第七章__工业腐蚀与预防措施.ppt

第一节 工业腐蚀及其危害 一、工业腐蚀概述 腐蚀是指材料在周围介质作用下产生的破坏。 腐蚀的原因:化学、物理、生物、机械等等。 腐蚀的形式是多种多样的: 按照腐蚀的环境或起因，有大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀、生物腐蚀、水腐蚀、非水溶液腐蚀等。 按照腐蚀的结果或表现形式，有点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、腐蚀疲劳、磨损腐蚀等等。 二、腐蚀机理 1 化学腐蚀 　　化学腐蚀是指周围介质对金属发生化学作用而造成的破坏。工业中常见的化学腐蚀有金属氧化、高温硫化、渗碳、脱碳、氢腐蚀等。 金属氧化: 2Me+O2=2MeO 式中 Me表示金属 化学腐蚀 2．电化学腐蚀 金属材料与电解质溶液接触时，由于不同组分或组成的金属材料之间形成原电池，其阴、阳两极之间发生的氧化还原反应使某一组分或组成的金属材料溶解，造成材料失效。这一过程称为电化学腐蚀。 三、腐蚀的危害与损失 腐蚀所造成的损失是巨大的。在设备损伤事故中，腐蚀所造成的经济损失占很大比例。 1964～1973年间， 日本金属工业公司处理设备损伤事故1009起，有985起与腐蚀有关，占97％。美、英、前苏联、前西德等国1969～1970年间的调查资料表明，由于腐蚀造成的直接损失，占国民经济总收入的2．0％～4．2％。美国每年汽车事故损失300亿美元，火灾损失110亿美元，洪水损失4．3亿美元，风灾损失17亿美元，地震损失4亿美元，而腐蚀造成的损失达700亿美元，远远超出上述其余各项的总和。 第二节 工业腐蚀的典型类型 一、全面腐蚀 　　 全面腐蚀是指金属结构的整个表面或大面积的程度相同的腐蚀，也称作均匀腐蚀。在全面腐蚀中，金属以一定的速度被腐蚀介质所溶解，金属结构逐渐变薄。而局部腐蚀是指金属结构特定区域或部位上的腐蚀。 二、缝隙腐蚀 缝隙腐蚀是在电解质溶液中，金属与金属、金属与非金属之间的狭缝内发生的腐蚀。 在管道连接处，衬板、垫片处，设备污泥沉积处，海生物附着处，以及设备外部尘埃、腐蚀产物附着处，金属涂层破损处，均易产生缝隙腐蚀。 1．腐蚀机理 　　 由于缝隙中积液流动不畅，逐渐使缝内外构成浓差电池，发生阳极溶解和阴极还原反应。阳极、阴极反应可分别表示为： Me→Me++e 及 O2+2H2O+4e→4OH— 上述反应使氧逐渐消耗，由于积液流动不畅，氧很难补充，且腐蚀产物对缝隙起了进一步阻塞作用，但缝内阳极溶解借助缝外阴极反应仍可进行。生成过多的Me+使缝内外电平衡破坏，促进溶液内氯离子等迁入缝内形成金属盐。盐水解生成游离酸加快了金属的溶解速度。Me+的增多，由于自催化作用使上述过程更加活跃，造成腐蚀更加严重。 2．影响因素 　　缝隙可以使溶液侵入，也可使其流动受阻。缝宽在0．10～0．12 mm间最易腐蚀，一般腐蚀的缝隙宽度约为0．025～3．125 mm。缝内外面积比越大，则提供阴极反应的场所越多，从而加速了缝内的阳极反应，使腐蚀加快。 溶液中溶氧量越大 ,使缝隙腐蚀加重。 腐蚀溶液的pH值如果处在能使缝外金属钝化的状态下，则pH值的降低会使缝内腐蚀加剧。 　三、孔腐蚀 孔腐蚀是金属表面个别小点上深度较大的腐蚀，简称孔蚀，也称作小点腐蚀。金属表面由于露头、错位、介质不均匀等缺陷，使其表面膜的完整性遭到破坏，成为点蚀源。点蚀源在某段时间内呈活性状态，电极电位较负，与表面其他部位构成局部腐蚀微电池。在大阴极、小阳极的条件下，点蚀源的金属迅速被溶解形成孔洞,以至于穿透，造成严重后果。 介质是影响孔蚀的重要因素之一。氯化物、溴化物、次氯酸盐等溶液，及含氯离子天然水的存在，最易产生孔蚀。氯化亚铜、氯化亚铁或卤素离子与氧化剂同时存在，则能加剧孔蚀。 增加溶液流速，能消除金属表面滞流状态，有降低孔蚀作用的倾向。 不锈钢的敏化处理、冷加工会加速孔腐蚀破坏。 　四、氢损伤 氢损伤包括氢腐蚀与氢脆，是由于氢的作用引起材料性能下降的一种现象。 　1．氢腐蚀 　　在高温高压下，氢引起钢组织结构变化，使其机械性能恶化，称为氢腐蚀。氢腐蚀是指氢分子在高温高压下在钢表面分解为氢原子。H经化学吸附透过金属表面固溶体，向钢内部扩散。H在夹杂物与金属交界处形成H2，或与碳化合生成甲烷。H2和CH4不能重溶或扩散，封闭聚集形成高压造成应力集中，引起微裂