压力容器的腐蚀与防护课件.ppt

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1、压力容器腐蚀山东省特检院工程中心申孝民5.1金属材料腐蚀知识概述5.1.1腐蚀分类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、氧腐蚀、盐腐蚀、环烷酸腐蚀、氢腐蚀、硫化氢腐蚀、连多硫酸腐蚀、海水腐蚀、硫化氢-氯化氢-水型腐蚀、硫化氢-氢型腐蚀、硫化氢-氧化物-水型腐蚀等5.1.2金属电化学腐蚀原理与阴阳极反应放入水

2、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(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

3、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）腐蚀电池的构成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

4、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。腐蚀过程的产物初生产物：阳极反应和阴极反应的生成物。次生产物：初生产物继续反应的产物。初生产物和次生产物都有可溶和不可溶性产物。*只有不溶性产物才能产生保护金属的作用。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

5、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钝态的特征（1）腐蚀速度大幅度下降。（2）电位强烈正移。（3）金属钝化以后，既使外界条件改变了，也可能在相当程度上保持钝态。（4）钝化只是金属表面性质而非整体性质的改变。均匀腐蚀影响金属化学腐

6、蚀速率的因素⑴合金成分的影响⑵合金结构的影响⑶变形的影响⑷金属表面光洁度的影响⑸温度的影响⑹压力的影响⑺氧化膜在成长过程中的应力影响⑻介质成分的影响介质的组成强烈地影响着腐蚀速率⑼加热方式的影响⑽气体运动速度的影响⑾灰尘、沉积物和盐类的影响影响金属电化学腐蚀速率的因素⑴金属热力学稳定性的影响⑵金属组织对腐蚀性能的影响⑶金属表面状态的影响⑷热处理的影响⑸力学因素的影响⑹溶液PH值的影响⑺缓蚀剂的影响⑻盐类溶液浓度的影响⑼腐蚀介质的温度、流速和压力的影响⑽杂散电流的影响⑾设备结构的影响压力容器均匀腐蚀的防护正确选用金属材料和制定合理的加工工艺

7、选择合理的结构设计腐蚀介质处理电化学保护覆盖层保护局部腐蚀概述定义局部腐蚀是指金属表面局部区域的腐蚀破坏比其余表面大得多，从而形成坑洼、沟槽、分层、穿孔、破裂等破坏形态。主要类型电偶腐蚀晶间腐蚀选择性腐蚀缝隙腐蚀小孔腐蚀应力腐蚀磨损腐蚀氢损伤发生局部腐蚀的条件(1)金属方面或溶液方面存在较大的电化学不均一性，因而形成了可以明确区分的阳极区和阴极区，它们遵循不同的电化学反应规律。(2) 阳极区和阴极区的电化学条件差异在腐蚀过程中一直保持下去，不会减弱，甚至还会不断强化，使某些局部区域的阳极溶解速度一直保持高于其余表面。这是局部腐蚀能够持续进

8、行(发展)的条件。5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型1.点蚀点蚀现象孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻微,只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径等于或小