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2011.12.18 腐蚀与防腐培训班-深圳 承压设备的腐蚀与防腐 华东理工大学 王志文 2011.12.24 深圳 第一部分 承压容器腐蚀类型和 腐蚀机理概述 1.腐蚀原理  腐蚀不单会造成材料的大量损失，还会酿成安全事故，流程工业设备和各种机械设备都存在腐蚀失效 腐蚀机理分两大类： 化学腐蚀—没有带电物质参与的腐蚀过程，例 如高温下钢材被氧化、高温高压临氢环境下钢材的 氢腐蚀 4Fe+3O2=2Fe2O3 C+2H2=CH4 电化学腐蚀—有带电物质参与的腐蚀过程，即金属材料在电解质溶液环境中的腐蚀。 Fe+2 +2(OH)－=Fe(OH)2 1.1电化学腐蚀理论简介 常见的金属腐蚀绝大部分是电化学腐蚀 电化学腐蚀过程伴有电荷的转移—电子与离子的迁移 金属原子失去电子变为带正电的金属离子—称为氧化 电解质得到电子成为负离子—称为还原 以Zn在水中被氧化腐蚀为例： Zn+ 1/2O2+H2O= Zn(O H)2 Zn——Zn2++2e 1/2O2+H2O+ 2e——2(OH)－ Zn2++ 2(OH)－——Zn(O H)2 电化学腐蚀过程示意图 金属的阳极反应：M—Mn++ne 氧化、失去电子、成为阳极 溶液的阴极反应：D+ne—D－ne 还原、得到电子、称为阴极 1.1.1电动序表 金属材料发生电化学腐蚀的性能首先取决于金属本身的电化学特性，即电极电位 金属在标准状态时的平衡电极电位称为标准电极电位，按该电位高低排成电动序表 1.1.2腐蚀电池 宏观腐蚀的电池模型 局部微电池腐蚀模型 电极电位愈负的金属愈易被腐蚀，是腐蚀电池的阳极失去电子，属氧化反应。 电极电位愈正的金属愈易获得电子，它不被腐蚀，成为腐蚀电池的阴极，属还原反应。   通常将氢的标准电极电位设为0 。标准电极电位比氢低的为负电位，电动序表中电位越负的金属，越容易发生电化学腐蚀。 Fe= Fe2++2e 的标准电极电位是－0.44V Fe= Fe3++3e 的标准电极电位是－0.36V 标准电极电位为正的金属耐腐蚀性能较好，正电位越高，耐腐蚀性能越好。 电极电位比铁低的金属，如铝、钛、锌、铬等常用来保护铁，使其免遭腐蚀。主要是利用这些覆盖在铁上的“活泼”金属，在空气中迅速氧化形成致密的氧化层，而起到保护作用。 1.1.3极化现象 铜和铁浸入电解质溶液构成宏观腐蚀电池 极化现象观测图   在开路时：阳极（Fe）的电位EA0  阴极（Cu）的电位EK0 系统电阻R 在接通时：I 0=(EC0-EA0)/R  实验测得电流变化曲线如下图所示： 极化引起的电流变化