腐蚀的基本类型
腐蚀的分类
简介:1 腐蚀的分类及特点1.1 点蚀点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经唱法生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不...
1 腐蚀的分类及特点
1.1 点蚀点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经唱法生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。
由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一性,当介质中含有某些活性阴离子(如Cl -)时,这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上,从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时,金属表面就发生腐蚀。这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属,使其呈活化状态,而钝化膜处仍为钝态,这样就形成了活性—钝性腐蚀电池,由于阳极面积比阴极面积小得多,阳极电流密度很大,所以腐蚀往深处发展,金属表面很快就被腐蚀成小孔,这种现象被称为点蚀。
在石油、化工的腐蚀失效类型统计中,点蚀约占20%〜25%。流动不畅的含活性阴离子的介质中容易形成活性阴离子的积聚和浓缩的条件,促使点蚀的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易发生点蚀。
PH 值降低、温度升高都会增加点蚀的倾向。氧化性金属离子(如Fe3+、
Cu2+、Hg2+等)能促进点蚀的产生。但某些含氧阴离子(如氢氧化物、铬酸盐、硝酸盐和硫酸盐等)能防止点蚀。
点蚀虽然失重不大,但由于阳极面积很小,所以腐蚀速率很快,严重时可造成设备穿孔,使大量的油、水、气泄漏,有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故,危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧,在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源。
腐蚀类型
⑴全面腐蚀
腐蚀主要集中在金属表面某一 区域,由于这种腐蚀的分布,深度和发展很不均 匀,常在整个设备较好的情况下,发生局部穿孔 或破裂而引起严重事故,所以危险性很大。常见 的 金属局部腐蚀有以下形式。
①应力腐蚀破裂 指金属材料在固定拉应力和特定介 质的共同作用下所引起的破裂。 它在局部腐蚀中出现得最多,化工设备由此造成的损 失尤为突出。 例如,碳钢、低合金钢处在熔碱、硫化氢或 海水中,奥氏体不锈钢(18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)。裂纹特征在显微镜下呈树枝状, Nacl、Mgcl2等溶液)。裂纹特征在显微镜下呈树枝状, 根据腐蚀介质性质和应力状态形式又有不同,但裂纹走向 与受拉应力均呈垂直状,这种腐蚀形成的危害性极大。
腐蚀类型
冷却水系统中的金属腐蚀根据金属被破坏的形式 分为两类:全面腐蚀和局部腐蚀
腐蚀分布在整个金属表面上, 腐蚀分布在整个金属表面上, 它可以是均匀的,也可以是不均匀的,但总的来说, 它可以是均匀的,也可以是不均匀的,但总的来说, 腐蚀分布相对较均匀。 腐蚀分布相对较均匀。碳钢在强酸中发生的腐蚀就 属于均匀腐蚀,这是一种质量损失较大而危险较小 属于均匀腐蚀, 的腐蚀。 的腐蚀。
选择性腐蚀 多元合金在腐蚀 过程中,合金中 较活泼的组元优 先溶解,使合金 的机械强度降低 ,并失去金属性 能,或者说,从 一种固体合金中 除去某一种元素 的腐蚀称为选择 性腐蚀,也称成 分选择性腐蚀。
腐蚀的分类及原理
• 由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一 性,当介质中含有某些活性阴离子(如Cl-)时, 这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上, 从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜 被破坏又缺乏自钝化能力时,金属表面就发生腐蚀 。这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属,使 其呈活化状态,而钝化膜处仍为钝态,这样就形成 了活性—钝性腐蚀电池,由于阳极面积比阴极面积 小得多,阳极电流密度很大,所以腐蚀往深处发展 ,金属表面很快就被腐蚀成小孔,这种现象被称为 点蚀。
氢脆
• 金属材料特别是钛材一旦吸氢,就会析出脆 性氢化物,使机械强度劣化。在腐蚀介质中 ,金属因腐蚀反应析出的氢及制造过程中吸 收的氢,是金属中氢的主要来源。金属的表 面状态对吸氢有明显的影响,研究表明,钛 材的研磨表面吸氢量最多,其次为原始表面 ,而真空退火和酸洗表面最难吸氢。钛材在 大气中氧化处理能有效防止吸氢
பைடு நூலகம் 应力腐蚀
• 材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 的残余应力,以及裂缝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现象,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形成微小 凹坑,产生细长的裂缝,且裂缝扩展很快,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% • 应力腐蚀的产生有两个基本条件:一是材料对介质 具有一定的应力腐蚀开裂敏感性;二是存在足够高 的拉应力。导致应力腐蚀开裂的应力可以来自工作 应力,也可以来自制造过程中产生的残余应力。据 统计,在应力腐蚀开裂事故中,由残余应力所引起 的占80%以上,而由工作应力引起的则不足20%。
第七章 工业腐蚀和预防措施 第二节 工业腐蚀的典型类型
第二节工业腐蚀的典型类型
这一节只是介绍工业腐蚀中一些常见的类型。还有一种重要的腐蚀类型——应力腐蚀裂纹将在第三节中给出。
一、全面腐蚀
全面腐蚀是指金属结构的整个表面或大面积的程度相同的腐蚀,也称作均匀腐蚀。在全面腐蚀中,金属以一定的速度被腐蚀介质所溶解,金属结构逐渐变薄。而局部腐蚀是指金属结构特定区域或部位上的腐蚀。
全面腐蚀的速度,以金属结构单位时间内,单位面积的质量损失表示,如mg·dm—2.d -1,g·m—2.h-1;也可用金属每年腐蚀的深度,即金属构件每年变薄的程度来表示,如mm·a -1。
金属材料的耐腐蚀性,依其腐蚀速度分为四个等级,列于表7—1。
表7—1 金属材料的耐腐蚀等级
二、缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是在电解质溶液中,金属与金属、金属与非金属之间的狭缝内发生的腐蚀。在管道连接处,衬板、垫片处,设备污泥沉积处,海生物附着处,以及设备外部尘埃、腐蚀产物附着处,金属涂层破损处,均易产生缝隙腐蚀。
1.腐蚀机理
由于缝隙中积液流动不畅,逐渐使缝内外构成浓差电池,发生阳极溶解和阴极还原反应。阳极、阴极反应可分别表示为:
Me→Me++e 及O2+2H2O+4e→4OH—
上述反应使氧逐渐消耗,由于积液流动不畅,氧很难补充,且腐蚀产物对缝隙起了进一步阻塞作用,但缝内阳极溶解借助缝外阴极反应仍可进行。生成过多的Me+使缝内外电平衡破坏,促进溶液内Cl—离子等迁入缝内形成金属盐。盐水解生成游离酸加快了金属的溶解速度。Me+的增多,由于自催化作用使上述过程更加活跃,造成腐蚀更加严重。
2.影响因素
缝隙可以使溶液侵入,也可使其流动受阻。缝宽在0.10~0.12 mm间最易腐蚀,一般腐蚀的缝隙宽度约为0.025~3.125 mm。缝内外面积比越大,则提供阴极反应的场所越多,从而加速了缝内的阳极反应,使腐蚀加快。
腐蚀的分类及原理
氢脆
• 金属材料特别是钛材一旦吸氢,就会析出脆 性氢化物,使机械强度劣化。在腐蚀介质中 ,金属因腐蚀反应析出的氢及制造过程中吸 收的氢,是金属中氢的主要来源。金属的表 面状态对吸氢有明显的影响,研究表明,钛 材的研磨表面吸氢量最多,其次为原始表面 ,而真空退火和酸洗表面最难吸氢。钛材在 大气中氧化处理能有效防止吸氢
缝隙腐蚀
• 在电解液中,金属与金属或金属与非金属表面之间 构成狭窄的缝隙,缝隙内有关物质的移动受到了阻 滞,形成浓差电池,从而产生局部腐蚀,这种腐蚀 被称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在设备中法兰的 连接处,垫圈、衬板、缠绕与金属重叠处,它可以 在不同的金属和不同的腐蚀介质中出现,从而给生 产设备的正常运行造成严重障碍,甚至发生破坏事 故。对钛及钛合金来说,缝隙腐蚀是最应关注的腐 蚀现象。介质中,氧气浓度增加,缝隙腐蚀量增加 ;PH值减小,阳极溶解速度增加,缝隙腐蚀量也增 加;活性阴离子的浓度增加,缝隙腐蚀敏感性升高 。但是,某些含氧阴离子的增加会减小缝隙腐蚀量
应力腐蚀
• 材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 的残余应力,以及裂缝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现象,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形成微小 凹坑,产生细长的裂缝,且裂缝扩展很快,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% • 应力腐蚀的产生有两个基本条件:一是材料对介质 具有一定的应力腐蚀开裂敏感性;二是存在足够高 的拉应力。导致应力腐蚀开裂的应力可以来自工作 应力,也可以来自制造过程中产生的残余应力。据 统计,在应力腐蚀开裂事故中,由残余应力所引起 的占80%以上,而由工作应力引起的则不足20%。
腐蚀的分类及特点
腐蚀的分类及特点
腐蚀的分类及特点
1 点蚀
点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经唱法生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。
由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一性,当介质中含有某些活性阴离子(如
Cl-)时,这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上,从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时,金属表面就发生腐蚀。这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属,使其呈活化状态,而钝化膜处仍为钝态,这样就形成了活性—钝性腐蚀电池,由于阳极面积比阴极面积小得多,阳极电流密度很大,所以腐蚀往深处发展,金属表面很快就被腐蚀成小孔,这种现象被称为点蚀。
在石油、化工的腐蚀失效类型统计中,点蚀约占20%~25%。流动不畅的含活性阴离子的介质中容易形成活性阴离子的积聚和浓缩的条件,促使点蚀的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易发生点蚀。
PH值降低、温度升高都会增加点蚀的倾向。氧化性金属离子(如Fe3+、Cu2+、Hg2+等)能促进点蚀的产生。但某些含氧阴离子(如氢氧化物、铬酸盐、硝酸盐和硫酸盐等)能防止点蚀。
点蚀虽然失重不大,但由于阳极面积很小,所以腐蚀速率很快,严重时可造成设备穿孔,使大量的油、水、气泄漏,有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故,危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧,在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源。
2 缝隙腐蚀
在电解液中,金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙,缝隙内有关物质的移动受到了阻滞,形成浓差电池,从而产生局部腐蚀,这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在设备中法兰的连接处,垫圈、衬板、缠绕与金属重叠处,它可以在不同的金属和不同的腐蚀介质中出现,从而给生产设备的正常运行造成严重障碍,甚至发生破坏事故。对钛及钛合金来说,缝隙腐蚀是最应关注的腐蚀现象。介质中,氧气浓度增加,缝隙腐蚀量增加;PH 值减小,阳极溶解速度增加,缝隙腐蚀量也增加;活性阴离子的浓度增加,缝隙腐蚀敏感性升高。但是,某些含氧阴离子的增加会减小缝隙腐蚀量。
腐蚀的分类及特点教学总结
腐蚀的分类及特点
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腐蚀的分类及特点腐蚀的分类及特点
1 点蚀
点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经唱法生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。
由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一性,当介质中含有某些活性阴离子(如Cl-)时,这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上,从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时,金属表面就发生腐蚀。这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属,使其呈活化状态,而钝化膜处仍为钝态,这样就形成了活性—钝性腐蚀电池,由于阳极面积比阴极面积小得多,阳极电流密度很大,所以腐蚀往深处发展,金属表面很快就被腐蚀成小孔,这种现象被称为点蚀。
在石油、化工的腐蚀失效类型统计中,点蚀约占20%~25%。流动不畅的含活性阴离子的介质中容易形成活性阴离子的积聚和浓缩的条件,促使点蚀的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易发生点蚀。
PH值降低、温度升高都会增加点蚀的倾向。氧化性金属离子(如Fe3+、
Cu2+、Hg2+等)能促进点蚀的产生。但某些含氧阴离子(如氢氧化物、铬酸盐、硝酸盐和硫酸盐等)能防止点蚀。
点蚀虽然失重不大,但由于阳极面积很小,所以腐蚀速率很快,严重时可造成设备穿孔,使大量的油、水、气泄漏,有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故,
危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧,在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源。
2 缝隙腐蚀
在电解液中,金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙,缝隙内有关物质的移动受到了阻滞,形成浓差电池,从而产生局部腐蚀,这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在设备中法兰的连接处,垫圈、衬板、缠绕与金属重叠处,它可以在不同的金属和不同的腐蚀介质中出现,从而给生产设备的正常运行造成严重障碍,甚至发生破坏事故。对钛及钛合金来说,缝隙腐蚀是最应关注的腐蚀现象。介质中,氧气浓度增加,缝隙腐蚀量增加;PH值减小,阳极溶解速度增加,缝隙腐蚀量也增加;活性阴离子的浓度增加,缝隙腐蚀敏感性升高。但是,某些含氧阴离子的增加会减小缝隙腐蚀量。
腐蚀的分类
简介:1 腐蚀的分类及特点 1.1 点蚀点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经唱法生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。由于金属材
料中存在缺陷、杂质和溶质等的不...
1 腐蚀的分类及特点
1.1 点蚀
点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经唱法生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。
由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一性,当介质中含有某些活性阴离子(如Cl-)时,这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上,从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时,金属表面就发生腐蚀。这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属,使其呈活化状态,而钝化膜处仍为钝态,这样就形成了活性—钝性腐蚀电池,由于阳极面积比阴极面积小得多,阳极电流密度很大,所以腐蚀往深处发展,金属表面很快就被腐蚀成小孔,这种现象被称为点蚀。
在石油、化工的腐蚀失效类型统计中,点蚀约占20%~25%。流动不畅的含活性阴离子的介质中容易形成活性阴离子的积聚和浓缩的条件,促使点蚀的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易发生点蚀。
PH值降低、温度升高都会增加点蚀的倾向。氧化性金属离子(如Fe3+、Cu2+、Hg2+等)能促进点蚀的产生。但某些含氧阴离子(如氢氧化物、铬酸盐、硝酸盐和硫酸盐等)能防止点蚀。
点蚀虽然失重不大,但由于阳极面积很小,所以腐蚀速率很快,严重时可造成设备穿孔,使大量的油、水、气泄漏,有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故,危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧,在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源。
材料腐蚀知识点
材料腐蚀知识点
1.金属材料最重要、最常见的破坏形式是断裂、磨损和腐蚀。
(1)断裂(crack)是指金属构件受力超过其弹性极限、塑性极限而发生的破坏。可从不同角度分为脆性断裂、塑性断裂、沿晶断裂、穿晶断裂、机械断裂等等。断裂的结果,使构件失效,但金属材料本身还可重新熔炼再用。
(2)磨损(wear)是指金属表面与其相接触的物体或与其周围环境发生相对运动,因摩擦而产生的损耗或破坏。它是个渐变过程。有时磨损了的零件还可修复。例如,用电刷镀可修复轻微磨损的轴。
(3)腐蚀(corrosion)是指金属在其周围环境的作用下引起的破坏或变质现象。从不同角度,曾对腐蚀下过不同的定义,如:
(1)“材料因与环境反应而引起的损坏或变质”;
(2)“除了单纯机械破坏之外的一切破坏”;
(3)“冶金的逆过程”;
(4)“材料与环境的有害反应”。
2.金属腐蚀(Corrosion of metals):金属与周围环境(介质)之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。就是说,金属腐蚀发生在金属与介质间的界面上。由于金属与介质间发生化学或电化学多相反应,使金属转变为氧化(离子)状态。可见,金属及其环境所构成的腐蚀体系以及该体系中发生的化学和电化学反应就是金属腐蚀学的主要研究对象。
一、腐蚀分类方法
由于腐蚀领域广而且多种多样,因此有不同的分类方法。最常见的是从下列不同角度分类:(1) 腐蚀环境:按腐蚀环境分类最合适,可分为潮湿环境、干燥气体、熔融盐,各种腐蚀试验研究方法主要取决于腐蚀环境;
(2) 腐蚀机理:潮湿环境下属电化学机理,干燥气体中为化学机理。
腐蚀的种类和定义(精)
腐蚀的种类和定义
在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。
应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩展的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
点腐蚀:是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。
晶间腐蚀:晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。
腐蚀失效的基本类型
金属与其表面接触的介质发生反应而造成的损坏称为腐蚀。
腐蚀失效的特点是失效形式众多,失效机理复杂。
腐蚀失效占金属机械构件失效事故的比例相当高,仅次于疲劳断裂。尤其是在化工、石油、电站、冶金等工业领域中,其腐蚀失效的事故较多,造成的损失是巨大的。因此对腐蚀失效的研究和预防在失效分析中是非常重要的工作。
1、均匀腐蚀失效----是最常见的一种腐蚀,又称全面腐蚀失效。它的特征是在整个暴露的金属构件表面或相当大的面积上发生化学或电化学反应而被腐蚀,构件由于腐蚀减薄而最终失效。
均匀腐蚀耗费掉大量金属材料,但比其它腐蚀失效的危险度小,比较容易进行预测和防腐,当金属材料减薄至一定程度后就进行更换,不至于造成突然断裂,对于均匀腐蚀常用腐蚀速率:毫米/年(mm/a)来表示。
均匀腐蚀的防护措施:
选择合适的材料,可降低腐蚀速率。
在金属表面涂覆耐蚀涂层或镀层。
在工况介质许可情况下,在接触环境中添加缓蚀剂。
采用阴极保护。
2、电偶腐蚀----在电解质中,两种不同的金属相接触,由于电位不同,构成一个微电池,严重腐蚀发生在电极电位低的阳极上。在机械构件最多见的是在异金属的管子接头处,异金属螺栓或铆钉的连接处,异金属焊料的焊接处。如加热水箱或锅炉一般用钢板制成,外接水管若用铜管,则水箱和锅炉很快被腐蚀报废。
电偶腐蚀的重要影响因素----大阴极与小阳极,如一艘高级游艇用钢制铆钉铆接蒙乃尔合金制作的壳体,在海水中使用仅几周,铆钉被腐蚀掉,船解体沉没。
电偶腐蚀预防措施:(1)尽可能使用电极电位接近的异金属连接。(2)避免使用大阴极、小阳极。(3)异金属连接处采用加绝缘材料。(4)表面采用涂层或镀层,与腐蚀介质隔离。
腐蚀基本概念
金属腐蚀,是金属和周围介质接触时由于发生化学和电化学作用而引起的破坏作用。从热力学观点看,除了少数贵金属(如金、铂)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化。造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,遭受巨大的经济损失。据估计,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%-4.2%。因此,研究金属的腐蚀机理,采取防护措施,具有十分重大的意义。
【金属腐蚀的基本类型】
1. 均匀腐蚀
金属在绝大多数酸性溶液中,会发生不同程度的溶解,形成均匀腐蚀,溶解速度基本均匀。通常,溶液温度升高,溶质浓度加大,都可能加速金属的腐蚀。不仅如此,金属在大气、海洋、土壤及高温条件下,也会发生不同程度的均匀腐蚀。
2. 点腐蚀(pitting Corrosion)
点腐蚀又称为孔蚀(小孔腐蚀),是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式,是一种自催化过程,即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进又足以维持腐蚀的继续进行。
3. 缝隙腐蚀(Crevice Corrosion)
缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。金属部件在电解质溶液中,由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙,其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态(一般在0.025 ~ 0.1mm),使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀多发生在金属连接(缝)处和表面污垢处。
腐蚀分类1.
当Ep<E<Eb时,不产生新的蚀孔,已 有的蚀孔可继续发展; 当E<Ep时,不发生点蚀。 Eb值越高,材料耐点蚀性能越好; Eb与Ep越接近,表示钝化膜修复能力 越强。
阳极极化曲线示意图
点蚀机理(钝态金属的点蚀)
第一阶段:蚀孔成核(发生) 钝化膜破坏理论和吸附理论 第二阶段:蚀孔生长(发展) “闭塞电池” 的形成为基础,并进而形 成“活化-钝化腐蚀电池”-自催化作用
极化图
腐蚀产物
可能对金属具有保护作用
无保护作用
局部腐蚀分类
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 点蚀 缝隙腐蚀 电偶腐蚀 晶间腐蚀 选择性腐蚀 应力腐蚀 氢致开裂 腐蚀疲劳 磨损腐蚀 等等。。。。。。
点蚀
点蚀:
又称: 小孔腐蚀,孔蚀。 腐蚀集中在金属表面的很小范围内,并深入到金属 内部,形成小孔状腐蚀形态。蚀孔直径小、深度大。
2. 吸附膜理论: 钝化的吸附膜理论认为蚀孔的形成是阴离子
(如Cl-)与氧原子的竞争吸附的结果。 钝化的吸附理论认为,氧原子在金属表面的 吸附,导致金属的钝化。 当E>Eb时, Cl-在某些点竞争吸附强烈,Cl- 取代氧原子在金属表面局部上的吸附,该处钝化 膜被破坏,蚀孔在该处形核。 点蚀的破裂电位Eb是腐蚀性阴离子Cl-可以可 逆地置换金属表面上吸附的氧原子的电位。
化学腐蚀的定义及特征
化学腐蚀的定义及特征
化学腐蚀是指物质在与其他物质接触的过程中,由于化学反应而发生的损伤或破坏。腐蚀通常涉及金属和非金属材料,是由于它们与环境中的气体、液体或固体发生反应而引起的。化学腐蚀是一种不可逆转的过程,会导致材料的性能下降甚至失效。
特征一:金属腐蚀
金属腐蚀是最常见的腐蚀类型之一。金属在腐蚀过程中,通常会与氧气、水或酸性物质发生反应。例如,铁与氧气和水反应产生铁氧化物,即生锈;铜与氧气和湿度反应则生成绿色的铜绿;锌与酸性物质反应会产生氢气等。这些反应导致金属表面的氧化、溶解或离子迁移,最终破坏了金属的结构和性能。
特征二:非金属腐蚀
除了金属腐蚀外,非金属材料也可发生腐蚀。非金属腐蚀通常是指陶瓷、聚合物、玻璃等材料与酸、碱、溶剂等化学物质发生反应。例如,硫酸与橡胶发生反应会导致橡胶的膨胀和破裂;酸性环境中的陶瓷制品可能会被溶解或破坏;某些溶剂会使塑料材料变脆等。非金属材料的腐蚀通常是由于它们与化学物质之间的化学反应引起的。
特征三:电化学腐蚀
电化学腐蚀是一种特殊类型的腐蚀,它涉及到电流和电极反应。在
电化学腐蚀中,金属通常被分为阳极和阴极两个区域,形成一个电池。阳极区域发生氧化反应,阴极区域发生还原反应,而电流通过电解质或介质传导。这种腐蚀机制常见于金属在潮湿环境中的腐蚀,如铁的锈蚀和铝的腐蚀。
特征四:速率与环境因素
化学腐蚀的速率受多种环境因素影响。温度、湿度、氧气浓度、酸碱度、盐分浓度等因素都会影响腐蚀的发生和发展速率。一般来说,温度越高、湿度越大、氧气浓度越高、酸碱度越强、盐分浓度越大,腐蚀的速率就越快。因此,在海洋环境、酸性环境或高温高湿环境中,金属和非金属材料更容易受到腐蚀。
腐蚀的基本类型
腐蚀的基本类型
论文导读:而引起的变质和破坏统称为腐蚀。材料腐蚀的现象和机理比较复杂。腐蚀控制技术涉及面广。腐蚀控制,免费论文,腐蚀的基本类型。关键词:腐蚀,材料腐蚀,腐蚀控制
一般而言,金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的影响而发生的化学、电化学和物理等反应,而引起的变质和破坏统称为腐蚀,其中也包括上述因素与机械因素、生物因素等的共同作用。金属腐蚀的主要对象,其中尤以钢铁的腐蚀最为常见,危害、损害性极大。
一、腐蚀的概念及分类
(一)腐蚀的概念
腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化,如铁的生锈是金属腐蚀的普遍形式,又如氢氧化钠破坏肌肉和植物纤维。材料的腐蚀是包括材料本身和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系,腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。材料包括金属和非金属材料,如碳钢及其合金、有色金属、塑料、混凝土和木材等,在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定性作用的是化学成分、组织结构和表面形态。材料的周围环境介质包括与其接触的气体、液体和固体以及周围环境条件,如温度、压力、速度、光照、辐射、生物条件等。这个作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。
采用科学的方法防止或者控制腐蚀的危害作用的工程,称为腐蚀工程。(二)材料腐蚀的分类及特征
材料腐蚀的现象和机理比较复杂,材料腐蚀的分类方法也有许多,根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。以下介绍几种常用的分类方法。
1.按腐蚀机理分类
通常材料腐蚀按照腐蚀机理可以分为金属化学腐蚀、金属电化学腐蚀、结晶腐蚀、物理化学复合腐蚀。
腐蚀与防护培训教程
建筑行业中的腐蚀案例包括钢结构腐蚀、 针对不同类型的建筑结构和环境条件,
钢筋混凝土结构腐蚀、管道腐蚀等,这 需要采取相应的防护措施,如涂层保护、
些腐蚀问题可能影响建筑物的安全性和
阴极保护和结构加固等。
使用寿命。
交通行业腐蚀案例
交通行业中的腐蚀问题主要涉及车辆和船舶等移动设施,由于长期处于室外环境,且受到不 同程度的气候和环境因素的影响。
碱性缓蚀剂
适用于碱性介质中的金属 防腐蚀,通过在金属表面 形成保护膜或改变腐蚀介 质性质来抑制腐蚀反应。
有机缓蚀剂
适用于有机溶剂和石油产 品中的金属防腐蚀,通过 在金属表面形成吸附层来 抑制腐蚀反应。
结构材料选择与优化
材料选择
根据使用环境和使用要求选择适 当的结构材料,如不锈钢、铝合
金、钛合金等。
02 腐蚀防护技术
表面涂层防护
涂层保护
通过在金属表面涂覆防腐蚀涂层,如 油漆、塑料等,将金属与腐蚀介质隔 离,达到防腐蚀的目的。
涂层材料选择
涂层附着力和完整性
确保涂层附着牢固、无孔洞、无裂纹, 以充分发挥防腐蚀作用。
根据腐蚀环境和使用要求选择合适的 涂层材料,如有机涂层、无机涂层等。
电化学保护
腐蚀的影响因素
总结词
影响腐蚀的因素主要包括环境因素和材 料因素两大类。环境因素包括温度、湿 度、pH值、污染物等;材料因素包括材 料的化学组成、微观结构、表面状态等 。
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腐蚀的基本类型
论文导读:而引起的变质和破坏统称为腐蚀。材料腐蚀的现象和机理比较复杂。腐蚀控制技术涉及面广。腐蚀控制,免费论文,腐蚀的基本类型。关键词:腐蚀,材料腐蚀,腐蚀控制
一般而言,金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的影响而发生的化学、电化学和物理等反应,而引起的变质和破坏统称为腐蚀,其中也包括上述因素与机械因素、生物因素等的共同作用。金属腐蚀的主要对象,其中尤以钢铁的腐蚀最为常见,危害、损害性极大。
一、腐蚀的概念及分类
(一)腐蚀的概念
腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化,如铁的生锈是金属腐蚀的普遍形式,又如氢氧化钠破坏肌肉和植物纤维。材料的腐蚀是包括材料本身和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系,腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。材料包括金属和非金属材料,如碳钢及其合金、有色金属、塑料、混凝土和木材等,在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定性作用的是化学成分、组织结构和表面形态。材料的周围环境介质包括与其接触的气体、液体和固体以及周围环境条件,如温度、压力、速度、光照、辐射、生物条件等。这个作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。
采用科学的方法防止或者控制腐蚀的危害作用的工程,称为腐蚀工程。(二)材料腐蚀的分类及特征
材料腐蚀的现象和机理比较复杂,材料腐蚀的分类方法也有许多,根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。以下介绍几种常用的分类方法。
1.按腐蚀机理分类
通常材料腐蚀按照腐蚀机理可以分为金属化学腐蚀、金属电化学腐蚀、结晶腐蚀、物理化学复合腐蚀。
(1)化学腐蚀:是指金属表面与非电解质直接发生纯化学反应而引起的破坏、其特点是在反应过程中没有电流产生。如铝在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中的腐蚀,镁或钛在甲醇中的腐蚀、物理化学复合腐蚀。
(2)电化学腐蚀:是指金属表面与离子导电的介质发生化学反应而产生的破坏。在反应过程中有电流产生,腐蚀金属表面上存在着阴极和阳极。阳极的反应是金属原失去电子而成为离子状态转移到介质中,成为阳极氧化反应。阴极反应是介质中的去极化剂吸收来自阳极的电子,成为阴极还原过程。这两个反应是相互独立而又同时进行的,称之为一对共轭反应。有阴阳极组成了短路电流,腐蚀过程中有电流产生。如金属在潮湿大气、海水、土壤及酸、碱、盐溶液中的腐蚀均属这一类。电化学腐蚀比较普遍,对金属结构的危害比较严重。
(3)结晶腐蚀:是指因酸、碱、盐等腐蚀介质侵入到建筑物或材料内部生成结晶盐,由于结晶盐的体积膨胀作用使建筑物或材料内部产生应力而引起的破坏现象。结晶腐蚀是工业厂房、非金属设备常见的腐蚀类型。
(4)物理化学复合腐蚀:是指因机械与化学复合作用而引起的破坏现象。如火炮发射引起炮身管的腐蚀等。
2.按腐蚀破坏形式分类
按腐蚀破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀,局部腐蚀又可细化为小孔腐蚀(即点蚀)、应力腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀等。
(1)全面腐蚀:又叫均匀腐蚀,指腐蚀遍布于材料结构的整个表面上,其特征表现为金属质量减少,壁厚减小,非金属体积膨胀,韧或脆性能减退或失去。腐蚀虽然同样发生在整个材料便面上,但各部分的微观腐蚀速度实际上并不均等。
(2)小孔腐蚀:又称为点蚀,在金属表面上腐蚀成一些小而深的孔,蚀孔的深度大于直径,严重的可将设备腐蚀穿透,蚀孔上部往往被腐蚀产物覆盖。不锈钢和铝合金在海水中受到的破坏就是小孔腐蚀的典型实例。
(3)应力腐蚀:是指在机械应力(外载荷或内部残余应力)和腐蚀介质的共同作用下,金属材料发生的腐蚀破坏。如应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。
(4)电偶腐蚀:电位不同的金属或合金互相接触,并在一定介质中所发生的的电化学腐蚀称为电偶腐蚀。电偶腐蚀造成负电位的金属或合金部件加速腐蚀破坏,破坏一般集中在连接部位附近。
(5)缝隙腐蚀:由于金属表面的缝隙内滞留介质引起的电化学腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。
(6)选择性腐蚀:多元合金在腐蚀介质中,较活泼的先溶解,因而造成材料强度而大大下降,这称之为选择性腐蚀。如黄铜脱锌等属此类腐蚀。
(7)晶间腐蚀:是指腐蚀破坏沿着晶粒边界进行,使晶粒之间失去合力,使材料丧失强度。
(8)磨损腐蚀:是由于机械因素(湍流、漩涡、流体冲击、空化作用、微振摩檫等)和腐蚀介质共同作用造成的腐蚀破坏,其特征是形成密集的凹坑或沟槽。免费论文,腐蚀控制。。
(9)氢损伤:是指氢进入金属内部造成的腐蚀破坏,它包括氢脆、氢鼓泡、氢破裂、氢腐蚀等。免费论文,腐蚀控制。。
3.按环境状态分类按产生腐蚀的环境状态,可以将腐蚀分为自生环境中的腐蚀和工业环境介质中的腐蚀,其中自生环境中的腐蚀又可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀;工业环境介质中的腐蚀分为酸性溶液腐蚀、碱性溶液腐蚀、熔盐腐蚀、液态金属腐蚀、特殊工业介质腐蚀等。
事实上,在工业设备或建筑的实际腐蚀行为中,普遍存在的是两种或多种腐蚀类型共同作用,所采用的控制方法也往往不局限于单一方法措施,而是包括选材、选型、表面控制、环境介质控制等综合防腐蚀体系。
(三)腐蚀因素
材料的腐蚀是一个复杂的物理化学过程,所涉及的影响因素也很多,总结起来,可以分为内部因素、外部因素、内外结合因素三大类,内
部因素指涉及到材料自身的材质、结构、性能等因素;外部因素指环境因素,如溶液酸碱度、介质温度、压力、速度、应力、杂散电流、土壤含水量、溶液杂质等;内外结合因素指涉及到材料和环境相互作用影响的因素,如埋地管道的管地电位等。
二、金属腐蚀控制方法
腐蚀控制技术涉及面广,内容也十分丰富。材料防腐蚀的基本原则是:针对腐蚀产生的原因和影响腐蚀的各种因素,从实际出发,以预防为主和进行重点保护,防止或减少腐蚀而造成的经济损失。在生产实践中应用最多的腐蚀控制技术可归纳为以下几类。
(1)合理选材。根据不同介质、操作条件、材料的性质等,选用合适的金属或非金属代用材料。
(2)表面覆盖层。表面覆盖层是在金属表面采用涂刷、喷涂、贴衬、参透、施镀等方法覆盖上耐腐蚀性较好的金属或非金属层,将金属表面与介质隔离以减缓金属的腐蚀。这是多数防腐蚀工程施工中使用的方法,因其简便实用,喷涂或刷涂防腐涂料是工业设备、设施在线不停产进行防腐施工的主要措施。
(3)电化学保护。电化学保护是利用电化学原理来减缓金属的腐蚀速度。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护就是将被保护金属进行外加阴极极化以减缓或防止金属腐蚀,它分为牺牲阳极法和外加电源法。阳极保护是对被保护金属进行阳极极化以减缓或防止金属腐蚀。
(4)添加缓蚀剂。添加缓蚀剂是向介质中添加少量能够阻止或减缓