材料的腐蚀防护 .pptx

材料腐蚀与防护;第6章全面腐蚀与局部腐蚀;全面腐蚀

均匀腐蚀

不均匀腐蚀

局部腐蚀

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

;全面腐蚀

?腐蚀分布于金属的整个表面，

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

?同时允许具有一定程度的不均匀性;?全面腐蚀发生的条件：

1、腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位，

2、金属的成分和组织比较均匀。

?全面腐蚀的电化学特点：

腐蚀原电池的阴、阳极面积非常小，

甚至用微观方法也无法辨认，

而且微阳极和微阴极的位置随机变化。

整个金属表面在溶液中处于活化状态，

只是各点随时间（或地点）有能量起伏，

能量高时（处）呈阳极，

能量低时（处）呈阴极，

从而使整个金属表面遭受腐蚀。

;?局部腐蚀的电化学特点：;局部腐蚀;;;;;;6.2电偶腐蚀;?电偶腐蚀的特点：

–在工程技术中，不同金属的组合是不可避免的，几乎所有的机器、设备和金属结构件都是由

不同的金属材料部件组合而成，

电偶腐蚀非常普遍。

–利用电偶腐蚀的原理

可以采用贱金属的牺牲对有用的部件

进行牺牲阳极阴极保护。

;?特殊情况下的电偶腐蚀

–两种不同金属没有直接接触

–循环冷却系统中的铜零件

–腐蚀下来的铜离子

通过扩散在碳钢设备表面沉积

–沉积的疏松铜粒子与碳钢之间

形成微电偶腐蚀电池，

引起碳钢设备严重的局部腐蚀

;电偶序;金属或合金在海水中的电偶序;?材料在电偶序中的位置，

只能反映其腐蚀倾向，不能表示其腐蚀速率。

?两金属开路电位相差很大，

偶接后阳极的腐蚀速度不一定大

?电位逆转：

–Al和Mg在中性NaCl溶液中接触

–开始时Al比Mg的电位正，Mg发生阳极溶解；

–随后Mg的溶解使介质变成碱性，电位出现逆转，Al变成了阳极。

;电偶电流与电偶腐蚀效应;A、B偶接后，产生电偶电流：

;电偶腐蚀效应;影响电偶腐蚀的因素;2.介质电导率

–溶液电阻：

?阳极金属腐蚀电流分布不均匀：距结合部越远，电流传导的电阻越大，腐蚀电流就越小，溶液电阻影响电偶腐蚀作用的“有效距离”越小。

–例如：

?在蒸馏水中，电流的有效距离只有几厘米，

使阳极在结合部位腐蚀形成深的沟槽；

?在海水中，电流有效距离可达几十厘米，阳极电流分布较宽，腐蚀比较均匀。

;–海水：

电导率高，溶液欧姆降可以忽略

电偶电流可以分散到较远的阳极表面

阳极腐蚀较“均匀”

–大气：

电导率低，欧姆降大

腐蚀集中在离接触点较近的阳极表面

相当于“缩小”阳极有效面积，加大局部腐蚀

;3．环境因素

–金属的稳定性因介质条件的不同而异，

因此当介质条件发生变化时，金属的电偶腐

蚀行为有时会因出现电位逆转而发生变化。

–介质组成：

对于水：锡对于铁是阴极

对于大多数有机酸：锡对于铁是阳极

→食品工业：铁罐头内壁镀锡

作为阳极性镀层防止有机酸腐蚀

;–温度：

?影响腐蚀电流

?改变金属表面膜或腐蚀产物结构

?Zn－Fe：冷水中，Zn是阳极；

热水中（80℃），Zn是阴极

钢铁镀锌后：热水洗温度70℃，防止Zn

镀层转为阴极性镀层

;–pH

Al－Mg：中性或弱酸性，Al是阴极

Mg阳极溶解－溶液变为碱性－Al变为阳极

–搅拌

改变供氧，改变金属表面状态

不锈钢－铜

静止海水：不锈钢为活化态，阳极

流动海水：不锈钢为钝化态，阴极

;4．面积效应:

?阳极面积减小，阴极面积增大，阳极金属腐蚀加剧

?原因：混合电位理论，阳极电流=阴极电流，阳极

面积越小，其电流密度越大，腐蚀速率也就越高。

?海水中：

钢铆钉固定铜板：小阳极-大阴极：

钢铆钉被强烈腐蚀；

铜铆钉连接钢板：大阳极-小阴极；

铜铆钉仍能固定钢板

;电偶腐蚀的面积效应;?又：Ig=IAc－IBc+IBa

ig=id(SA/SB)

?ig与金属A的面积成正比，

面积越大，集氧作用越大，

ig越大，电偶腐蚀越严重。

;防止电偶腐蚀的措施;2.涂层或镀层

–在金属上使用金属涂镀层和非金属涂层，

*不能仅把阳极性材料覆盖起来，

应同时将阴极性材料一起覆盖。

如果只涂覆于阳极上，

由于涂层多孔性或局部剥落，

则导致小阳极－大阴极组合

;3.阴极保护

可采用外加电源对整个设备施行阴极保护

可以安装一块电位比两种金属更负的第三

种金属