化工设备的腐蚀与防护精品PPT课件
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第七章化工设备的腐蚀及防腐措施
解决办法：
1）钢中加入Ti和Nb元素，固定碳； 2）减少不锈钢中的碳含量。
2）应力腐蚀
亦称腐蚀开裂——金属在腐蚀性介质和拉应力共同作用下产生的 破坏形式。
腐蚀断裂过程分三个阶段：
1）孕育阶段——机械裂纹。 2）裂纹扩展——裂纹尖端为高度应力
集中区，出现微电池。 3）破坏阶段。
7.3 金属腐蚀破坏的形式
第七章化工设备的腐蚀及防 腐措施
第七章 化工设备的腐蚀及防腐措施
1
金属的腐蚀
2
晶间腐蚀和应力腐蚀
3
金属腐蚀破坏的形式
4
金属设备的防腐措施
在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化
•腐蚀的危害 1.巨大的经济损失
直接经济损失：更换设备及构件； 间接经济损失：设备停产、腐蚀泄露；
2.资源和能源的严重浪费
解决方法：冶炼时加入铬，硅或铝 ——不起皮钢
•温度＞700℃时——脱碳作用。
脱碳反应：
Fe3C+O2=3Fe+CO2 Fe3C+CO2=3Fe+CO Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2
力学性能下降，降低了表面硬度
与抗疲劳强度
（2）氢腐蚀
铁碳合金发生氢腐蚀的开始温度和压力： 压力/MPa 温度/℃ 压力/MPa 温度/℃
金属腐蚀的定义: 金属材料与环境相互作用,在界面发生的化学,
电化学和（或）生化反应而被破坏的现象
环境：大气，土壤，水体，化学介质
7.1 金属的腐蚀
金属腐蚀的评定方法： 1）质量变化评定法
——试验测定，单位表面、单位时间腐蚀引起 的质量变化量。
2）腐蚀深度评定法 ——用每年金属厚度的减少量表示腐蚀速度。
《腐蚀防护培训》课件
腐蚀防护的方法和原则
1 方法
常用的腐蚀防护方法包括物理防护、化学防 护和涂层防护等。选取适合的方法取决于腐 蚀环境和材料特性。
2 原则
腐蚀防护应遵循可行性、经济性和可持续性 的原则，同时要兼顾安全性和环境保护。
常见的腐蚀防护材料和技术
涂层材料
腐蚀防护涂层如聚合物涂层、金 属涂层和陶瓷涂层等可以提供持 久的保护。
3
案例三
一家石化公司使用涂层防护技术，在容器内壁形成了可靠的防腐层，提高了设备 的防腐蚀性能。
总结和提出建议
腐蚀防护是保障设备安全和延长使用寿命的关键措施。通过合理选择腐蚀防 护方法和材料，以及定期检查和维护，我们可以最大程度地减少腐蚀带来的 损失。
合金材料
抗腐蚀合金材料具有优异的腐蚀 抵抗能力，如不锈钢、镍基合金 和钛合金等。
阴极保护
阴极保护技术通过施加电流或使 用阳极保护来减缓金属腐蚀。
腐蚀防护案例分享
1
案例一
某化工企业通过改善操作流程和使用耐腐蚀材料，成功降低了设备腐蚀率。
2
案例二
一座海上风力发电场采用防海水腐蚀技术，有效延长了设备的使用寿命。
腐蚀是金属材料与环境中的某些物质相互作用导致材料的逐渐破坏过程。腐蚀的成因主要包括化学腐蚀、电化 学腐蚀和应力腐蚀等。
腐蚀的分类和特点
分类
腐蚀可以分为常温腐蚀、高温腐蚀、干腐蚀和湿腐蚀等不同类型。
特点
腐蚀具有延续性、隐蔽性和破坏性的特点，容易导致设备故障、生产中断以及安全事故。
影响因素
腐蚀的严重程度受到多种因素影响，包括温度、湿度、PH值、气候条件和化学物质的浓度 等。
《腐蚀防护培训》PPT课 件
在这份《腐蚀防护培训》PPT课件中，我们将分享腐蚀防护的重要性，以及如 何应对各种腐蚀挑战。让我们一起来探索吧！
过程装备腐蚀与防护一PPT课件
电极电势(electrode potential)，其数值通常取决于电极本身、电解液浓度、 温度等因素。包括平衡电极电位和非平衡电极电位。由于其绝对值很难测量， 常见电极电位是半电池反应“O+R=R”相对于标准氢电极而言，是“氧化态和 还原态(O/R)”电位，有正负之分。
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1.1 金属电化学腐蚀原理
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腐蚀的定义与分类
(1)按腐蚀的反应历程，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀： ➢ 化学腐蚀-金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。该过程是一种纯
氧化和还原的化学过程，反应过程中无电流形成。例如铅在四氯化碳，镁或 钛在甲醇中的腐蚀； ➢ 电化学腐蚀-金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏，电化学反应过 程中有电流产生，服从电化学动力学规律。例如金属在大气、海水、工业用 水、各种酸碱盐溶液中的腐蚀等。
v1O ne v2R
(1-3)
EO/R
EO O/R
0.059 n
第23页/共90页
lg
O R
1.1 金属电化学腐蚀原理
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1.1 金属电化学腐蚀原理
例子：计算Zn2+离子浓度为0.001mol·L-1时锌电极的电极电位(298K)。 解：根据金属电动序表可知
当[Zn2+]=0.001mol·L-1时，从(1-3)式可计算锌电极的电极电位为
化合而形成腐蚀产物，即氧化还原在反应粒子相碰撞的瞬间直接于碰撞的反应 点上完成。例如高温气体中活泼金属的初期氧气过程。
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Zn
1 2
O2
ZnO
1.1 金属电化学腐蚀原理
电 化 学 腐 蚀 (Electrochemical corrosion),其特点是金属的腐蚀存在 两个同时进行却相互独立的氧化还原 过程，即阳极反应(anode reaction) 和阴极反应(cathode reaction)。例 如锌在含氧Zn中性12 O水2 溶 H液2O中的Zn腐(O蚀H)：2
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1.1 金属电化学腐蚀原理
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腐蚀的定义与分类
(1)按腐蚀的反应历程，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀： ➢ 化学腐蚀-金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。该过程是一种纯
氧化和还原的化学过程，反应过程中无电流形成。例如铅在四氯化碳，镁或 钛在甲醇中的腐蚀； ➢ 电化学腐蚀-金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏，电化学反应过 程中有电流产生，服从电化学动力学规律。例如金属在大气、海水、工业用 水、各种酸碱盐溶液中的腐蚀等。
v1O ne v2R
(1-3)
EO/R
EO O/R
0.059 n
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lg
O R
1.1 金属电化学腐蚀原理
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1.1 金属电化学腐蚀原理
例子：计算Zn2+离子浓度为0.001mol·L-1时锌电极的电极电位(298K)。 解：根据金属电动序表可知
当[Zn2+]=0.001mol·L-1时，从(1-3)式可计算锌电极的电极电位为
化合而形成腐蚀产物，即氧化还原在反应粒子相碰撞的瞬间直接于碰撞的反应 点上完成。例如高温气体中活泼金属的初期氧气过程。
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Zn
1 2
O2
ZnO
1.1 金属电化学腐蚀原理
电 化 学 腐 蚀 (Electrochemical corrosion),其特点是金属的腐蚀存在 两个同时进行却相互独立的氧化还原 过程，即阳极反应(anode reaction) 和阴极反应(cathode reaction)。例 如锌在含氧Zn中性12 O水2 溶 H液2O中的Zn腐(O蚀H)：2
化工设备腐蚀与防护ppt课件
管道和铬钼钢管道取该值 d. 加强级〔大于3.2mm〕腐蚀余量，对于有固
体颗粒冲刷等特殊情况下的管道，根据实践情 况确定该值
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(1)应力腐蚀：独一与应力有关并会构成裂纹的腐蚀。金属 处在熔碱、硫化氢或海水中，奥氏体不锈钢(18—8型) 在热氯化物水溶液中(NaCl、MgCl2等溶液)会发生此种 破坏。
1-2 腐蚀的定义和类型
常顶回流分布管腐蚀穿孔
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(3)晶间腐蚀：腐蚀发生在晶界上，沿晶界向纵深处开展。
常见的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀主要发生在焊接区， 特别是母材的焊接热影响区。由于母材部分在轧制成板材或 管材出厂之前，已进展过固溶化处置，而焊接时热影响区重 新被加热，便破坏了固溶化形状，从而出现了敏化效应。
人类的文明与提高都是与运用和开展、与日 新月异的资料分不开的。历史学家甚至用资 料和称号标志不同的时代，如石器时代、青 铜器时代、铁器时代等。
当今世界，哪一项技术开展不是以资料开展 作为前提和保证呢？
但资料有一大公敌——腐蚀！ 腐蚀在我们身边每时每刻悄然地发生着，它
吞噬着人们的劳动成果，改动了历史的原貌。
<化工设备腐蚀与防护>这门课程，可以弥补 学生对石油化工行业腐蚀技术管理的认知和 企业的腐蚀管理要求。课程从腐蚀景象的产 生、缘由分析、腐蚀机理的学习、防腐蚀战 略的制定作详细引见，拓展学习RBI新技术， 从而加强学生到企业后的顺应才干。
二、课程的特点
〔一〕综合性与实际性强
石油化工行业典型的腐蚀机理和相关案 例分析，知识面广，是对今后作为基层技术 人员任务和管理的根本训练。
2mm，管线内大面积坑蚀
1-2 腐蚀的定义和类型
体颗粒冲刷等特殊情况下的管道，根据实践情 况确定该值
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(1)应力腐蚀：独一与应力有关并会构成裂纹的腐蚀。金属 处在熔碱、硫化氢或海水中，奥氏体不锈钢(18—8型) 在热氯化物水溶液中(NaCl、MgCl2等溶液)会发生此种 破坏。
1-2 腐蚀的定义和类型
常顶回流分布管腐蚀穿孔
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(3)晶间腐蚀：腐蚀发生在晶界上，沿晶界向纵深处开展。
常见的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀主要发生在焊接区， 特别是母材的焊接热影响区。由于母材部分在轧制成板材或 管材出厂之前，已进展过固溶化处置，而焊接时热影响区重 新被加热，便破坏了固溶化形状，从而出现了敏化效应。
人类的文明与提高都是与运用和开展、与日 新月异的资料分不开的。历史学家甚至用资 料和称号标志不同的时代，如石器时代、青 铜器时代、铁器时代等。
当今世界，哪一项技术开展不是以资料开展 作为前提和保证呢？
但资料有一大公敌——腐蚀！ 腐蚀在我们身边每时每刻悄然地发生着，它
吞噬着人们的劳动成果，改动了历史的原貌。
<化工设备腐蚀与防护>这门课程，可以弥补 学生对石油化工行业腐蚀技术管理的认知和 企业的腐蚀管理要求。课程从腐蚀景象的产 生、缘由分析、腐蚀机理的学习、防腐蚀战 略的制定作详细引见，拓展学习RBI新技术， 从而加强学生到企业后的顺应才干。
二、课程的特点
〔一〕综合性与实际性强
石油化工行业典型的腐蚀机理和相关案 例分析，知识面广，是对今后作为基层技术 人员任务和管理的根本训练。
2mm，管线内大面积坑蚀
1-2 腐蚀的定义和类型
化工设备腐蚀与防护
涂层作用：隔绝腐蚀介 质，保护设备表面
01
涂层类型：有机涂层、 无机涂层、复合涂层等
电化学防护
A
阴极保护：通过外加电流，使 金属表面形成阴极，防止腐蚀
B
阳极保护：通过外加电流，使 金属表面形成阳极，防止腐蚀
牺牲阳极保护：通过使用更活
C
泼的金属，使腐蚀发生在更活
泼的金属上，保护被保护金属
涂层保护：通过在金属表面涂
微生物腐蚀：微 生物在金属表面 生长繁殖，导致
金属表面损坏
腐蚀分类
1
2
3
4
化学腐蚀：金属与周 围环境发生化学反应，
导致金属表面损坏
电化学腐蚀：金属 表面形成原电池， 导致金属表面损坏
微生物腐蚀：微生物 在金属表面生长繁殖，
导致金属表面损坏
物理腐蚀：金属表 面受到机械作用， 导致金属表面损坏
腐蚀影响
D
覆一层涂层，防止腐蚀介质与
金属接触，达到保护目的
腐蚀监测技术
电化学方法：如电位法、电流法等， 通过测量腐蚀过程中的电化学反应来 监测腐蚀程度
物理方法：如超声波法、射线法等， 通过测量腐蚀过程中的物理现象来监 测腐蚀程度
化学方法：如化学分析法、光谱法等， 通过测量腐蚀过程中的化学变化来监 测腐蚀程度
C
降低了设备维护成本 和人力投入
D
提高了生产效率和企 业经济效益
谢谢
02
涂层防护： 在设备表面 涂覆耐腐蚀 涂层，如油 漆、搪瓷等
03
04
电化学防护： 利用电化学 原理，如阴 极保护、阳
极保护等
合金化：将两 种或两种以上 金属元素结合， 形成具有良好 耐腐蚀性能的
合金材料
涂层防护
炼油化工设备的腐蚀与防护PPT文档共81页
炼油化工设备的腐蚀与防护
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
《腐蚀防护培训》课件
记录与报告
对监测数据进行记录和整理，生成腐蚀监测 报告，为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题，导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理，腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀，通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式，通 常在金属表面形成小孔或坑洞
。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方，通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施，该船舶的结构强度得 到了保持，航行安全风险得到了降低，同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展，新型防腐材料将不断 涌现，为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术，减少对 环境的影响，实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题，导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题，该船舶采取了多种防护 措施，包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。
对监测数据进行记录和整理，生成腐蚀监测 报告，为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题，导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理，腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀，通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式，通 常在金属表面形成小孔或坑洞
。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方，通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施，该船舶的结构强度得 到了保持，航行安全风险得到了降低，同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展，新型防腐材料将不断 涌现，为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术，减少对 环境的影响，实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题，导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题，该船舶采取了多种防护 措施，包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。
绪论化工腐蚀与防护ppt课件
晶间腐蚀
部分腐蚀的一种。沿着金属晶粒间
的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于 晶粒外表和内部间化学成分的差别以及 晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破 坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械 强度。而且腐蚀发生后金属和合金的外 表仍坚持一定的金属光泽，看不出被破 坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱， 力学性能恶化, 不能经受敲击，所以是 一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、 硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。 不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一 个艰苦问题。
▪ 长期、反复、细微的直接或间接外力集中作用在骨骼 的某一点上，遭到反复力的刺激可出现应力性骨折 〔stress fracture〕，又称疲劳骨折。应力性骨折经 常是在长间隔行军或长跑运动后发生，部位多是在接 受身体分量和一些经常受肌肉力量反复作用于其上的 骨骼，例如：第2跖骨及腓骨下1／3处，另外，腰椎、 肋骨。
应力腐蚀
▪ 资料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力〔包 括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接 等所引起的剩余应力，以及裂痕锈蚀产物的楔 入应力等〕下，所出现的低于强度极限的脆性 开裂景象，称为应力腐蚀开裂。
▪ 应力腐蚀开裂是先在金属的腐蚀敏感部位构成 微小凹坑，产生细长的裂痕，且裂痕扩展很快， 能在短时间内发生严重的破坏。应力腐蚀开裂 在石油、化工腐蚀失效类型中所占比例最高， 可达50%。
▪ 应力腐蚀过程普通可分为三个阶段。第一阶段为 孕育期，在这一阶段内，因腐蚀过程部分化和拉 应力作用的结果，使裂纹生核；第二阶段为腐蚀 裂纹开展时期，当裂纹生核后，在腐蚀介质和金 属中拉应力的共同作用下，裂纹扩展；第三阶段 中，由于拉应力的部分集中，裂纹急剧生长导致 零件的破坏。
▪ 在发生应力腐蚀破裂时，并不发生明显的均匀腐 蚀，甚至腐蚀产物极少，有时肉眼也难以发现， 因此，应力腐蚀是一种非常危险的破坏。
化工腐蚀与防护
去除腐蚀介质
通过去除环境中引起腐蚀的有害物质，可以显著降低金属的腐蚀速率，例如使用过滤器去 除水中的氯离子等有害物质。
03
化工设备腐蚀的预防措 施
选择耐腐蚀材料
耐腐蚀材料
在制造化工设备时，应优先选择耐腐蚀性能良好的材料，如不锈钢、钛合金、工程塑料等，以延长设 备使用寿命。
防腐涂层
在设备表面涂覆防腐涂层，如防锈漆、防腐涂料等，能够隔离腐蚀介质与设备表面，有效防止腐蚀。
06
案例分析
某化工厂的腐蚀案例分析
设备类型
腐蚀原因
腐蚀程度
解决方案
某化工厂的主要设备为反应釜 、管道和储罐等。
该化工厂的设备主要受到化学 腐蚀和电化学腐蚀的影响，原 因是设备材料与腐蚀介质发生 化学反应或电化学反应。
该化工厂的设备腐蚀程度较严 重，部分设备出现穿孔、破裂 等现象，影响了正常生产。
影响因素
金属材料的种类、环境因素（如温度、湿度、压力、介质成分和浓度）、设备 结构与制造工艺等。
02
化工腐蚀的防护方法
表面涂层防护
1 2 3
涂层保护
通过在金属表面涂覆防腐蚀涂层，将金属与腐蚀 介质隔离，以减缓腐蚀速率。常用的涂层材料包 括油漆、塑料、搪瓷等。
喷涂技术
采用喷涂技术将涂层材料均匀地喷涂在金属表面， 形成一层致密的保护膜，常用的喷涂技术包括电 弧喷涂、火焰喷涂等。
电化学再活化处理
对于长期闲置的金属设备，可以通过电化学再活化处理恢复其防腐蚀 性能。
改变环境条件
控制环境湿度
降低环境湿度可以有效减少金属的腐蚀速率，可以通过加湿器、去湿机等设备控制环境湿 度。
控制环境pH值
对于特定金属和腐蚀介质，可以通过调节环境pH值来控制腐蚀速率，例如在强酸或强碱 环境中使用中和剂调节pH值。
通过去除环境中引起腐蚀的有害物质，可以显著降低金属的腐蚀速率，例如使用过滤器去 除水中的氯离子等有害物质。
03
化工设备腐蚀的预防措 施
选择耐腐蚀材料
耐腐蚀材料
在制造化工设备时，应优先选择耐腐蚀性能良好的材料，如不锈钢、钛合金、工程塑料等，以延长设 备使用寿命。
防腐涂层
在设备表面涂覆防腐涂层，如防锈漆、防腐涂料等，能够隔离腐蚀介质与设备表面，有效防止腐蚀。
06
案例分析
某化工厂的腐蚀案例分析
设备类型
腐蚀原因
腐蚀程度
解决方案
某化工厂的主要设备为反应釜 、管道和储罐等。
该化工厂的设备主要受到化学 腐蚀和电化学腐蚀的影响，原 因是设备材料与腐蚀介质发生 化学反应或电化学反应。
该化工厂的设备腐蚀程度较严 重，部分设备出现穿孔、破裂 等现象，影响了正常生产。
影响因素
金属材料的种类、环境因素（如温度、湿度、压力、介质成分和浓度）、设备 结构与制造工艺等。
02
化工腐蚀的防护方法
表面涂层防护
1 2 3
涂层保护
通过在金属表面涂覆防腐蚀涂层，将金属与腐蚀 介质隔离，以减缓腐蚀速率。常用的涂层材料包 括油漆、塑料、搪瓷等。
喷涂技术
采用喷涂技术将涂层材料均匀地喷涂在金属表面， 形成一层致密的保护膜，常用的喷涂技术包括电 弧喷涂、火焰喷涂等。
电化学再活化处理
对于长期闲置的金属设备，可以通过电化学再活化处理恢复其防腐蚀 性能。
改变环境条件
控制环境湿度
降低环境湿度可以有效减少金属的腐蚀速率，可以通过加湿器、去湿机等设备控制环境湿 度。
控制环境pH值
对于特定金属和腐蚀介质，可以通过调节环境pH值来控制腐蚀速率，例如在强酸或强碱 环境中使用中和剂调节pH值。
(中职)《化工机械基础》第四章 化工腐蚀与防护电子课件
第四章 化工腐蚀与防护
第三节 常用防腐涂料 一 概述
（一）涂料及其防腐特点 （二）涂料的防腐作用
1
隔离作用
2
缓蚀作用
3
电化学保护作用
第四章 化工腐蚀与防护
第三节 常用防腐涂料 一 概述
(三)涂层破坏形式及原因
1
涂层的软化或液化
2
涂层变色
3
涂层开裂和脱落
4
涂层表面粉化
5
涂层起泡
6
外力作用下的破坏
7 施工质量不好引起涂层的破坏
(一)阴极保护 1.外加电流的阴极保护法
第四章 化工腐蚀与防护
第二节 常用的化工防腐方法 五 电化学保护
(一)阴极保护 2.牺牲阳极的阴极保护法
第四章 化工腐蚀与防护
第二节 常用的化工防腐方法 五 电化学保护
(二)阳极保护
第四章 化工腐蚀与防护
第二节 常用的化工防腐方法 五 电化学保护
(二)阳极保护
1
腐蚀与污染
2
腐蚀造成金属材料的损失
3
腐蚀造成巨大的经济损失
4
蚀损害社会效益
(二)防腐工作的重要性
第四章 化工腐蚀与防护
第二节 常用的化工防腐方法 一 表面清理
(一)金属表面除油
1
用有机溶剂清洗
2
碱性化学除油
3
电化学除油
4
乳化除油
第四章 化工腐蚀与防护
第二节 常用的化工防腐方法 一 表面清理
(二)金属表面除锈
1
化学腐蚀
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电化学腐蚀
第四章 化工腐蚀与防护
第一节 腐蚀与防护的基础知识 一 腐蚀的定义和分类
最常见且危险性较大的局部腐蚀破坏形式有以下几种
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溶液中的 氧化性酸或负离子还原 NO3 + 2H- + e-
RH2 + H2O RH2
NO2 + H2O
5
5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型
1.点蚀
点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻 微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径
等于或小于孔深 。
２）可应用声学方法和超声波衰减方法；金相法。
３）脱合金后硬度降低，脆性增加，强度下降。
硅-黄铜合金脱锌后 留下多孔红色铜
16
5.应力腐蚀破裂
材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称 SCC(Strain Corrosion crack)
三个必要条件——应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、
敏感的材料
4
典型的阴极反应
在酸性水溶液中 2H+ + 2e-
H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e-
1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e-
2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e-
Cu
有机化合物的还原 RO + 4e- + 4H+ R + 2e- + 2H+
8
3.电偶腐蚀
机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位低的成为阳极，腐蚀加剧。电位高的为阴极， 腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合 2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率 3、用涂料、垫片等使金属间绝缘 4、采用阴极保护
9
4.晶间腐蚀
奥氏体和铁素体不锈钢特有的一种腐蚀形式 在晶界及附近区域发生选择性腐蚀
点蚀机理：
Cl、Br、I使钝化膜破损、电位差、闭塞电池、PH值下降、Cl 离子进入、HCl形成等
防止点蚀的措施：
1、含Mo不锈钢 2、酸洗钝化 3、避免死角、保证介质流动顺畅
6
铝的点蚀现象
碳钢的点蚀现象
7
2.缝隙腐蚀
现象：一种特殊的点蚀现象,常和孔穴、垫片底面、搭
接缝、表面沉积物、螺栓帽和铆钉下的缝隙中积存的 少量静止溶液有关。 不锈钢对缝隙腐蚀特别敏感
受影响部位
１）埋地铸铁管道。 ２）换热管(黄铜、铝黄铜)对半咸水或海水脱合金腐蚀敏感。 ３）锅炉系统设备，包括青铜泵、蒙乃尔粗滤器和黄铜压力
计管配件等，可能遭遇脱合金腐蚀。
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成份选择性腐蚀
合金和遭遇脱合金的环境的组合
合金
环境
黄铜(>15%Zn)* 多种水，尤其是停滞状态的水
灰铸铁
土壤、多种水
铝青铜(主要含>8% Al) 氢氟酸，含氯离子的酸、海水
硅青铜
高温蒸汽和酸性种类
锡青铜
热盐水或蒸汽
铜镍合金(70-30)
高的热通量和低的水流速度
蒙乃尔
氢氟酸和其它酸
脱除的元素 锌(脱锌)
铁(石墨腐蚀) 铝(脱铝) 硅(脱硅) 锡(脱锡) 镍(脱镍) 镍(脱镍)
热氢氟酸中氧污染引起的蒙乃尔合 金阀塞(阀口处)上的脱镍区域
15
防护/缓解
成份选择性腐蚀
１）添加某些合金元素有时可提高抗脱合金腐蚀能力 ，如铜合金添 加锡、耐酸黄铜添加磷、锑或砷 、热处理产生α和β微观组织可 防止铝铜合金的脱铝。
２）通过改变暴露条件或用耐腐蚀材料替换它加以防止。
３）阴极保护或阻挡封闭层可能是有效。
检查与检验
１）观察颜色变化，黄铜的脱合金后腐蚀呈现为粉红色、古铜色， 石墨腐蚀使铸铁变为炭灰色，并且材料可用刀切割或钻凿。
高温腐蚀、湿腐蚀、土壤腐蚀、沉淀腐蚀、碱 腐蚀、酸腐蚀、钒腐蚀、氧腐蚀、盐腐蚀、环烷 酸腐蚀、氢腐蚀、硫化氢腐蚀、连多硫酸腐蚀、 海水腐蚀、硫化氢-氯化氢-水型腐蚀、硫化氢-氢 型腐蚀、硫化氢-氧化物-水型腐蚀等
2
3
5.1.2金属电化学腐蚀原理与阴阳极反应
放入水或其他电解质中 有电极电位差存在
主要危害——使金属破碎、强度丧失1Cr18Ni9晶间腐蚀源自Inconel800晶间腐蚀
10
导致晶间腐蚀的常见介质： 容易使Cr-Ni奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的常见介质种类 很多，下面仅列出其中的一部分供参考。
硝酸+盐酸、硝酸、硝酸+氢氟酸、硝酸+醋酸 硝酸+氯化物、 氟化物、硝酸+硝酸盐、磷酸 磷酸+硝酸 、乳酸、磷酸+硫酸、甲酸， 尿素甲铵液硫酸+硝酸、硫酸、硫酸+甲醇、硫酸铜 硫酸+硫酸亚铁、硫酸+硫酸铵、氢氟酸、硫酸+硫酸铜 人体液、硫酸铁+氢氟酸、氯化铁
机理：
Evans理论——内外金属离子浓度差形成浓差电池 Fontane-Greene——氧浓差理论，缝隙内外氧的浓
度差形成浓差电池作用。缝隙内局部优先溶解，发生 阴极和阳极反应。氧消耗使缝隙内阴极反应受抑制， 生成的OH-减少，Cl-补充进入缝隙——生成金属盐— —水解生成盐酸——pH值降低——腐蚀加剧 避免缝隙腐蚀的措施 与点蚀相同
重要影响因素——温度、介质组分、材料成分、微观
组织状态、应力
应力来源——工作载荷、焊接残余应力、冷变形应力、
热应力等
开裂特点——与主要的应力源应力方向垂直、在扩展
化工设备腐蚀
合肥通用机械研究院
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5.1金属材料腐蚀知识概述
5.1.1 腐蚀分类
a、按腐蚀机理分类：
电化学腐蚀、 化学腐蚀
b、按腐蚀破坏形式分类：
均匀腐蚀、局部腐蚀
局部腐蚀：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐 蚀、应力腐蚀、氢致开裂、氢腐蚀、腐蚀疲劳、 磨损腐蚀、成分选择性腐蚀等
c、按腐蚀环境分类：
按伽凡尼电位序
钾(K)、钠( Na)、镁(Mg)、铝(A1)、锌(Zn)、镉(Cd)、 铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钖(Sn)、铝(Pb)、铜(Cu)、 银(Ag)、铂(Pt )、金(Au)
可能导致电位差的因素
不同材料、同一材料 内的化学或物理性质不均匀 （成分偏析、金相组织差异、残余应力（焊接、冷变 形））
11
判定敏化的TTS曲线
12
13
成份选择性腐蚀
是一种选择性腐蚀机理，合金的一个或多个成分被优先侵 蚀，剩下一个低密度的多孔组织，机械性能显著降低
主要为铜合金(黄铜、青铜、锡)以及合金400和铸铁。 损伤外观
１）损伤后，通常颜色有变化和深度浸蚀的外观 ，有些合肉眼检查时可 能不明显。
２）沿横截面的侵蚀是均匀的（层形）或是局部的（插入形）。 ３）有时完全脱合金但外观尺寸没有明显变化。
RH2 + H2O RH2
NO2 + H2O
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5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型
1.点蚀
点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻 微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径
等于或小于孔深 。
２）可应用声学方法和超声波衰减方法；金相法。
３）脱合金后硬度降低，脆性增加，强度下降。
硅-黄铜合金脱锌后 留下多孔红色铜
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5.应力腐蚀破裂
材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称 SCC(Strain Corrosion crack)
三个必要条件——应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、
敏感的材料
4
典型的阴极反应
在酸性水溶液中 2H+ + 2e-
H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e-
1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e-
2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e-
Cu
有机化合物的还原 RO + 4e- + 4H+ R + 2e- + 2H+
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3.电偶腐蚀
机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位低的成为阳极，腐蚀加剧。电位高的为阴极， 腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合 2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率 3、用涂料、垫片等使金属间绝缘 4、采用阴极保护
9
4.晶间腐蚀
奥氏体和铁素体不锈钢特有的一种腐蚀形式 在晶界及附近区域发生选择性腐蚀
点蚀机理：
Cl、Br、I使钝化膜破损、电位差、闭塞电池、PH值下降、Cl 离子进入、HCl形成等
防止点蚀的措施：
1、含Mo不锈钢 2、酸洗钝化 3、避免死角、保证介质流动顺畅
6
铝的点蚀现象
碳钢的点蚀现象
7
2.缝隙腐蚀
现象：一种特殊的点蚀现象,常和孔穴、垫片底面、搭
接缝、表面沉积物、螺栓帽和铆钉下的缝隙中积存的 少量静止溶液有关。 不锈钢对缝隙腐蚀特别敏感
受影响部位
１）埋地铸铁管道。 ２）换热管(黄铜、铝黄铜)对半咸水或海水脱合金腐蚀敏感。 ３）锅炉系统设备，包括青铜泵、蒙乃尔粗滤器和黄铜压力
计管配件等，可能遭遇脱合金腐蚀。
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成份选择性腐蚀
合金和遭遇脱合金的环境的组合
合金
环境
黄铜(>15%Zn)* 多种水，尤其是停滞状态的水
灰铸铁
土壤、多种水
铝青铜(主要含>8% Al) 氢氟酸，含氯离子的酸、海水
硅青铜
高温蒸汽和酸性种类
锡青铜
热盐水或蒸汽
铜镍合金(70-30)
高的热通量和低的水流速度
蒙乃尔
氢氟酸和其它酸
脱除的元素 锌(脱锌)
铁(石墨腐蚀) 铝(脱铝) 硅(脱硅) 锡(脱锡) 镍(脱镍) 镍(脱镍)
热氢氟酸中氧污染引起的蒙乃尔合 金阀塞(阀口处)上的脱镍区域
15
防护/缓解
成份选择性腐蚀
１）添加某些合金元素有时可提高抗脱合金腐蚀能力 ，如铜合金添 加锡、耐酸黄铜添加磷、锑或砷 、热处理产生α和β微观组织可 防止铝铜合金的脱铝。
２）通过改变暴露条件或用耐腐蚀材料替换它加以防止。
３）阴极保护或阻挡封闭层可能是有效。
检查与检验
１）观察颜色变化，黄铜的脱合金后腐蚀呈现为粉红色、古铜色， 石墨腐蚀使铸铁变为炭灰色，并且材料可用刀切割或钻凿。
高温腐蚀、湿腐蚀、土壤腐蚀、沉淀腐蚀、碱 腐蚀、酸腐蚀、钒腐蚀、氧腐蚀、盐腐蚀、环烷 酸腐蚀、氢腐蚀、硫化氢腐蚀、连多硫酸腐蚀、 海水腐蚀、硫化氢-氯化氢-水型腐蚀、硫化氢-氢 型腐蚀、硫化氢-氧化物-水型腐蚀等
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5.1.2金属电化学腐蚀原理与阴阳极反应
放入水或其他电解质中 有电极电位差存在
主要危害——使金属破碎、强度丧失1Cr18Ni9晶间腐蚀源自Inconel800晶间腐蚀
10
导致晶间腐蚀的常见介质： 容易使Cr-Ni奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的常见介质种类 很多，下面仅列出其中的一部分供参考。
硝酸+盐酸、硝酸、硝酸+氢氟酸、硝酸+醋酸 硝酸+氯化物、 氟化物、硝酸+硝酸盐、磷酸 磷酸+硝酸 、乳酸、磷酸+硫酸、甲酸， 尿素甲铵液硫酸+硝酸、硫酸、硫酸+甲醇、硫酸铜 硫酸+硫酸亚铁、硫酸+硫酸铵、氢氟酸、硫酸+硫酸铜 人体液、硫酸铁+氢氟酸、氯化铁
机理：
Evans理论——内外金属离子浓度差形成浓差电池 Fontane-Greene——氧浓差理论，缝隙内外氧的浓
度差形成浓差电池作用。缝隙内局部优先溶解，发生 阴极和阳极反应。氧消耗使缝隙内阴极反应受抑制， 生成的OH-减少，Cl-补充进入缝隙——生成金属盐— —水解生成盐酸——pH值降低——腐蚀加剧 避免缝隙腐蚀的措施 与点蚀相同
重要影响因素——温度、介质组分、材料成分、微观
组织状态、应力
应力来源——工作载荷、焊接残余应力、冷变形应力、
热应力等
开裂特点——与主要的应力源应力方向垂直、在扩展
化工设备腐蚀
合肥通用机械研究院
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5.1金属材料腐蚀知识概述
5.1.1 腐蚀分类
a、按腐蚀机理分类：
电化学腐蚀、 化学腐蚀
b、按腐蚀破坏形式分类：
均匀腐蚀、局部腐蚀
局部腐蚀：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐 蚀、应力腐蚀、氢致开裂、氢腐蚀、腐蚀疲劳、 磨损腐蚀、成分选择性腐蚀等
c、按腐蚀环境分类：
按伽凡尼电位序
钾(K)、钠( Na)、镁(Mg)、铝(A1)、锌(Zn)、镉(Cd)、 铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钖(Sn)、铝(Pb)、铜(Cu)、 银(Ag)、铂(Pt )、金(Au)
可能导致电位差的因素
不同材料、同一材料 内的化学或物理性质不均匀 （成分偏析、金相组织差异、残余应力（焊接、冷变 形））
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判定敏化的TTS曲线
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成份选择性腐蚀
是一种选择性腐蚀机理，合金的一个或多个成分被优先侵 蚀，剩下一个低密度的多孔组织，机械性能显著降低
主要为铜合金(黄铜、青铜、锡)以及合金400和铸铁。 损伤外观
１）损伤后，通常颜色有变化和深度浸蚀的外观 ，有些合肉眼检查时可 能不明显。
２）沿横截面的侵蚀是均匀的（层形）或是局部的（插入形）。 ３）有时完全脱合金但外观尺寸没有明显变化。