第四章 金属在各种环境下的腐蚀.ppt

自然环境中的腐蚀 ?? 大气腐蚀 ?? 土壤腐蚀 ?? 淡水和海水腐蚀 ?? 微生物腐蚀 大气中水蒸气在相对湿度低于100%发生凝结有三个原因: 1.由于金属表面沉积物或金属构件之间的狭缝等形成的毛细管产生毛细凝聚作用 2.由于在金属表面附着的盐类(如铵盐和氯化钠) 或生成的易溶腐蚀产物而产生的化学凝聚. 3.由于水分子与固体表面之间存在的范德华分子引力作用产生的物理吸附. 含氧量：海水中含氧量增加，金属腐蚀速度增加。 温度：提高温度通常能加速反应。 流速：流速也有正、反两方面的作用:钝化和机械破坏。 生物性因素：动物、植物及微生物，生物的附着与污损 工业环境中的腐蚀 金属在酸溶液中的腐蚀 分为氧化性酸和非氧化性酸， 非氧化性酸的特点：腐蚀的阴极过程基本是氢的去极化过程，增加溶液酸度相应地会增加阴极反应，使腐蚀速度增加。 氧化性酸的特点：阴极过程主要是氧化剂的还原过程引起金属腐蚀（如硝酸根还原成亚硝酸根），但当氧化性酸的浓度超过某一临界值时，促进钝化型金属进入钝化，而抑制腐蚀。 金属在无机酸溶液中的腐蚀 金属在硫酸中的腐蚀 高浓度的硫酸是一种强的氧化剂，它能使具有钝化能力的金属进入钝化 碱和盐溶液中的腐蚀 碱的腐蚀性比酸小 难溶氢氧化物或氧化物保护作用 比酸介质中电位负 碱脆 盐的腐蚀 使pH变化 具有氧化还原性 增大溶液导电性 络合能力 卤素离子 1、名词解释： 大气腐蚀 干的大气腐蚀 土壤腐蚀 海水腐蚀 微生物腐蚀 2、大气腐蚀的分类 3、大气中水蒸气在相对湿度低于100%也能发生凝结的原因是什么？ 4、土壤电解质的特性 5、同一个管线通过不同土壤，在砂土和粘土中那个部位的管线腐蚀严重，解释原因。 6、管线埋设深度不同，哪个部位的管线腐蚀严重？解释原因. 7、海水腐蚀的特点. 8、微生物腐蚀的特征. 9、氧化性酸和非氧化性酸腐蚀的特点. 淡水和海水腐蚀 淡水腐蚀 ?? 河水、湖水、地下水等含盐量少的天然水。 世界河水溶解物的平均值％ 淡水腐蚀机理 阳极反应：Fe → Fe 2 + + 2 e 阴极反应：O 2+ 2H 2O + 4e → 4OH ? 溶液中：Fe2+ + 2OH ? → Fe(OH) 2 进一步氧化：4Fe(OH) 2 + O2 + 2H 2O → 4Fe(OH)3 形成铁锈：2Fe (OH)3 ? H 2O → Fe 2O3 . H2 O Fe( OH)3 ? H2 O → FeOOH ?? 氧去极化的电化学腐蚀过程，通常受阴极过程控制 淡水腐蚀的影响因素 pH影响 溶氧的影响 水温的影响 温度增加，溶氧降低 温度增加，化学反应加快 流速的影响 氧增多 钝态 海水腐蚀 海水中主要盐类的含量 把海水看作是3.5％的NaCl溶液 海水的特性： 1、含盐量高， 2、海水有很高的电导率，远远超过河水和雨水 ??3、海水温度在0-35℃变化 ??4、海水中pH通常为8.1-8.3 ??5、海水表层氧的浓度（5-10）×10-6 海水腐蚀的特点 1、大多数金属（如铁、钢、锌、铜等）海水腐蚀的阳极极化阻滞很小（Cl-） 。用提高阳极阻滞的方法来防止铁基合金的腐蚀是很困难的。 2、海水腐蚀的阴极过程主要是氧的去极化，是腐蚀的控制性环节。 ?? 在含有大量H2S的缺氧海水中，也可能发生H2S的阴极去极化作用。 3、电阻性阻滞作用小，电偶腐蚀明显。 4、钝化膜的局部破坏，发生点蚀和缝隙腐蚀。 海水腐蚀的影响因素 ?? 盐度：氯化钠浓度刚好接近于钢铁材料腐蚀速度最大的浓度范围，溶盐超过一定值后，由于氧的溶解度降低，金属腐蚀速度下降。 ?? pH：海水的pH一般处于中性，对腐蚀影响不大。 ?? 碳酸盐饱和度：在海水的pH条件下，碳酸盐一般达到饱和，易于沉积在金属表面形成保护层，当施加阴极保护时更易使碳酸盐沉积析出。?? 防止海水腐蚀的措施 ?? 合理选用金属材料：耐蚀性最好的是钛合金和镍铬钼合金，其次是铜合金。避免电偶腐蚀 ?? 涂镀层保护：有机涂层和无机涂层 ?? 电化学保护：阴极保护－外加电流阴极保护法和牺牲阳极法。 微生物腐蚀 ?? 定义：在微生物生命活动参与下所发生的腐蚀过程。 ?? 普遍性：凡是同水、土壤或湿润空气相接触的金属设施，都可能遭到微生物腐蚀。 据报导约有50％-80％的地下管线腐蚀属于微生物引起或参与的腐蚀。 ?? 微生物腐蚀及其控制－腐蚀学科中的重要分支。 微生物腐蚀的特征 ?? 微生物的生长繁殖需具有适宜的环境条件 ?? 微生物生命活动直接或间接参与了腐蚀过程，而并非是微生物直接食取金属。 ?? 微生物腐蚀往往是多种微生物共生、交互作用的结果。 微生物参与腐蚀过程的方式 ?? 新陈代谢产物增加环境的腐蚀性： 无机酸、有机酸、硫化物、氨等 ?? 促进了腐蚀的电