De 第四章 金属在自然环境中的腐蚀

大气腐蚀实例-低温管道、设备的露点腐蚀
大气腐蚀实例-低温管道、设备的露点腐蚀
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大气腐蚀实例-低温管道、设备的露点腐蚀
大气腐蚀实例-低温管道、设备的露点腐蚀
Section 2 Seawater corrosion — 海水腐蚀
Section 1
Atmospheric Corrosion — 大气腐蚀
1. The concept of atmospheric corrosion — 大气腐蚀的概念
定义：金属在常温大气中，由于空气中的水
和氧等的化学和电化学作用而引起的腐蚀称 为大气腐蚀。
大气腐蚀的例子：钢铁在空气中的生锈即属于此类 腐蚀。工厂的钢梁、道路桥梁、火车钢轨、各种机 械设备、车辆、电工产品、石油石化工业中的大部 分生产设备以及武器装备等金属材料都是在大气环 境下使用的会发生大气腐蚀。
占总盐度 的百分数 77.8 10.9 4.7 3.6
成分 K2SO4 CaCO3 MgBr2 合 计
100 海水 中的盐的 克数 0.0863 0.0123 0.0076 3.5
占总盐度 的百分数 2.5 0.3 0.2 100
2. The characteristics of seawater corrosion — 海水腐蚀的特征
3.2.1 Cathodic process — 阴极过程
O2 2H2O 4e 4OH
3.2.2 Anodic process — 阳极过程
M ne M n
3. The mechanism of atmospheric corrosion — 大气腐蚀机理

3.3 The mechanism of atmospheric corrosion after the formation of l — 大气腐蚀在金属表层形成锈层后 的腐蚀机理 Evans模型




2.1 对于大多数金属来说，它们在海水中腐蚀时的阳 极过程阻滞很小，因而腐蚀速度相当大。钼、钛、 锆、钽有效。 2.2 海水腐蚀是氧去极化过程，它是腐蚀反应的控制 环节。 2.3 海水的电导率很大，电阻性阻滞很小。形成电偶 腐蚀时作用更强烈，影响范围广。 2.4 海洋环境较为复杂，引起的具体腐蚀过程也各不 相同。


2.1 Some concepts related to atmospheric corrosion
— 大气腐蚀的相关概念
2.1.2 Absolute humidity and relative humidity — 绝对湿度
和相对湿度
Absolute humidity — 绝对湿度：一立方米大气中的水汽
2. Classification of Atmospheric Corrosion — 大气腐蚀分类

2.3 Relationship between the rate of atmospheric corrosion and the thickness of liquid film — 大气腐蚀速度与液膜厚度 的关系
— 金属表面上水膜的形成
3.1.1 毛细凝聚：微细裂纹、结构间隙、空隙、尘埃微粒形成毛细管 3.1.2 吸附凝聚：不饱和键力 3.1.3 化学凝聚：吸水性化合物如NaCl、NH4NO3、手汗

3.2 The mechanism of atmospheric corrosion in initial stage — 大气腐蚀初期的腐蚀机理
– （海洋植物的光合作用，海洋生物的呼吸作用）
3.5 Temperature — 温度（双重效应） 3.6 Flowing speed of seawater — 海水流速
– （冲刷及空泡腐蚀）
3.7 Effect of sea biology — 生物因素的影响
4. Prevention of seawater corrosion — 海水腐蚀的防护措施
土壤导电性越好，电阻率越低，土壤的腐蚀性越强。
1.1.1 Water content in soils — 土壤中的水分 1.1.2 Soil Porosity — 土壤的空隙率 1.1.3 Salt content — 盐分的影响 1.2 Oxygen content — 含氧量的影响 土壤腐蚀多为吸氧腐蚀，土壤的透气性好，含氧量高， 则会加速金属的腐蚀。 （沙土比粘土腐蚀性强） 1.3 pH Value 酸性土壤（pH=3～6） 中性土壤（pH=6～7.5） 碱性土壤（pH=7.5～9.5）
区域I：相当于干大气腐蚀，腐 蚀速度很低。 区域II：腐蚀速度急剧增加， 相当于潮大气腐蚀。 区域III：湿大气腐蚀区。 区域IV：相当于全浸在电解液 中，腐蚀速度已基本不变。
3. The mechanism of atmospheric corrosion — 大气腐蚀机理

3.1 The formation of water film on metal surface
4. The characteristics of atmospheric corrosion — 大气腐蚀的特点

4.1 液膜表面积比极大，具有极好的溶氧条件，使之一方面始终 为氧饱和，另一方面氧极易达到金属表面，所以大气腐蚀具有吸 氧腐蚀的优越条件。 4.2 由于液膜的高含氧特征及金属离子水化过程的困难，• 易促 容 成阳极极化乃至阳极钝化。 4.3 腐蚀产物残留沉积于金属表面，它们的特性对腐蚀影响极 大，• 的具有保护作用能够抑制腐蚀的发展，有的可能进一步加 有 速腐蚀过程产生不良后果。
Rural atmosphere — 乡村大气
Urban atmosphere — 城市大气 Ocean atmosphere — 海洋大气 Industrial atmosphere — 工业大气

5.4 Dust Content — 固体尘粒（促进毛细凝聚、本身的腐蚀性） 5.5 Surface state of metal — 金属的表面状态
Chapter 4
Metal Corrosion in Entironments — 金属在自然环境中的腐蚀 Section 1 Atmospheric Corrosion — 大气腐蚀 Section 2 Seawater Corrosion — 海水腐蚀 Section 3 Soil Corrosion — 土壤腐蚀
2. Classification of Atmospheric Corrosion — 大气腐蚀分类


2.1 Some concepts related to atmospheric corrosion
— 大气腐蚀的相关概念 2.1.1 Composition of atmosphere — 大气及其组成 地球表面上自然状态的空气称为大气。



4.4 大气腐蚀的电极过程特征随大气条件的不同而变化。
5. Influencing factors of atmospheric corrosion — 影响大气腐蚀的主要因素

5.1 Relative humidity — 相对湿度（决定水膜厚度） 5.2 Temperature — 温度（影响阴、阳极反应速度及相对湿度） 5.3 Types and composition of atmosphere — 大气类型及成分 （H2S、SO2）
– 海洋大气区、飞溅区、潮汐区、全浸区及海泥区等
3. Influencing factors of seawater corrosion — 影响海水腐蚀的因素

3.1 Salt content — 盐度（NaCl~3%） 3.2 pH value — pH值（7左右，深海处会降低） 3.3 Saturation content of carbonate—碳酸盐饱和度 3.4 Oxygen content — 含氧量

4.1 Using suitable metal material and developing new material with seawater corrosion resistance — 合理 选用金属材料、研制新材料（Ti、Ni、Cu） 4.2 Protective coatings — 涂层保护 4.3 Electrochemical protection — 电化学保护
6. Remedial measures of atmospheric corrosion — 大气腐蚀的防护措施

6.1 Use of alloys — 使用合金（Cu、P、Cr）


6.2 Coating protection — 涂层表面保护（防菜刀生锈）
6.3 Reduction of relative humidity —降低相对湿度 6.4 Use of inhibitors — 缓蚀剂 6.5 Other measures — 其它
2.2.1 Dry atmosphere corrosion — 干大气腐蚀
RH< 60% ~ 80%
如铜、银等非铁金属，在被硫化物所污染了的空气中产生的失泽
作用就是一个例子。
2.2.2 Moist atmospheric corrosion — 潮大气腐蚀 60%—80% < RH < 100% 铁在没有雨雪淋到时的生锈。 2.2.3 Wet atmospheric corrosion — 湿大气腐蚀 RH → 100% 当水分以雨、雪、水沫等形式直接落在金属表面上所发生的腐蚀。
1. Nature of seawater — 海水的性质
1.1 海水是一种导电性很强的电解质溶液。 1.2 海水中含量最多的盐类是氯化物，其次是硫酸 盐； 氯离子含量高，绝大多数金属不能建立稳定钝 态，易产生孔蚀。