△m应为式中:Aw一金属原子质量;n一价数,由腐蚀反应释放的电子个数;F一法拉第常数,即F=96500A.s/mol电子,或26.81A.h/mol;Q=I×t,即电量=电流强度×时间,A.s;N=A/n一金属相对原子质量。如果金属是铁(Fe),则n=2,A=55.85g,ρ=7.8g.cm³。腐蚀速度V失与腐蚀电流密度icorr间的关系(g/m²·h)可见腐蚀速

5、度与腐蚀电流成正比所有金属(钢)的电流、质量损失和侵蚀速率之间的换算第二章1、电化学反应(化学反应式)式中:“Red”代表还原剂(电子授予者);“Ok”代表氧化剂(电子接受者);“n”是参与反应的的电子(e-)数。式中的氧化剂和还原剂通常被称为氧化还原对,其反应称之为氧化还原反应。当电流沿一个方向或相反方向通过电极表面时,便产生某种电化学反应,该反应被称之为电极反应。在阳极发生的电极反应为阳极反应,恒为氧化反应,反之,阴极反应恒为还原反应。在无氧时析氢,有氧时还原氧气生成氢氧根按照电化学定义规定,电极电位较低的电极称为负极;电极电位较高的电极称为

6、正极。发生氧化反应的电极称为阳极(阳极金属溶解);发生还原反应的电极称为阴极。靠外接电源供给电流的电化学电池被称之为电解电池,本身能产生电流的电化学电池被称之为原电池。2、原电池所谓原电池是自身能产生电流的电化学电池,即将化学能转变成电能的装置称为原电池,它利用氧化还原反应产生电流。3、自由能与腐蚀电池式中:ΔG一电化学反应系统自由能值,J/mol;Q一1克离子的腐蚀产物金属离子所携带的电荷的电量;E一驱动电压,v;n一参加反应的电子数;F一法拉第常数,96500C/mol。在标准条件下,电池反应的标准自由能ΔG0与电池的标准电位差E0直接相关。

7、用代数方法通过电极电位得到电池的电动势在丹尼尔腐蚀电池中,铜(得到电子)的标准电位为0.337伏;锌(失去电子)的腐蚀电位为-0.763伏;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。过程:(1)阳极过程:金属溶解,以离子形式进入溶液,并把等量电子留在金属上;(2)电子转移过程:电子通过电路从阳极转移到阴极;(3)阴极过程:溶液中的氧化剂接受从阳极流过来的电子后本身被还原。★腐蚀电池的种类和特点:种类:(1)宏观腐蚀电池大电池(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。大电池的腐蚀形态是局部腐蚀,腐蚀破

8、坏主要集中在阳极区。①以金属接触腐蚀②浓差电池③温差腐蚀电池⑵微观腐蚀电池微电池(微观腐蚀电池):指阳极区和阴极区尺寸小,肉眼不可分辨。

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