第8章 金属的腐蚀与防护.ppt

第8章 金属的腐蚀与防护 腐蚀的防护设计 进行防腐设计时，在技术规范和生产工艺上，应把反应温度低、压力小、生产腐蚀性副产物少、防腐蚀要求不苛刻和设备维修容易等条件作为首先。其次还要考虑其它的防腐设计如下。 合理选材 正确的结构设计 构件形状尽量简单、 合理 避免残留液和沉积物 造成腐蚀 防止电偶腐蚀 应尽量选用在电偶序中相近的材料。 不同金属连接时，应尽量采用大阳极，小阴极的结合，避免大阴极，小阳极危险连接。 或者在两不同金属间隔入绝缘物。 防止缝隙腐蚀 尽可能以焊接代替铆接。应采用双面焊、连续焊，避免搭接焊或点焊。 必须铆接时，可在铆缝中填入一层不吸潮的垫片。 容器底部不宜直接与多孔基础接触，要用支座等与之隔开。 法兰连接处垫片不宜过长，尽量采用不吸湿的材料。 避免加料时液体飞溅到器壁，引起沉积物下的缝隙腐蚀。 避免过度的湍流、涡流以及温度差、氧浓度差及盐离子浓度差等。 设计外形和形状的突变会引起超流速与湍流的发生，设计中应尽量避免。 管线的弯曲半径应尽可能大，尽量避免直角弯曲。 在高流速接头部位，不要采用T形分叉结构，应采用曲线逐渐过渡结构。 避免应力过分集中 除控制工作应力，消除残余应力以及控制介质条件外，在构件设计时应尽量降低外应力、热应力、应力集中等。 设备和构筑物的位置要合理 防腐蚀强度设计 主要有以下三个方面的因素予以考虑。 腐蚀裕量的选择 局部腐蚀的强度设计 材料耐蚀强度特性的变化 其它防蚀设计 在选材时，除考虑材料的防腐性能外，还要从经济角度考虑。通常采用廉价的防蚀保护措施，如使用防蚀涂料、电化学保护、缓蚀剂或电镀、化学镀、化学转化膜等。 The End （1）牺牲阳极保护法 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。 原理 ： [牺牲阳极保护法] 此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化学腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等，例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。 （2）外加电流法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。 化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。 化学转化膜又称金属转化膜。它是金属（包括镀层金属）表层原子与介质中的阴离子相互反应，在金属表面生成附着力良好的隔离层，这层化合物隔离层称为化学转化膜。转化膜的形成既可以是金属——介质之间的纯化学反应，也可以是电化学反应。 * * 金属腐蚀的现象 锈蚀的大桥 锈蚀的闸门 锈蚀的轮船 锈蚀的楼梯 金属的腐蚀现象非常普遍： 1、钢铁生锈： 铁锈的主要成分： Fe2O3·XH2O Cu2(OH)2CO3 2、铜器表面生成铜绿： 铜绿的主要成分： 一、金属腐蚀 金属或合金与周围接触到的气体或液体 进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 （3）金属腐蚀类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 一、金属的腐蚀 （1）定义： （2）本质： 金属失去电子被氧化。 接触的介质不同，发生 腐蚀的化学原理不同 电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等） 直接发生化学反应而引起的腐蚀。 1、化学腐蚀 一、金属的腐蚀 （2）原理： （1）定义： （3）影响因素： 金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。 金属越活泼，越易被腐蚀； 金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快； 氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。 家用燃气灶 放在南极已差不多 90年食品罐头 一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。 2、电化学腐蚀 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 一、原电池： 把化学能转化为电能的装置 二、原电池原理 原电池 负极（较活泼金属） 正极（较不活泼金属或非金属导体） 三、判断原电池正、负极的方法 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极） 1、由组成原电池的两极材料判断； 2、根据电流方向或电子流动方向判断； 3、根据原电池两极发生的变化来判断； 4、电极反应现象． 复习回忆 四、构成原电池的条件: 1、自发进行的氧化还原反应 2、有两种活泼性不同的金属