金属管道的腐蚀与防护讲解.ppt

* * 什么是腐蚀？ 为什么会发生腐蚀？ 腐蚀的发生过程？ 如何探测腐蚀？ 如何减缓腐蚀？ 腐蚀的类型？ 金属的腐蚀与防护 金属腐蚀的分类方法 按腐蚀所在环境分类 按腐蚀形态分类 按腐蚀反应机理分类 …… 工业环境中的腐蚀 自然环境中的腐蚀 生物环境中的腐蚀 大气腐蚀 土壤腐蚀 淡水和海水腐蚀 微生物腐蚀 酸、碱、盐溶液中的腐蚀 工业水中的腐蚀 熔盐中的腐蚀 石油天然气的腐蚀 液态金属的腐蚀 宇航环境 核工业环境 按材料所在环境 金属腐蚀的分类方法 大气腐蚀所造成的金属损失，约占金属总腐蚀量的50％以上 大气腐蚀是金属表面处于薄层电解液下的腐蚀，腐蚀过程服从电化学腐蚀的一般规律 大气腐蚀 土壤腐蚀 土壤是由土粒、水、空气、有机物等气、液、固多种组分构成的复杂的多相体系 大多数金属在土壤中的腐蚀为氧的去极化腐蚀 海水中含有大量氯离子，它能破坏钝化膜，不锈钢在海水中也要遭到严重的局部腐蚀 海水的导电性好，腐蚀过程的电阻滞小，电偶腐蚀的影响范围大 如不加防护措施的话，海水中的青铜螺旋桨可引起远达数十米处钢质船壳的腐蚀 海水腐蚀 微生物腐蚀 微生物的新陈代谢会产生酸、硫化物、氢等，能增加环境的腐蚀性 可促进腐蚀的电极反应动力学过程 改变金属周围氧的浓度，形成了氧浓差等局部腐蚀电池 破坏保护性覆盖层或缓蚀剂的稳定性 局部腐蚀 全面腐蚀 均匀腐蚀 不均匀腐蚀 按材料腐蚀形态 点蚀（孔蚀） 缝隙腐蚀及丝状腐蚀 电偶腐蚀（接触腐蚀） 晶间腐蚀 选择性腐蚀 金属腐蚀分类 局部腐蚀(点蚀) 全面腐蚀与局部腐蚀 均匀腐蚀 各部位腐蚀速率接近； 金属的表面比较均匀地减薄，无明显的腐蚀形态差别； 腐蚀的发生在金属的某一特定部位； 阳极区和阴极区可以截然分开，其位置可以用肉眼或微观观察加以区分； 全面腐蚀危害： 造成金属的大量损失，可以检测和预测腐蚀速率，一般不会造成突然事故。 根据测定和预测的腐蚀速率，在工程设计时可预先考虑应有的腐蚀裕量。 局部腐蚀的危害： 导致的金属的损失量小，很难检测其腐蚀速率，往往导致突然的腐蚀事故。 腐蚀事故中80％以上是由局部腐蚀造成的，难以预测腐蚀速率并预防。 全面腐蚀与局部腐蚀的比较 主要集中在某些活性点上，不断向金属内部深处发展 通常其腐蚀深度大于孔径，严重时可使管道或设备穿孔 表面上可观察到许多斑点 点蚀还可诱发成其它形式的腐蚀，如应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳等 局部腐蚀－点蚀 腐蚀首先在晶粒边界发生，并沿着晶界向纵深发展 由于合金元素在晶粒边界的富集或贫化，或者由于晶粒边界存在杂质所引起 有拉应力的情况下，这种腐蚀更加危险 高强度合金及不锈钢就容易产生晶界腐蚀 局部腐蚀－晶间腐蚀 合金中的某一组分由于腐蚀，优先地溶解到电解质溶液中去，从而造成另一组元素富集在金属表面上 例如，铸铁在介质中，铁素体被溶解，碳化物和石墨在表面积累 灰口铸铁在土壤、矿石、盐水等环境中使用时常发生选择性腐蚀 局部腐蚀－选择性腐蚀 应力腐蚀开裂 腐蚀疲劳 磨损腐蚀（冲击、振动） 氢致腐蚀 空泡腐蚀 电化学腐蚀 化学腐蚀 ：高温氧化 按腐蚀反应机理 电化学作用 电化学+机械作用 电化学+生物作用 物理溶解腐蚀 ：Fe在液体钠中的腐蚀 金属腐蚀分类 电化学＋力学作用 应力腐蚀开裂 在机械应力与腐蚀介质共同作用下，在远低于屈服强度的条件下，发生突然的、没有形变预兆的腐蚀破坏 腐蚀疲劳 当交变应力与腐蚀介质共同作用下，产生的脆性断裂作用 金属的疲劳极限大大降低，因而会过早地破裂 磨损腐蚀（或腐蚀磨损） 电化学腐蚀和机械磨损同时存在，两者互相加速 造成的破坏比单纯腐蚀或单纯磨损要大得多 氢诱发的腐蚀（或氢脆、氢致开裂） 金属由于不恰当的酸洗、电镀、阴极保护，使表面有氢产生 降低了金属原子之间的结合强度，使材料变脆 电化学＋力学作用 耐蚀性分类 耐蚀性等级 腐蚀速度（mm/a） Ⅰ 完全耐蚀 1 0.001 Ⅱ 很耐蚀 2 0.001~0.005 3 0.005~0.01 Ⅲ 耐蚀 4 0.01~0.05 5 0.05~0.1 Ⅳ 尚耐蚀 6 0.1~0.5 7 0.5~1.0 Ⅴ 欠耐蚀 8 1.0~5.0 9 5.0~10.0 Ⅵ 不耐蚀 10 10.0 表2 金属腐蚀性十级标准 金属耐蚀性等级 表1 金属耐蚀性三级标准 金属耐蚀性等级 耐蚀性分类 耐蚀性等级 腐蚀速度（mm/a） 耐蚀 1 0.1 可用 2 0.1~1.0 不可用 3 1.0 如何探测腐蚀 试样失重法 漏磁检测技术 超声波检测技术 射线检测技术 涡流检测技术 基于光学原理的无损检测技术 …… 多频管中电流衰减测试法( PCM) 密间隔电位测