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金属腐蚀与防护 金属腐蚀与保护 腐蚀原理与保护方法 大气腐蚀及保护 土壤腐蚀及保护 海水腐蚀及保护 高温气体腐蚀及防护 阴极保护的原理 ： 由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原反应所需，从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。当金属氧化反应速度降低到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。 阴极保护的效果用保护度η表示 阳极保护 原理 对具有活态—钝态转变而不能自钝化的腐蚀体系，通过阳极极化电流，使金属的电位正移到稳定钝化区内，金属的腐蚀速度就会大大降低，这种防护方法称为阳极保护。 阳极保护的实现必须具备两个条件： 腐蚀体系的阳极极化曲线上存在钝化区，即在阳极极化时金属能够钝化。 阳极极化时金属的电位要正移到钝化区内，否则金属的腐蚀速度不仅不会减小反而会增大(称为电解腐蚀)。 电化学保护中的辅助电极系统 辅助电极材料 外加电流阴极保护和阳极保护需要有辅助电极构成电流回路。辅助电极的作用是通电，故辅助电极材料必须导电良好，能通过较大的极化电流密度,有足够的耐蚀性 、机械性能、加工性能和经济性能。 ? 电流分散能力 电流分散能力 极化电流均匀地分散到被保护设备表面上的能力叫电流分散能力。分散能力越好，被保护设备表面上的极化电位越均匀，保护效果越好。 实际生产设备结构复杂，各部件之间还存在着对极化电流的屏蔽作用。 改善极化电流分布的均匀性。 大气腐蚀 金属表面上的水膜对大气腐蚀起着关键作用。 当空气湿度达到100%，形成肉眼可见的水膜； 当空气的相对湿度低于100%，金属表面也可能形成水膜，其原因有三：毛细凝聚、 化学凝聚、吸附凝聚； 金属表面上形成的水膜并不是纯净的水； 因此，大气腐蚀属于电化学腐蚀范畴。 大气腐蚀速度与金属表面水膜厚度的关系 大气腐蚀的三种类型 干的大气腐蚀 当空气十分干燥，金属表面上不存在水膜 金属的腐蚀属于常温氧化。 潮的大气腐蚀 当Rh100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜，随水膜厚度增加，V-迅速增大。 湿的大气腐蚀 当Rh≈100%，金属表面上形成肉眼可见的 水膜，随水膜厚度增加， V-逐渐减小。 大气腐蚀的影响因素 气候条件：湿度 ；降水量 ；温度 ； 日照量 大气污染物质 SO2 ：能强烈促进钢铁的大气腐蚀 盐粒 ：溶解于金属表面水膜，增加吸湿性 和导电性，氯离子还具有强腐蚀性。 烟尘 ：烟尘落在金属表面，能吸附腐蚀性 物质(如炭粒)，或者在金属表面上形成缝隙，增加水汽凝聚(如硅质颗粒)。 涂料和金属镀层 对于机器设备和管道的外表面，构件和建筑物，最常用的防锈方法是油漆涂料覆盖层。化工大气防腐蚀涂料包括各色环氧树脂漆，各种过氯乙烯漆，各色乙烯漆，有机硅耐热漆，铝粉漆，各色聚氨酯漆等。 金属镀层用得较多的是钢管和部件镀锌、镀镉和镀铬。 金属制品在加工，贮存和运输中的防锈 降低空气湿度 暂时性防锈层 “暂时”并不是指时间短，而是指金属制品 在连续加工或使用时可以顺利地将防锈材 料除去。 防锈水、防锈切削液、防锈油和防锈脂 防锈塑料、气相缓蚀剂(简记为VPI或VCI) 土壤腐蚀 土壤是土粒、水和空气的混合物。由于水中溶有各种盐类，故土壤是一种腐蚀性电解质，金属在土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀。 土壤中含有多种无机物质和有机物质，这些物质的种类和含量既影响土壤的酸碱性，又影响土壤的导电性。土壤是不均匀的，因此长距离的地下管道和大尺寸的地下设施，其各个部位接触的土壤的结构和性质可能有较大的变化。土壤中还有大量微生物，对金属腐蚀能起加速作用。 影响土壤腐蚀性的因素 主要因素有：含水量、含盐量、pH值、电阻率。 土壤含水量既影响土壤导电性又影响含氧量。 氧的含量对金属的土壤腐蚀有很大影响。 土壤愈干燥，含盐量愈少，土壤电阻率愈大；土壤愈潮湿，含盐量愈多，土壤电阻率就愈小，随电阻率减小，土壤腐蚀性增强。 pH值愈低，土壤腐蚀性愈强。 土壤腐蚀的特点 阴极过程 主要是氧分子还原反应。土壤的结构和湿 度(透气性)决定了氧的输送速度，从而决定 了阴极反应速度。 阳极过程 在中性和碱性土壤中，腐蚀产物与土壤粘 结在一起，形成一种紧密层，使阳极过程 受到阻碍，对金属起到保护作用。 控制特征 对微电池腐蚀，在干燥疏松土壤中，氧容易透过，阴极反应容易进行；而铁可以转变为钝态，阳极反应阻力大，故腐蚀属于阳极极化控制。 在大多数土壤中，氧的输送都比较困难，阴极反应阻力大，腐蚀属阴极极化控制 。 大电池腐蚀情况，如果阴极区与阳极区距