第9章 防腐工程.ppt

第9章 防腐工程 董美英 THE END 利用极化原理进行防腐的方法就是电化学保护的实质。 O I 图 9-2 腐蚀极化图 -E EA O EK O EA S E EK * 过程装备成套技术 9 防腐工程 9.1 概述 9.2 环境处理的方法 9.3 表面覆盖层防腐方法[3,5] 9.4 防腐蚀 衬里[3,4] 9.5 电化学保护技术[1,3] 9.6 防腐蚀施工与检验[5,6,7] 9.7 设备设计时防止腐蚀的方法简介 学 习 要 求 9.1.1 金属材料的腐蚀分类 9.1.2 非金属材料腐蚀的分类 9.1.3 影响金属腐蚀的因素 9.1 概 述 过程装备所处理的介质和所处的环境，一般都具有腐蚀性。目前工业用材料，几乎没有一种材料是绝对耐腐蚀的。经研究发现金属材料主要是由于周围介质的化学或电化学作用而引起腐蚀；而非金属材料的腐蚀一般是由于直接的化学作用或物理作用所引起。在材料腐蚀学科中腐蚀的定义为：“材料（包括金属与非金属）由于环境作用引起的破坏或变质”。 9.1 概述 9.1.1 金属材料的腐蚀分类 （1） 按腐蚀机理分类 （2） 按腐蚀破坏的形式分类 （3） 按腐蚀环境分类 化学腐蚀: 是指金属和纯的非电解质直接发生化学作用而引起的金属破坏和性能降低，在腐蚀过程中没有电流产生。实际上单纯的化学腐蚀是很少见的。 电化学腐蚀: 是指金属和电解质发生电化学作用而引起的金属材料的破坏。它的特点是：在腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程——阳极反应和阴极反应，并有电流产生。金属的电化学腐蚀是最普遍的一种腐蚀现象，由电化学腐蚀造成的破坏损失也是最严重的。 （1）按腐蚀机理分类 全面腐蚀: 又称均匀腐蚀。是指腐蚀作用以基本相同的速度在整个金属表面同时进行。危害性不大。 　 局部腐蚀: 这是指腐蚀作用仅发生在金属的某一局部区域，而其它部位基本没有发生腐蚀；或者是金属某一部位的腐蚀速度比其它部位的腐蚀速度快得多。由于局部腐蚀是在阳极（一般为金属溶解的电极）面积较小，阴极（在该电极上吸收电子，离子还原）面积较大的情况下进行，并且阴极电流和阳极电流保持相等，就造成阳极电流密度很大，溶解的金属离子也就很多，腐蚀速度也就特别快，甚至会在难以预料的情况下突然发生破坏。局部腐蚀的破坏形式种类很多，其中主要有以下七种: （2） 按腐蚀破坏的形式分类 应力腐蚀破裂： 在拉应力和腐蚀性介质联合作用下，以显著速率发生和扩展的一种开裂破坏。 腐蚀疲劳: 在腐蚀介质和交变应力或脉动应力联合作用下产生的腐蚀。 磨损腐蚀： 在高速流动的或含固体颗粒的腐蚀性介质中，以及摩擦副在腐蚀性介质中发生的腐蚀损坏。 小孔腐蚀： 腐蚀破坏主要集中在某些活性点上，蚀孔直径等于或小于孔的深度，严重时可导致设备穿孔。 七种局部腐蚀: 晶间腐蚀： 腐蚀沿晶间进行，使晶粒间失去结合力，金属机械强度急剧下降。破坏前金属外观无明显变化。 缝隙腐蚀： 发生在铆接、螺纹连接、焊接接头、密封垫片等缝隙处的腐蚀。 电偶腐蚀： 在电解质溶液中，异种金属接触时，电位较正的金属促使电位较负的金属加速腐蚀的类型。 （3）按腐蚀环境分类 按腐蚀环境分为大气、土壤、电解质溶液、熔融盐中的腐蚀以及高温气体腐蚀等。 9.1.3 影响金属腐蚀的因素 (1)影响金属腐蚀的内在因素 (2)影响金属腐蚀的外在因素 金属的性质: 化学稳定性。通常是标准电极电位越高，化学稳定性也越高，金属越不容易被腐蚀，反之容易被腐蚀。 金属的成分: 一般是杂质的存在会降低金属的耐蚀性，而加入某些合金元素，可以提高金属的耐腐蚀性能。 金属的组织结构: 在多数情况下，粗糙的金属表面比光滑表面更容易被腐蚀。 金属的受力情况: 拉应力的存在加特定的介质引起应力腐蚀破裂；交变载荷加腐蚀性介质发生腐蚀疲劳。 (1) 影响金属腐蚀的内在因素 (2) 影响金属腐蚀的外在因素 介质的pH值: 介质的pH值对不同金属有不同的影响。一般规律是酸性介质比碱性介质的腐蚀性强，pH值越小，腐蚀性越强。贵金属的化学稳定性高，任何酸度下都不腐蚀。两性金属，如锌、铝、铅等，在酸或碱性介质中都易受腐蚀，只有在中性介质中才具有稳定性。但铝在浓硝酸（pH=1）中，由于表面生成一层致密的氧化膜，耐蚀性很好。在稀硫酸中铅表面生成一层难溶的硫酸铅，使其具有耐蚀性。铁、镁、镍、镉等金属，由于它们表面上的保护膜一般只溶于酸而难溶于碱，在酸性介质中易被腐蚀，在碱性介质中较稳定。 介质的温度和