腐蚀 第6章 自然环境中金属的腐蚀2.ppt

常用金属的临界相对湿度：Fe 65%、Zn 70%、Al 76%、Ni 70%。该湿度与金属表面状态有关，表面越粗糙、裂缝与小孔越多时，其临界湿度越低。在含有大量工业气体、易吸湿的盐类、灰尘、能使临界湿度降低很多。 大多数金属和合金存在着两个临界相对湿度。第一临界湿度的出现，主要是因为金属表面上出现了腐蚀产物，而这一湿度值取决于大气中水分含量和SO2的比例；第二临界湿度则取决于腐蚀产物吸收和保持水分的性能。 2、温度和温度差的影响： 温差影响比温度影响大，温差影响着水汽的凝聚，和水膜中气体和盐类溶解度。在“干燥空气封存法”中昼夜温差不大于7℃。 3、大气污染物质： 含硫化合物SO2、SO3、H2S、含氮化合物、氯、含碳化合物、灰尘、ZnO粉、NaCl、CaCO3、氮化物粉、煤粉。 气体中以SO2影响最为严重，主要由石油、煤燃烧生成，铁与锌在SO2气氛中的腐蚀速度和SO2含量呈直线关系。如下页图所示。 SO2加速腐蚀的可能原因： 1）SO2参与阴极去极化作用，溶解度是氧的1300倍。 2）SO2被吸附在金属表面生成FeSO4、进一步氧化并水解生成硫酸、硫酸又和铁作用起到自催化作用。 HCl、H2S、NH3对腐蚀起加速作用。 H2S气体易在干燥大气中引起钢、黄铜、银的变色，而在潮湿大气中会加速钢、镍、黄铜，特别是铁和镁的腐蚀。H2S溶于水中能使水膜酸化，并增加水膜的导电性，使腐蚀加速。 NH3极易溶入水膜，增加水膜的pH值，这对钢铁有缓蚀作用，可是对有色金属不利，尤其对铜影响很大。对锌、镉也有强烈的腐蚀作用。 HCl是一种腐蚀性很强的气体，溶于水膜中生成盐酸，对金属的腐蚀破坏甚大。 离海岸距离与大气中海盐 含量及钢腐蚀量的关系 大气中的SO2含量对碳钢 腐蚀的影响 1、大气暴露试验 2、人造大气试验：盐雾箱试验、起加速腐蚀作用。 3、电化学法：简便快捷。 ? 大气腐蚀防护措施： 1、材料的选用 2、采用涂覆保护层：金属涂层、防锈油、脂、可剥性塑料。 3、控制环境：充氮封存、采用吸氧剂、干燥空气封存。 4、缓蚀剂的选用：气相缓蚀剂和水溶性缓蚀剂。 5、电化学保护法。 研究大气腐蚀方法 6.4 微生物腐蚀 含盐量↑ 电导率↑ → 腐蚀速度↑ 氧浓度↓ → 腐蚀速度↓ { 1、含盐量 盐度 含氧量↑ 去极化增大 → 腐蚀速度↑ 致钝电流↓ →腐蚀速度↓ { 2、溶解氧量的影响 温度↑ 去极化增大 → 腐蚀速度↑ 氧溶解量↓ → 腐蚀速度↓（开放系统） { 3、温度的影响 流速↑ →氧量↑ 碳钢腐蚀速度↑ 不锈钢腐蚀速度↓ { 4、流速的影响 缝隙的产生→缝隙腐蚀↑ 海洋生物附着 硫酸盐还原菌作用氧量↑ → 碳钢腐蚀速度↑ 微生物生理作用→氨、CO2、H2S ↑ →腐蚀速度↑ { 5、海洋生物的影响 海水腐蚀的防护措施 1、合理选用金属材料，研制新材料 2、涂层保护 3、电化学保护 土壤的性质 土壤的酸碱性：大多数土壤是中性的，砂质粘土和盐碱土是碱性的，pH在7.5~9.5；在腐植土和沼泽土中为酸性pH在3~6。 土壤的组成：土壤是由各种颗粒状的矿物质、有机物质及水分、空气和微生物等组成的多相的并且具有生物学活性和离子导电性的多孔的毛细管胶体体系。在这个体系中有许多弯弯曲曲的微孔，水分和空气可以通过这些微孔到达土壤深处。 土壤中的水分：土壤中的水分有些与土壤的组分结合在一起，有些紧紧粘附在固体颗粒的周围，有些可以在微孔中流动。盐类溶解在这些水中，土壤就成了电解质。土壤的电阻率与土壤腐蚀性的关系如表所示。 6.2 土壤腐蚀 土壤中的氧：土壤中的氧气，部分存在于土壤的孔隙与毛细管中，部分溶解在水里。土壤中的含氧量与土壤的湿度和结构有密切关系。在干燥的砂土中含氧量较高°潮湿的砂土中，含氧量较少。 土壤中的微生物：对金属的土壤腐蚀孔有很大的影响，其中最重要的是厌氧的硫酸盐还原菌、硫植菌和好氧的铁杆菌。 1、多相性：各种物质同时存在 2、多孔性：充满空气和水的毛细微孔和孔隙 3、不均匀性：土壤物理化学性质变化较大 4、固定性：固体物与金属固定不动 土壤的特点 土壤含有一定量水分，所以是一种电化学腐蚀，大多数腐蚀为氧去极化腐蚀。 1、阳极过程：金属进行溶解并放出电子的过程 在土壤中各种金属的阳极行为： 1）Fe、碳钢、铜：极化率较低，在土壤中其腐蚀接 近于在大气腐蚀的阳极行为 2）Mg、Zn：无显著阳极极化 3）不锈钢：钝化 4）不腐蚀：T