金属腐蚀与防护金属腐蚀的基本原理要点讲解.ppt

目录 按腐蚀机理将金属腐蚀分为：化学腐蚀，电化学腐蚀 化学腐蚀原理及化学反应→研究腐蚀现象 金属在酸中的腐蚀 金属在中性和碱性溶液中 既不含氧也不含酸的溶液中 腐蚀产物：氢气和一种溶解盐 目录 针对某一位置，把单位正电荷从无穷远处移到该处所作的电功 例:锌铜原电池中，铜与锌分别插入硫酸铜与硫酸锌电解质溶液中，就构成了铜电极与锌电极。 目录 3.3.2.1 差异腐蚀电池形成 (1) 必须有一个阳极 (2) 必须有一个阴极 (3) 必须有一个连接阳极和阴极的导电通路。 （通常这可能是管道自身） (4) 阳极和阴极必须浸入导电的电解质中。 （通常是潮湿的土壤） 腐蚀电池形成过程 (1) 阳极过程：金属溶解，以离子形式转入溶液，并把当量电子留在金属上。——氧化反应 (2) 电子转移：在电路中电子由阳极流至阴极 (3) 阴极过程：由阳极流过来的电子被溶液中能吸收电子的氧化剂D所接受，其本身被还原。——还原反应 3.3.2.2 微电池 根据组成腐蚀原电池的电极大小，并考虑到促使形成腐蚀电池的主要影响因素及金属被破坏的表现形式，腐蚀原电池分为微电池和宏电池两种。 对于金属储罐和管道来说，其周围的湿润土壤和大气，都含有电解质溶液，易于形成腐蚀原电池。 3.3.2.2 微电池 微电池腐蚀 如果金属表面由于存在许多微小的阴极和阳极区域而形成腐蚀电池作用，导致金属腐蚀，称为微电池腐蚀。 腐蚀超微电池 如果腐蚀电池的阴极、阳极面积极小，并由金属表面是存在的超微观的(原子大小的)电化学不均匀引起，这样的阴极、阳极的有效作用区域很小，他们之间的欧姆电阻可忽略不计，因而阴极、阳极间的电位差很小，可以认为阴、阳极区的分布是不定的，随时间而急剧变化着的。这种微电池作用导致的是金属材料的全面均匀腐蚀。 微电池形成原因 (1)金属表面膜的不完整。 金属表面膜有孔隙，孔隙处的金属表面电位较低，成为阳极。 例如镀锌或无机富锌涂层的针孔中暴露的金属铁即为阳极区。 金属表面的钝化膜不连续，也会发生这类腐蚀。 原因：孔隙处金属表面电位较低（如金属表面的钝化膜不完整） 阳极： 孔隙处 阴极： 微电池形成原因 (2)金属组织结构的不均匀性。 原因：合金的晶粒式晶界电位不同（如工业铝 晶粒与晶界之间的电位差为0.091 V） 阳极：晶界 ； 阴极： 晶粒 微电池形成原因 (3) 金属物理状态不均匀 原因：金属各部分变形和内应力的部位与相邻部分之间形成电位差 阳极：变形和应力的部位 阴极：未（小）变形区 微电池形成原因 (4) 物理化学性质的不均匀 原因：一般杂质电位比本体金属高，因此形成了许多微小的阴极和阳极。(主要指工业纯的金属都含有杂质) 阳极：发生氧化和腐蚀的电极 ，本体金属。 阴极： 杂质。 (5) 土壤结构的不均匀 原因：同一种金属放在不同的电解质溶液中 3.3.2.3 宏电池 异金属接触电池 当两种具有不同电极电位的金属或合金相互接触，并处于电解质溶液之中时，便可看到电位较负的金属不断受腐蚀，而电位较正的金属却得到了保护。这种腐蚀电池称为腐蚀电偶 例如钢管的本体金属与焊接金属，两者电位差可达0.275V 通有冷却水的碳钢-黄铜冷凝器，化工设备中不同的金属组合件（如螺钉、螺帽、焊接材料等主体设备连接）等常出现这类接触腐蚀。 促使形成接触电池的最主要的因素是异金属。当这两种金属的电极电位相差越大，电偶腐蚀就越严重。电池中阴、阳极的面积比和电介质的导电率等因素也对腐蚀有一定的影响。 浓差宏电池 I 盐浓差电池 例如一长铜棒的一端与稀的硫酸铜溶液接触，另一端和浓的硫酸铜溶液接触。 与较稀溶液接触的一端因其电极电位较负，作为电池的阳极将受到腐蚀。 但在较浓溶液的另一端，由于其电极电位较正作为电池的阴极，故溶液中Cu2+将在这一端析出。 ? 氧浓差电池 它是由于金属与不同含氧量的溶液相接触而形成的，又称为充气不均匀电池。这种电池是造成金属局部腐蚀的重要因素之一。它是一种普遍存在的危害较大的一种腐蚀破坏形式。（管道） III 温差电池 是由于浸入电解质溶液的金属因处于不同温度的情况下形成的。 浓差宏电池 浓差宏电池 III 温差电池 是由于浸入电解质溶液的金属因处于不同温度的情况下形成的。 它常常发生在换热器、蒸煮器、浸式加热器及其他类似的设备中。 例如，在检修碳钢换热器时，可发现其高温端比低温端腐蚀严重，这是由于在介质中，高温部位的铁是腐蚀电池的阳极，低温部位则是电池的阴极。 因温差形成的腐蚀电池，两极的电极电位是非平衡电位 目录 目录 ？什么是还原剂？什么是氧化剂？ (2) 没有H+、OH-参与，而有电子参与的