(优选)腐蚀与防护第一章概论

国外主要专业杂志
◆ Corrosion ◆ Material Performance
National Association of Corrosion Engineers NACE（美国腐蚀工程师协会） ◆ Corrosion Science ◆ British Corrosion Journal
严重性：
愚 智 ✓ 1967年12月，美国俄亥俄大桥由于应力腐蚀和腐蚀疲劳
突然掉入河中，致使46人丧生。
者 者 ✓ 1982年9月一架日航DC-8喷气客机在我国上海降落时， 用 用 由于飞机刹车系统的高压气瓶发生应力腐蚀爆炸，致使刹 事 经 车失灵，飞机冲出跑道，致使数十人受伤。 验 故 故 验 1980年3月北海油田的亚历山大·基兰德号采油平台发生腐
失；产品污染，质量下降，设备效 率降低，能耗增加；钢材浪费等。
背景
• 据统计，全世界现存的钢铁及金属设备大 约每年腐蚀率为10%，全世界每年因腐蚀 损失约高于7000亿美元。世界各发达国家 每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其 国民生产总值3.5％～4.0％，超过每年各项 大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和 。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损 耗的金属约为1亿吨！所以研究金属腐蚀和 防护具有重要意义.
二、腐蚀
2.1 定义：金属材料和周围环境发生化学或电化学作 用而破坏。
出于物理原因造成的破坏不称为腐蚀，而称为磨损或磨 耗等等。但实际情况下腐蚀和物理损伤是伴随发生的，物 理损伤更是加速了腐蚀的进度。
三 个 基 本
腐蚀的对象 腐蚀的后果
要 素
腐蚀的性质
◆耐蚀性 指材料抵抗环境介质腐蚀的能力
◆腐蚀性 指环境介质腐蚀材料的强弱程度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
腐蚀程度和速度与腐蚀环境、作用时间、材质、结构、化学组成、 形状、表面状况、受力情况等密切相关。
2.3 腐蚀科学
腐蚀现象非常普遍，但却非常复杂。 由此而诞生的腐蚀科学是一门高度交叉性的综合学科，涉及 化学、电化学、物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶金 学、生物学等多个学科，它也将随着这些学科的发展而不断发 展前进。近年来，腐蚀科学的基础理论研究和应用研究都取得 了长足的发展，创造出了巨大的经济效益和社会效益。
在外形、色泽以及机械性能等方 面都发生一定的变化
一、 腐蚀的危害
1. 造成巨大的经济损失 2. 造成金属资源和能源的浪费 3. 造成设备的破坏事故 4. 阻碍新技术的发展
经济损失包括直接损失和间接损失
◆ 直接损失：防护技术费用、腐蚀破坏后的
维修、更换费用、劳务费用。
◆ 间接损失：腐蚀破坏造成停工、停产；物料流
而不可等闲视之。腐蚀造成的直接损失，如人员的伤亡、设备的破坏、装置的损毁 等造成直接的经济损失，大家是有目共睹的。但更为重要的是，腐蚀所造成的相关 间接损失也非常惊人。如一个电厂由于腐蚀而导致突然停电，将导致大批的工厂的 巨大损失。桥梁、压力容器、锅炉、贮有剧毒、放射性物质的金属容器、贮存核废 料的金属容器等。腐蚀→停车停产→该厂经济损失→连锁反应→其他相关厂经济损 失→国内的经济损失→国际的经济损失→总的经济损失。
③非线性：腐蚀的速度并非总是线性过程，会随外界 条件的变化而变化。
④自发性：腐蚀的发生完全是一个自发过程，就像水 向低处流一样。我们控制腐蚀就像要阻止水向低处流。从化学的角度
来说就是从不稳定态向稳定态转化的过程。金属的腐蚀是金属提纯的逆向过程。
⑤危害性和严重性：很大。
危害性：腐蚀会影响设备的使用寿命，严重的会危及设备安全及人身安全，因
金属腐蚀试验与监测，张远声编著，四川理工学院 腐蚀电化学原理第二版. 曹楚南. 北京：化学工业出版
社, 2004.4 腐蚀破坏事故100例. 张远声. 北京：化学工业出版社
, 2000.1
国内主要专业杂志
中国腐蚀与防护学报 腐蚀与防护 腐蚀科学与防护技术 材料保护 表面技术 全面腐蚀控制 四川化工与腐蚀控制
蚀疲劳破坏，致使 123人丧生。
2.4 腐蚀的特性
①普遍性和广泛性：腐蚀无处不在。天上地下、陆上水下；金
属、非金属。航天器的生物腐蚀、大气腐蚀；轮船、航空母舰的海水腐蚀。
②持续性：腐蚀无时不在。腐蚀的发生是一个持续、累积过程。有
可能在无任何征兆条件下突然发生破坏。不是不爆，时候未到！腐蚀在我们身 边每时每刻悄悄地发生着，它吞噬着人们的劳动成果，改变了历史的原貌。 《悄悄进行的破坏——金属腐蚀》曹楚南院士的科普著作。
◆腐蚀过程的本质
腐蚀
金属
金属化合物
冶炼
△G﹤0 自发过程
不可逆过程
2.2腐蚀环境
严格讲，所有环境都有一定的腐蚀性，所以周围介质 就称之为腐蚀环境。腐蚀环境对于腐蚀影响很大，如在 无氧的盐酸中，铁会发生腐蚀而铜不发生腐蚀；在含氧 的盐酸中，铁和铜都会发生腐蚀，但是铁的腐蚀速度大 于铜的腐蚀速度。
苛刻的腐蚀环境：高温、高压、交流电场、低温、粉 尘、酸、碱、盐等。
儿歌: 锈了一枚铁钉，坏了一只蹄铁；坏了一只蹄铁，折了一 匹战马；折了一匹战马，损了一员大将；损了一员大将， 输了一场战役；输了一场战役，亡了一个帝国。
铁钉→帝国 From bad to worse！
据统计，全世界每年因腐蚀而报废的钢材约占钢材年产量的1/4，每年腐蚀的 金属超过1亿吨。在这类损失中，约有15％只需应用目前已有的防腐蚀技术 就可以避免。
（优选）腐蚀与防护第一章概论
教学方法
从源头上避免腐蚀
典型的腐蚀现象
采取措施减缓腐蚀 分析腐蚀问题
教学中各环节互相渗透、互相促进
参考书目
金属腐蚀理论及腐蚀控制. 龚敏，余祖孝，陈琳. 北京 ：化学工业出版社, 2009.1
材料腐蚀与防护概论. 何业东, 齐慧滨. 北京：机械工 业出版社, 2005.2
第一章 绪论
腐蚀事例（感性认识）
老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的生 锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管道 流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广场 上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首饰 的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的发 黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙齿 的坏烂、石头的风化等等。