[自然环境下的腐蚀.ppt

海洋环境分类及腐蚀特点 平均高潮位和平均低潮位之间的区域。 孤立钢件，主要为微电池腐蚀作用，腐蚀速度受 氧扩散控制，潮汐区的腐蚀速度要高于全浸区； 对于长尺寸钢件，除微电池腐蚀外，还受到氧浓 差电池作用，潮汐区部分因供氧充分为阴极，受 到保护，而紧靠低潮线以下的全浸区部分，因供 氧相对不足成为阳极，腐蚀加速。 ? 潮汐区 海洋环境分类及腐蚀特点 – 平均低潮线以下直至海底的区域 – 碳钢腐蚀速度约为0.12mm／a ? 将深海分为三层 – 海面到同水温的表层（100－200m） – 表层下约1000m，盐分和氧浓度急剧下降 – 更深层，盐分、水温大体一定，溶氧上升 ? 全浸区 海水全浸区以下部分，主要由海底沉积物构成 与陆地土壤不同，海泥区含盐度高，电阻率 低，腐蚀性较强 与全浸区相比，海泥区的氧浓度低，腐蚀速度 通常低于全浸区 海洋环境分类及腐蚀特点 ? 海泥区 防止海水腐蚀的措施 ? 合理选用金属材料：避免电偶腐蚀 – 耐蚀性钛合金和镍铬钼合金 铜合金 不锈钢 铸铁和碳钢 ? 电化学保护 – 在全浸区才有效 – 外加电流阴极保护法便于调节，而牺牲阳极法 则简便易行。 – 海水中常用的牺牲阳极有锌合金、镁合金和铝 合金，铝合金牺牲阳极较为经济 防止海水腐蚀的措施 大型海洋工程结构的设计寿命达40－50年，多 采用低碳钢和低合金钢制造，主要防护方法是 金属和非金属涂镀。 热喷涂锌、铝阳极性镀层及Zn－Al合金镀层， 与涂料配套使用。 有机防蚀涂料中环氧漆、氯化橡胶漆和乙烯漆 的耐海水腐蚀性较好，无机硅酸盐富锌底漆适 于作为海洋钢结构的底漆。 ?涂镀层保护 防止海水腐蚀的措施 第六章 自然环境中的腐蚀 6.1 大气腐蚀 6.2 淡水和海水腐蚀 6.3 土壤腐蚀 6.4 微生物腐蚀 地下铺设的输油管、输水管和煤气管道， 　大量电缆、通讯设施和各种地下建筑物 ? 危害： 埋地管线维修费用增加，导致泄漏，引发火灾、爆炸 和环境污染 金属构件一般埋在地下1-2m处，不易发现，维修困难 土壤腐蚀影响因素复杂，工业污染及杂散电流参与， 有时难以采取有效的防护措施。 ? 土壤腐蚀（Soil Corrosion）： 埋在土壤中的金属及其构件的腐蚀 土壤腐蚀 土壤：一种特殊的电解质 （1）多相性 – 土壤由土粒、水、空气等固、液、气三相组成 – 土粒中包含着多种无机矿物质及有机物质 – 不同土壤其土粒大小不相同 ? 砂砾土的颗粒为0.07－2mm ? 粉砂土的颗粒为0.005－0.07mm ? 粘土的颗粒小于0.005mm ? 实际土壤是不同土粒按比例混合 土壤电解质的特性 – 土壤颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙 – 孔隙中充满了空气和水 土壤中的水分 土壤电解质的特性 （2）多孔性 直接渗入孔隙或在孔壁上形成水膜 形成水化物或者以胶体状态存在 水分　 土壤成为离子导体 腐蚀性电解质 土壤含水程度影响透气性和电导率 – 土粒、气孔、水分、结构紧密程度差异 – 不同性质的土壤交替更换 – 各种物理—化学性质，尤其是电化学性质　　 　明显变化 – 土壤的固体部分固定不动的 – 气相和液相有限的运动 ? 土壤孔穴中的对流和定向流动，以及地下水的移动 土壤电解质的特性 （3）不均匀性 （4）相对固定性 ? 阳极过程 潮湿土壤中： 与溶液中类似，阳极过程阻碍小 干燥且透气性良好的土壤中： 与大气腐蚀类似，阳极过程因钝化和离子水化困难而大大极化 潮湿、透气不良且含有氯离子的土壤中： Mg、Zn、Al、Mn、Sn：无阳极极化 Fe、碳钢、Cu、Pb：阳极极化率低 Cr、Zr、含铬或铬镍的不锈钢：钝化，但受Cl-破坏 Ti、Ta：完全钝化，稳定，无阳极溶解 土壤腐蚀的电极过程 – 氧的去极化 – 强酸性土壤中氢去极化可能参与 – 微生物可能参与 ? 土壤中氧的去极化过程 – 两个基本步骤： – 氧向阴极的传输－氧离子化的阴极反应 – 氧离子化反应与电解液中相同 – 氧的传输过程复杂 土壤腐蚀的电极过程 ? 阴极过程 氧的输送方式：气相和液相两条途径 土壤中气相或液相的定向流动 土壤中的空气和水分流动—输送氧 土壤表层温度周期波动、大气压力及土壤湿度的变化、 下雨、风吹及地下水位的涨落等因素的变化 疏松粗粒结构的土壤——传递氧速度很大 密实潮湿的土壤——传递氧效果很小 ——导致氧在不同土壤中输送速度的差异 土壤腐蚀的电极过程 氧的扩散是土壤中供氧的主要途径 扩散速度取决于土层的厚度、