第3章金属在某些环境中的腐蚀.ppt

露点腐蚀的防护措施 使用低硫重油，含量0.5%可以防止烟气露点腐蚀 使用哈氏合金或陶瓷、聚四氟乙烯等涂料 向重油中加入能同SO3化合成无腐蚀性物质的添加 剂，如加入0.06%的Mg(OH)2浆，可大幅度降低 SO3浓度 从设计与工艺上考虑，使烟气温度不低于露点 00Ni70Mo28 烯烃脱氢反应器内，气体温度为440~560℃，处于干燥状态，对不锈钢容器腐蚀很小。容器的测压管向上倾斜，外面未保温。工作仅两天，测压管与容器壁焊接处被腐蚀穿孔泄漏。 腐 蚀 事 例 混合气进口 烃、HCl、H2O、O2 脱氢反应器 大气腐蚀是指金属在大气自然环境下发生的腐蚀。工程上很多设备、机器及管道暴露在大气中，因此这种腐蚀相当普遍。 一、大气腐蚀分类 1. 干的大气腐蚀 这种情况下，大气中基本没有水汽。若大气清洁，金属表面都可生成不可见的氧化膜。 2. 潮的大气腐蚀 有水汽存在，金属表面常有看不出来的很薄的一层水膜存在。 第二节 金属在大气中的腐蚀 3. 湿的大气腐蚀 水分在金属表面上已成液滴凝聚，存在肉眼可见的水膜。 二、大气的成分 决定大气腐蚀的两个主要因素是：大气的成分和湿度。 常用相对湿度来表示空气中的水蒸汽的含量。 相对湿度：空气中的水蒸汽的含量与相同温度下空气中饱和水蒸汽量的比值的百分数。 空气中的杂质数量很多，如二氧化硫、氮化物和盐等。 腐蚀最厉害的是潮湿的、污染严重的工业大气环境。 三、大气中腐蚀的特点 四、防腐措施 1.钢中加入Cu，P，Cr等合金元素，促使阳极钝化或 提高其热力学稳定性。 2.涂层防腐 埋设在地下的油、气、水管线及电缆在土壤作用下常发生腐蚀，导致管线穿孔而泄露。研究土壤腐蚀的规律以寻找有效的防腐途径具有重要意义。 一、土壤的性质 1.土壤的组成 砂子、灰、泥渣和腐殖土。土壤中的水分和空气可通过这些微孔到达土壤的深处。 2.土壤中的水分 水在土壤中的分布不均衡。有些地方可以在微孔中流动，当盐类溶解在这些水中，土壤就成了电解质，土壤的导电性与土壤中干湿程度有关，与含盐量有关。 第三节 金属在土壤中的腐蚀 3.土壤中的氧 土壤中的氧有些溶解在水中，有些在土壤的毛细管和缝隙内，两者对金属在土壤中的腐蚀都有影响。 氧在不同土壤中通过难易程度不同： 干燥沙土→易；潮湿沙土→较难；潮湿粘土→更难 湿度不同和结构不同的土壤中，氧含量相差几万倍，造成浓差腐蚀。 4.土壤的酸碱度 多数土壤是中性的；碱性沙质粘土和盐碱地为碱性；腐殖土和沼泽地为酸性。 5.土壤中的微生物 二、土壤腐蚀的过程 金属在土壤中的腐蚀与在电解液中的腐蚀本质是一样的。大多数金属在土壤中的腐蚀属于氧去极化腐蚀，只有在强酸性土壤中才发生氢去极化腐蚀。 1.阳极过程 金属溶解并放出电子。如铁 在酸性土壤中，铁离子以水化离子的状态溶解在土壤水分中。 在中性或碱性土壤中，铁离子与氢氧根离子进一步生成氢氧化亚铁，乃至氢氧化铁 氢氧化铁、氢氧化亚铁和土粒粘结在一起，形成紧密层。阻碍阳极过程，减小腐蚀速度。 在较干燥的土壤中，铁易钝化。若土壤极干燥，则阳极过程几乎不进行。 * 第三章 金属在某些环境下的腐蚀 主要内容 掌握高温氧化的机理、动力学规律及防护 熟悉氢腐蚀、热腐蚀、烟气露点腐蚀 熟悉金属在大气、土壤及海水中的腐蚀 了解金属在酸碱盐中的腐蚀 石油化工发展的趋势是高温高压。如：裂解炉、废热锅炉。所谓高温是：金属表面不致凝结出液膜，又不超过金属表面氧化物的熔点。金属在高温气体中的氧化是一种普遍而主要的腐蚀形式。 一、金属的高温氧化与氧化膜 1.高温氧化过程 金属的氧化是指金属与介质作用失去电子的过程。氧化剂可以是氧、硫及卤素等，产物可以是氧化物、硫化物及卤化物。 第一节 在高温气体中的腐蚀 从热力学角度看高温氧化，应是一个自由能降低的过程。 对一个金属的氧化反应： M+?O2?MO 若pO2pMO，则金属氧化物反应能自发进行. 若pO2pMO，则金属氧化物反应不能自发进行. 金属发生高温氧化的过程分两个步骤： 1）吸附、化合成膜 2）膜成长 金属氧化膜形成后，金属与氧气被膜分开，不再相互作用。此时，膜的成长过程则是一个电化学过程。 在M/MO界面，发生金属离子化反应：M→M2++2e 在MO/O2界面，氧原子离子化：?O2+2e→O2- 此时，