环境对钢质材料的腐蚀

ⅰ ⅱ ⅲ
无腐蚀 弱腐蚀 轻腐蚀
<0.001 0.001～0.025 0.025～0.050
A A B A B C B C D C D D
乡村大气 乡村大气 城市大气 乡村大气 城市大气 工业大气 城市大气 工业大气 海洋大气 工业大气 海洋大气 工业大气
ⅳ
中腐蚀
0.050～0.20
ⅴ ⅵ
较强腐蚀 强腐蚀
钢材的腐蚀速率、穿孔年限 ﹠土壤腐蚀性
碳钢管壁的平均腐蚀深度一般应控制在≤0.125mm/a，铜、 铜合金和不锈钢应控制在≤0.005mm/a。
腐蚀速率，mm/a
＞0.125 0.04～0.125 0.01～0.04 0.0025～0.01 ＜0.0025
腐蚀穿孔年限，a / mm
1～3 3～5 5～10 10～25 ＞25
谢谢
硫化物等项目，确定大气的腐蚀性。
大气腐蚀采取的防腐蚀措施
防腐蚀方法的选择 钢种的选用
腐蚀裕量的确定
涂层防腐蚀 非金属涂层 热喷涂金属覆盖层
通常碳钢的大气腐蚀速率取决于湿度、温度、降水量、
凝露以及大气组成、灰尘、含盐量、大气污染等
二、 海水腐蚀
海水腐蚀综述：
海水是一种十分复杂的腐蚀环境，其中含有多
没有水分 含水量增加 到临界值 保持临界值 含水量
0 10～12 12～25
没有 腐蚀速率增 加到最大值 保持最大腐 蚀速率
发生连续的 水层 连续水层继 续增加
25～40 ﹥40
腐蚀速率降低 较低的恒定腐 蚀速率
土壤PH值﹠土壤腐蚀
土壤PH值 ＜4.5 腐蚀性 强
4.5～6.5
6.5～8.5
中
弱
土壤中的微生物﹠金属腐蚀
土壤含水量﹠金属的腐蚀速度
腐蚀速度与水中的含氧量和氧在水中的扩散速 度有关。当土壤中有适当的含水量（12～25％） 和足够的氧时，腐蚀速度就很大。 土壤中钢管的腐蚀过程是电化学反应过程
土壤含水量﹠土壤腐蚀性
土壤含水量 特征 含水量， ％ 腐蚀速率特 点 土壤含水量 特征 含水量， ％ 腐蚀速率特点
土壤中理化性质
对钢质管道腐蚀速度影响因素
土壤电阻率 含盐量
氯离子和硫酸根离子含量
含水量 土壤微生物含量
氧化还原电位
PH值等
参照SY/T 0087-95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方
法标准》
土壤理化性质﹠腐蚀强度
腐蚀等级 土壤的电阻率(.m) 土壤含盐量％ 土壤含水量％ PH值 氧化还原电位(ｍv) 极强 0～5 >0.75 12～25 <4.5 强 5～30 0.10～0.75 10～12 4.5～5.5 <100 中等 30～50 0.05～0.10 7～10 5.5～7.0 100～200 弱 50～100 0.01～0.05 3～7 7.0～8.5 >200 极弱 >100 <0.01 <3 >8.5
腐蚀性 极强 强 中等 弱 很弱
中国
前苏联
＜5
英国
＜9 9～23 23～50
日本
美国（1）
美国(2) 美国（3） 法国
＜7.5 ＜5 ＜20 7.5～100 20～45 45～60 ＞100 60～100 ＞30 5～15 15～25
＜20 20～50 ＞50
5～10 10～20
＜20 20～45 45～60 ＞60
＜10 10～100 100～1000 ＞1000
20～100 50～100 ＞100 ＞100
土壤含盐量﹠土壤腐蚀
背景：钢铁在土壤、水中的腐蚀过程是氧的去 极化过程，属电化学腐蚀。
土壤、水中总是溶解有一定数量的盐和氧气。钢铁氧
化时生成一些氧化物：氧化亚铁（FeO）、氧化铁 （Fe2O3）和磁性氧化铁（Fe3O4）。有水存在时，腐 蚀结果就生成这些氧化物的水化物：氢氧化亚铁 [Fe(OH)2]和氢氧化铁[Fe(OH)3]，腐蚀过程中的氧化反 应按下列方向进行： Fe → Fe2+ + 2e Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 4 Fe(OH)2 +O2+2H2O → 4 Fe(OH)3
腐蚀性
强 较强 中 弱 极弱
土壤电阻率﹠土壤腐蚀
定义：土壤电阻率是表征土壤导电性能的指 标，常用作判断土壤腐蚀性的最基本参数。 以土壤电阻率来划分土壤的腐蚀性是各国 的常用方法，即电阻率小，腐蚀性强；电 阻率大，腐蚀性弱。
土壤电阻率﹠土壤腐蚀(Ω·m)
SY/T 0087-95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》
大，腐蚀性越强。
海水中的钙、镁在碱性条件下会形成碳酸盐、 碳酸氢盐的沉积物。
海水的温度随其地理位置和深度而异。
附着生物对金属腐蚀的影响
1、生物的代谢作用与尸体的腐败产物所引起的局部环境的 酸度变化； 2、附着生物的生长过程破坏金属表面的保护膜；
3、附着部分的边缘，形成缝隙造成局部氧的浓度差异，引
二氧化硫
氟化氢 硫化氢 B 二氧化碳 二氧化硫 氟化氢 硫化氢 C 二氧化硫 氟化氢 硫化氢 D 二氧化硫
< 0.5
< 0.05 < 0.01 > 2000 0.5 ～10 0.05～5 0.01～5 11～200 5.1～10 5.1～100 201～1000
氯
氯化氢 氮的氧化物 氯 氯化氢 氮的氧化物 氯 氯化氢 氮的氧化物
0.20～1.00 1～5
大气中腐蚀性气体的腐蚀程度
空气相对湿度，% 气体类别 A 腐蚀程度 弱腐蚀
≤60
B C
D
弱腐蚀 中腐蚀
强腐蚀 弱腐蚀 中腐蚀 中腐蚀 强腐蚀 中腐蚀 中腐蚀 强腐蚀 强腐蚀
61～75
A B C D
>75
A B C D
腐蚀性气体的分类
气体分类 A 名称 二氧化碳 浓度，mg/m3 ≤2000 名称 氮的氧化物 浓度，mg/m3 < 0.1
自然环境＆工业腐蚀
针对普通碳钢管道、法兰阀门等钢质 构件
一、大气腐蚀
定义：由大气中的水、 氧、酸性污染物等物
1，干燥的大气腐蚀。 2，潮湿的大气腐蚀---大 气条件下钢材的腐蚀实质 上是水膜下的电化学腐蚀。 3，可见液膜下的大气腐蚀 ---指空气中的相对湿度 在 100%左右或在雨中及 其它水溶液中产生的腐 蚀。此时，水分在金属 表面已成液滴凝聚，存 在肉眼可见的水膜。
种无机盐类、有机物以及溶解的气体、悬浮物、 胶体、生物等。海水是含有3%～3.5%氯化钠、 PH值为8左右的良好电解质，而氯离子具有强 烈的侵蚀活性，钢在海洋环境中的腐蚀是十分 严重的。
影响海水腐蚀的主要因素
氧气的含量---它可以与铁化合形成铁锈。 PH值对腐蚀---随金属而异，通常水的酸性越
起金属表面电化学不均匀性； 4、有些细菌可以直接参与电化学腐蚀过程；
5、在金属表面形成一个隔离层，使层内介质与外部海水的交 换受阻。
6、多数金属来说，附着生物能够降低平均腐蚀率，而加剧其 局部腐蚀。
海水中金属的腐蚀
海洋大气区 浪花飞溅区
潮差区
海水全浸区 海泥区
海水中的PH 值、含盐量、氯离子、硫化物、硝酸根等
质的作用而引起的腐 蚀，称为大气腐蚀
大气环境腐蚀性分类
按照国标GB /T 15957-1995《大气环境腐蚀性分类》
腐蚀类型
等级 名称
腐蚀速率 mm/a
腐蚀环境
环境气体类型 相对湿度 （年平均） % <60 60～75 <60 >70 60～75 <60 >75 60～75 <60 >75 60～75 >75 大气环境
土壤中的微生物对金属腐蚀有很大影响，主要为厌氧的硫酸盐还



原菌和好氧的硫杆菌、铁细菌等，其中以硫酸盐还原菌危害最大， 它参加电极反应的作用是将可溶的硫酸盐转化为硫化氢，并和铁 作用生成硫化亚铁。其电极反应为： 阳极过程：Fe → Fe2++2e 阴极过程：H++e → H 细菌参加的阴极反应为原子氢和硫酸盐作用，即： 8H+SO42- → S2-+4H2O 二次腐蚀产物： Fe2++S2- → FeS Fe2++2OH- → Fe(OH)2 总反应式： 4Fe + SO42- + 4H2O = FeS + 2OH- + 3Fe(OH)2
项目，确定海水的腐蚀性。
三、 土壤腐蚀
背景：土壤是一种极其复杂且不均匀的固、液、气三
相体系，金属的腐蚀性能与其电阻率、溶解离子的种 类和数量、含水量、温度、透气性、PH值、氧化还原 电位、微生物影响等因素有着密切的关系。
根据有关技术文献报导，对照土壤腐蚀性能等级分类
表，在土壤腐蚀性强的地区，钢管的平均腐蚀速率可 达0.125mm/a，最大局部孔蚀深度可达1～1.75mm/a， 厚度为6mm的钢管在4～6年内便会出现腐蚀穿孔现象， 在土壤腐蚀性为中等的地区，钢管运行10～15年之后 也将会腐蚀穿孔，导致泄漏事故。这是造成埋地管网 产生严重腐蚀的外界因素。
< 0.1
< 0.05 0.1～5 0.1～1 0.05～5 5.1～25 1.1～5 5.1～10 26～100
氟化氢
硫化氢11Biblioteka 100>100氯
氯化氢、
5.1～10
11～100
大气腐蚀的影响因素
水的影响 SO2的影响
海洋大气的影响
其他影响
通过分析大气中的相对湿度、PH 值、含盐量、氯离子、