腐蚀控制方法
腐蚀及腐蚀控制
建立数字化防腐管理系统，整合腐蚀数据、设备运行数据等，实现智能化分析和 决策支持。
环境友好型防腐技术的探索
绿色防腐涂料
研发低毒、低挥发性有机化合物（VOC）的环保型防腐涂料， 降低对环境和人体的危害。
微生物防腐技术
利用微生物代谢产物对金属进行防腐蚀处理，具有环保、高 效、低成本等优点。
3
残余应力
金属制造过程中产生的残余应力可以提高腐蚀速 率。
03
腐蚀控制方法
防腐材料选择
耐腐蚀材料
选择对特定腐蚀介质具有 高耐受性的材料，如不锈 钢、钛合金、工程塑料等。
复合材料
利用两种或多种材料的特 性，通过复合形成具有优 异耐腐蚀性能的复合材料。
表面改性
通过物理或化学方法改变 材料表面的性质，以提高 其耐腐蚀性能。
这些技术的应用可以有效地保护建筑 物的结构和材料，延长建筑物的使用 寿命，提高建筑的安全性和耐久性。
在建筑行业中，常用的腐蚀控制技术 包括防锈涂料、耐候钢、防腐木等。
交通运输行业
1
交通运输行业是腐蚀控制技术应用的另一个重要 领域，因为该行业涉及到大量的金属结构和设备， 如车辆、船舶、飞机等。
2
在交通运输行业中，常用的腐蚀控制技术包括防 腐涂层、防锈油、金属喷涂等。
对某些金属，通过外加电流使其阳极氧化，形成致密的保护膜。
牺牲阳极保护
利用电位较负的金属作为牺牲阳极，为被保护金属提供电子，降低 腐蚀速率。
环境控制与缓蚀剂
环境控制
通过改变环境条件，如温度、湿度、pH值等，以降低腐蚀速率。
缓蚀剂
在腐蚀介质中添加少量缓蚀剂，通过化学作用抑制金属的腐蚀反应。
防锈包装
将金属物品包装在防锈材料中，以隔绝空气和水分，防止腐蚀发生。
金属腐蚀的控制方法
１ ． ３ 按缓 蚀剂 对金属表 面状态 的影 响分 类 ，可分为 成膜型缓 蚀剂 和 吸 附型缓蚀 剂 。 １ ． ４ 按 环境介 质不 同 ，可分为 中性介 质缓蚀 剂、酸性 缓蚀 剂 、气 相 缓蚀 剂等 。 ２ ． 缓蚀 剂的作 用机理
２ ． １吸 附 理 论
吸附理 论 认为 ，许 多有机 缓蚀 剂属 于表 面活 性物 质 ，有机 分子 由 亲水 疏油 的极 性基 和疏 水亲 油 的非极性 基 两部分 组成 。 当将它 们加入 到介 质 中时 ，缓 蚀 剂的 极性 基 因定 向吸附 排列在 金属 的表 面 ，从表 面 上排 出 了水 分 子或 氢离子 等 腐蚀性 介质 ，或者使 介质 的分 子或 离子 接 近金 属表面 ，从而起 到缓蚀 作用 。
三、缓蚀 剂防腐 方法
１ ． 缓蚀 剂的分 类
１ ． １ 按 缓蚀剂 的化学组 成分类 ，可将缓 蚀剂 分为无机 缓蚀 剂和有 机 缓蚀 剂 。 １ ． ２按缓 蚀 剂对 电极 过 程 的影 响分 类 ，可 把缓 蚀 剂分 为 阳极 缓 蚀 阴极缓 蚀剂和 混合型 缓蚀 剂。 剂、
２ ． ２ 成膜 理论 成 膜理 论认 为 ，缓蚀 剂 的分 子能 与金 属或腐 蚀性 介质 的离 子发 生 化学 作用 ，其 结果 在金 属表 面生 成了 具有 保护作 用 的、不 溶或难 溶 的 化合物 膜层 ，从而起 到 了缓 蚀 的作 用 。 ２ ． ３电极 过程 抑制理论 电极过 程 抑制理 论认 为 ，缓蚀 荆之 所 以起到缓 蚀 作用 ，是 由于缓 蚀剂 的加入 抑制 了 金属在 介质 中发 生腐 蚀 的 电化 学过 程 ，从而使 腐蚀 速率 减慢 ，即起到 了缓蚀作 用 。 ‘
２０
…
丝 １ ３ 年月 ８ Ｊ ■
12腐蚀控制方法2016
典型的牺牲阳极材料
• 镁合金
镁阳极主要有：纯Mg、Mg-Mn系合金和Mg-Al-Zn-Mn系合金三类。
150A三台，100A三台，备用三台
阴极保护设计
（6）阳极材料
高硅铸钢，阳极电流控制小于100A/m2， 设计损耗量0.4kg/A，阳极自然沉置于
海底面上。阳极布点应满足各根桩上保
护电位达到要求。
（7）参比电极
泰州航海电器厂产的船用粉压银/氯化银电极。
阴极保护设计
保护效果检查方法：
（1）测定钢板厚度（超声波探伤测厚仪） （2）挂片法检查保护效果 （3）保护电位测量法检测
有机衬里（橡胶、塑料、玻璃钢）
非金属覆盖层
无机涂层（搪瓷、玻璃、硅酸盐水泥、陶瓷） 无机覆盖层 砖板衬里（天然石材、瓷砖和瓷板、铸石砖板、 不透性石墨砖板）
涂料涂层（油漆）
a. 防锈漆 (1) 铁红防锈漆
(2) 云母氧化铁防锈漆
(3) 玻璃鳞片涂料 (4) 红丹漆（Pb3O4） b. 醇酸树脂涂料 以醇酸树脂为成膜物质的涂料。漆膜丰满光亮、机械强度好，耐侯保 光好，附着力强、价廉、加工性能好。 广泛用于轻工、车辆、船舶、桥梁等行业。
12.3 采用覆盖层保护
覆盖层的种类：
电镀
化学镀 热喷镀 渗镀
金属覆盖层
热镀 包镀 金属衬里 物理气相沉积 化学气相沉积 真空蒸发镀膜 溅射镀 离子镀 离子注入
• 电镀
用直流或脉冲电源，以电解的方法,在作为阴极的金属或非金属表
面沉积一层金属、合金镀层或金属与非金属固体微粒的复合镀层 的过程。
单金属镀层：Zn、Cd、Sn、Cu、Ni、Cr、Au、Ag 等 合金镀层：Cu-Zn、Sn-Ni、Ni-Fe、Zn-Ni、Zn-Ni-Fe 等 复合镀层：Ni-SiO2、Ni-P-SiC 等 优点：镀层厚度均匀可控；镀层与镀件结合牢固；装饰功能
腐蚀控制的方法
腐蚀控制的方法1. 根据使用的环境，正确地选用金属材料和非金属材料；2. 对产品进行合理的结构设计和工艺设计，以减少产品在加工、装配、储存等环节中的腐蚀；3. 采用各种改善腐蚀环境的措施，如在封闭或循环的体系中使用缓蚀剂，以及脱气、除氧和脱盐等；4. 采用化学保护方法，包括阴极保护和阳极保护技术；5. 在基材上施加保护涂层，包括金属涂层和非金属涂层。
全面腐蚀与局部腐蚀全面腐蚀是常见的一种腐蚀。
全面腐蚀是指整个金属表面均发生腐蚀，它可以是均匀的也可以是不均匀的。
全面腐蚀速度也称均匀腐蚀速度，常用的表示方法有重量法和深度法。
局部腐蚀主要有点蚀（孔蚀）、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、湍流腐蚀等。
点腐蚀（孔蚀）------是一种腐蚀集中在金属（合金）表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式，简称点蚀。
点蚀是一种典型的局部腐蚀形式，具有较大的隐患性及破坏性。
点蚀表面直径等于或小于它的深度。
一般只有几十微米。
点蚀发生的条件1．表面易生成钝化膜的材料，如不锈钢、铝、铅合金；或表面镀有阴极性镀层的金属，如碳钢表面镀锡、铜镍等。
2．在有特殊离子的介质中易发生点蚀，如不锈钢在卤素离子的溶液中易发生点蚀。
3．电位大于点蚀电位（Ebr）易发生点蚀。
影响点蚀的因素及预防措施合金成分、表面状态及介质的组成，pH 值、温度等，都是影响点蚀的主要因素。
不锈钢中Cr 是最有效提高耐点蚀性能的合金元素，如与Mo、Ni、N 等合金元素配合，效果最好。
降低钢中的P、S、C 等杂质含量可降低点蚀敏感性。
奥氏体不锈钢经过固溶处理后耐点蚀。
预防点蚀的措施：（1）加入抗点蚀的合金元素，含高Cr、Mo 或含少量N 及低C 的不锈钢抗点蚀效果最好。
如双相不锈钢及超纯铁素体不锈钢。
（2）电化学保护。
（3）使用缓蚀剂。
常用的缓蚀剂有硝酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐等。
缝隙腐蚀可发生在所有金属和合金上，且钝化金属及合金更容易发生。
任何介质（酸碱盐）均可发生缝隙腐蚀，含Cl-的溶液更容易发生。
腐蚀和腐蚀控制原理
第一部分基本概念1.金属腐蚀：金属受到环境的化学、电化学、物理作用而破坏或变质的现象。
2.化学腐蚀：金属表面与周围介质直接发生纯化学作用而引起的破环。
3.电化学腐蚀：金属表面与离子导体的电解质发生电化学反应而引起的破环。
4.平衡电极电位：当一个电极反应的阴极反应速率和阳极反应速率相等时，电荷和物质都达到平衡，在这种情况下，金属/溶液界面上就有一个恒定的电位差，这个差值就叫做金属的平衡电极电位。
5.非平衡电极电位：当电极反应偏离平衡状态时，电极系统的电极电位就偏离平衡电极电位，这时的电极电位就叫做非平衡电极电位。
6.共轭体系：如果在一个孤立的电极上，同时以相等的速率进行着一个阴极反应和一个阳极反应，那么这个时候的腐蚀体系就称为共轭体系。
7．混合电位：在一对共轭体系中，电极电位E既是阳极反应的非平衡电极，又是阴极反应的非平衡电极电位，我们把电极电位E称为共轭体系的混合电位。
8.交换电流密度：一个电极反应的阳极反应电流密度ia与阴极电流密度ik相等时的电流密度，即i0=ia=ik ，i0就称为交换电流密度。
9.自腐蚀电流密度：在一个腐蚀体系中，阴极反应速率与阳极反应速率相等时，即ia=ik=ic，ic就称为金属的自腐蚀电流密度。
10.电化学极化：如果电极反应所需要的活化能较高，即电荷转移的电化学速度变得很慢，使之成为整个电极过程的控制步骤，由此导致的极化称为电化学极化或者活化极化。
11.浓度极化：如果电子转移步骤很快，而液相传质步骤非常慢慢，以至于成为整个电极反应的控制步骤，由此导致的极化称为浓度极化或者浓差极化。
12.氢的去极化腐蚀：金属在腐蚀介质中，如果金属的平衡电极电位比氢的平衡电极电位低，氢就会作为阴极，金属作为阳极溶解而腐蚀。
13.氧的去极化腐蚀：金属在含氧的腐蚀介质中，如果金属的平衡电极电位比氧气的平衡电极电位低，氧就会作为阴极，金属就作为阳极溶解而腐蚀。
第二部分画图题1（见作业题7题）请绘制Fe-H2O体系的电位-PH图，并在图中标出下面腐蚀行为的位置。
海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制
海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制海边地区的电厂经常面临着高腐蚀性环境的挑战。
海水中的盐分、湿度和气候条件会导致设备和结构的腐蚀，给电厂的正常运行带来极大的影响。
海边电厂必须采取有效的防腐控制措施，以保证设备的安全、可靠运行。
本文将就海边电厂在高腐蚀性环境下的防腐控制进行详细介绍。
1. 材料选择在海边电厂建设过程中，材料的选择是防腐的第一步。
应当选择具有良好耐蚀性能且适应海边环境的材料。
一般来说，不锈钢、镍合金和钛合金等材料具有较好的耐腐蚀性能，能够在高腐蚀性环境下长时间保持稳定的性能。
在设备和管道的选择上，应尽量避免使用容易受腐蚀影响的材料，如碳钢等。
2. 防腐涂层在海边电厂的设备表面涂覆防腐层，是常见的防腐控制措施。
由于海水中的盐分较高，容易造成金属表面的腐蚀，因此选用合适的防腐涂层材料对设备和结构进行保护至关重要。
丙烯酸树脂、环氧树脂等耐化学腐蚀的防腐涂料是比较理想的选择。
定期对涂层进行检测和维护也是非常重要的，以保证其有效的保护作用。
3. 设备维护海边电厂设备的维护非常关键。
由于长期受到海水的侵蚀，设备和结构容易出现腐蚀、锈蚀等问题。
电厂必须制定专门的设备维护计划，包括对设备进行定期的清洗、防腐处理和检测等工作。
对于容易受腐蚀的设备，如泵、管道等，需要加强维护和保养工作，确保其在海边环境下的长期可靠运行。
4. 腐蚀监测为了及时掌握设备和结构的腐蚀情况，海边电厂需要建立健全的腐蚀监测系统。
通过定期的腐蚀监测，可以及时发现腐蚀问题，采取相应的预防和修复措施。
常见的腐蚀监测手段包括超声波检测、磁粉探伤、金属电化学腐蚀率检测等。
通过这些监测手段，可以对设备和结构的腐蚀情况进行全面、及时的了解，从而保证设备的安全可靠运行。
5. 环保措施除了腐蚀控制之外，海边电厂还需要重视环保措施。
海水冷却系统是电厂环保的重要组成部分，需要采取科学有效的措施，确保其不会对生态环境造成不良影响。
对于海水排放、废水处理、废气排放等问题，电厂必须严格遵守相关的环保法规和标准，做好环保治理工作。
第五章腐蚀的控制方法
第五章腐蚀的控制⽅法第五章腐蚀的控制⽅法在不同情况下引起⾦属腐蚀的原因是不尽相同的，因此根据不同情况采⽤的防腐技术也是多种多样的。
在⽣产实践中⽤的最多的防腐技术⼤致可分为如下⼏类：1、合理选材，根据不同介质和使⽤件选⽤合适的⾦属材料和⾮⾦属材料；2、阴极保护：利⽤⾦属电化学腐蚀原理，将被保护⾦属设备进⾏外加阴极化以降低或防⽌⾦属腐蚀；3、阳极保护，对于钝化溶液和易钝化⾦属组成的腐蚀体系，可以采⽤外加阳极电流的⽅法使被保护⾦属设备进⾏阳极钝化以降低⾦属腐蚀；4、介质处理，包括去除介质中促进腐蚀的有害成分（例如锅炉给⽔的除氧）调节介质的PH 值及改变介质的湿度等；5、添加缓蚀剂。
往体系中添加少量能阻⽌或减缓⾦属腐蚀的物质以保护⾦属；6、⾦属表⾯覆盖层。
在⾦属表⾯喷、射、渗、镀、涂上⼀层耐蚀性好的⾦属或⾮⾦属物质以及将⾦属进⾏氧化处理。
使被保护⾦属表⾯与介质机械隔离⽽降低⾦属腐蚀；7.合理的防腐蚀设计及改进⽣产⼯艺流程以减轻或防⽌⾦属的腐蚀。
每⼀种防腐蚀措施都有其应有范围和条件。
使⽤时要注意。
对⼀种情况有效的措施，在另⼀种情况下就可能是⽆效的；有时甚⾄是有害的。
例如：阳极保护只适⽤于⾦属在介质中易于阳极钝化的体系，如果不能造成钝态，则阳极极化不仅不能减缓腐蚀，反⽽会加速⾦属的阳极溶解。
另外，在某些情况下，采取单⼀的防腐蚀措施其效果并不明显，但如果采⽤两种或多种防腐蚀措施进⾏联合保护，就⽐单⼀种⽅法效果好得多。
对于⼀个具体的腐蚀体系究竟采⽤哪种措施的防腐蚀，应根据腐蚀原因，环境条件各种措施的防腐蚀效果，施⼯难易以及经济效益综合考虑。
第⼀节合理选⽤耐腐蚀材料⼀、设备的⼯作条件(介质，温度和压⼒)对材料的要求设备的⼯作介质的情况是选材时⾸先要分析考虑的。
例如⼯作介质是硝酸，其为氧化性酸，应选⽤在氧化性介质中易形成氧化膜的材料，如不锈钢，铝，钛等⾦属材料，稀硝酸⽤不锈钢，浓硝酸⽤纯铝；如果⼯作介质是盐酸，其为还原性酸，应选⽤⾮⾦属材料。
腐蚀原理与控制
腐蚀率要求低于0.2mpy（5um/年）
不锈钢
是一种合金，添加了铬、镍、钼等金属 氧化铬膜很好地防止了腐蚀 氯离子，氧化锰增加腐蚀
位置
电偶腐蚀
• 不同材质金属接 触引起的；
• 腐蚀速率取决于 活性金属/惰性金 属的面积比值
• 冷却水系统的电 导率大小也影响 腐蚀率
• 系统中Cu2+过高， 会造成电偶腐蚀
Galvanic Series for Common Meals & Alloys 常见金属（合金）的 电偶序
Galvanic Series of Metals and Alloys Corroded End (Anodic, or Least Noble) 易被腐蚀（阳极，活泼）
锈瘤（腐蚀瘤）
• 水流速较快时，顺着水流方向弯曲 • 中空，离子可以在其中移动，特别是亚铁离子能到达外面形成
更多的铁锈
腐蚀瘤的规避
• 化学处理---增强缓蚀和分散的能力 • 增加流速，加强旁滤 • 涂层，阴极保护，牺牲阳极等；换不锈钢、
铜合金等
垢下腐蚀
浓差电池机理 与锈瘤不同的是，垢下腐蚀也发生在合金表面，例如不 锈钢，铜合金等
酸腐蚀
• 主要是pH控制不当造成 • 强酸腐蚀（局部） • 弱酸腐蚀（比较均匀）
碱腐蚀
• 通常碳钢、不锈钢、铸铁等受碱腐蚀影响不大 • 铝合金和镀锌管道等双性金属很容易受到影响 • 铜合金主要怕氨引起的腐蚀，氢氧根的碱性影响
金属腐蚀理论及腐蚀控制
金属腐蚀理论及腐蚀控制第一部分腐蚀原理一、均匀腐蚀速率1-1.根据表1-1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度v-和年腐蚀深度vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1-1碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质样品材料矩形薄板样品尺寸（mm）腐蚀前重量W0（g）浸泡时间t（HR）腐蚀后重量W1（g）30%硝酸，25？碳钢20？40? 318.71534518.6739铝30？40? 516.18204516.13471-2. 奥氏体不锈钢和铝广泛用于硝酸工业。
根据表1-2中的数据，计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速率VP，分析结果，并比较两种材料的耐腐蚀性。
表1-2不锈钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质试样材料圆形薄板试样尺寸(mm)腐蚀前重w0(g)浸泡时间t(tr)腐蚀后重w1(g)20%hno3,25?c不锈钢?30?422.336740022.2743铝?40?516.96462016.915198%hno3,85?c不锈钢?30?422.3367222.2906铝?40?516.96464016.92501-3.已知锌氧化生成的表面膜组成为zno，根据表1-3中所列的数据计算不同试验时间所得到的平均腐蚀速度vp，画出vp随时间变化的曲线。
所得结果说明了什么？表1-3 400℃时的锌含量？C氧化试验数据试验时间（HR）样品增重（mg/cm2）100.32200.45400.57600.64800.681200.761600.811-4将镁在0.5mol/lnacl溶液中浸泡100小时后，共释放330cm3氢气。
1-1rocifn?a?v试验温度25?c，压力760mmhg；试样尺寸为20?20?0.5(mm)的薄板。
计算镁试样的失重腐蚀速度vp。
（在25?c时水的饱和蒸汽压为23.8mmhg）1-5. 表面积为20cm2的铜样品为700？C在氧气中氧化2小时，消耗了13.6cm3的氧气（在25℃下测量，1atm）。
腐蚀与防护-第十四章-腐蚀控制方法
➢防止环境诱发破裂（应力作用下的 腐蚀）
环境诱发破裂是由机械应力和腐蚀联 合作用产生，包括应力腐蚀破裂和腐蚀 疲劳。防止这类破坏的措施旨在消除拉 应力、交变应力的腐蚀环境，如尖角以 圆角过渡，如果可能时使两者一并除去
➢设备和构筑物的位置要合理
设备装置的布置应尽量避免相互之间可能产 生的不利或有害影响，如贮液设备、液体输送 设备或排泄设备应与电控设备留有一定的安全 距离。
境 染 性 和 酸 酸酸 和
酸水氧 氟
性溶非
非
化酸
大液氧
氧
性和
气
化
化
溶烧
介
介
液碱
质
质
液
B 材料的物理、机械和加工性满足设备或物 件的设计与制造要求
结构材料耐蚀性、机械性能(如强度、硬度、弹 性、塑性、冲击韧性、疲劳性能等)、物理性能 (如耐热、导电、导热、光、磁及密度、比重等)、 工艺性能(如机加工、铸造、焊接性能等)达标。
（5）防腐蚀工艺设计
金属材料在加工制造、装配及贮运等过程中，可能发生 腐蚀或留下腐蚀隐患．因此必须重视防腐蚀工艺设计。
速度＜0.05 mm/y
腐蚀速度 0.05~0.5 mm/y 腐蚀速度 0.5~1.5 mm/y 腐蚀速度>1.5 mm/y
C 腐蚀试验
• 进行腐蚀试验。资料中所列的使用条件未 必与实际使用条件完全一致
• 腐蚀试验应是接近十实际环境 • 腐蚀实验可分为：实验室试验、现场挂片
试验、实物试验 • 获得可靠的材料腐蚀性能数据
材料 （1）选择恰当的耐蚀材料（预定环境）
（2）研制更优良耐蚀性能的新材料（使用环境中）
环境 降低环境对金属材料的腐蚀性。 界面 （1）避免设备暴露表面局部区域条件强化
材料在h2s和co2环境中的腐蚀机理和控制研究
材料在h2s和co2环境中的腐蚀机理和控制研究材料在h2s和co2环境中的腐蚀机理和控制研究一、引言在实际工程中，材料腐蚀一直是一个重要的问题。
尤其是在含有H2S 和CO2等腐蚀性气体的环境中，材料的腐蚀问题更加突出。
对材料在H2S和CO2环境中的腐蚀机理和控制研究具有重要的实际意义。
本文将从腐蚀机理、腐蚀控制以及个人观点和理解等方面展开探讨。
二、材料在H2S和CO2环境中的腐蚀机理1. 概述H2S和CO2是常见的腐蚀性气体，它们可以在一定条件下对金属材料进行腐蚀。
在H2S和CO2环境中，腐蚀机理主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
2. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属材料在H2S和CO2环境中直接与腐蚀性气体发生化学反应，导致金属表面的腐蚀。
在H2S环境中，金属很容易与H2S 气体发生反应生成金属硫化物，从而导致材料的腐蚀。
3. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属材料在H2S和CO2环境中通过电化学过程引起的腐蚀。
这种腐蚀机理与材料的电化学性质有关，主要包括阳极溶解和阴极还原等过程。
三、材料在H2S和CO2环境中的腐蚀控制1. 表面涂层表面涂层是一种常见的腐蚀控制方法，通过在金属表面涂覆一层具有良好腐蚀性能的材料，来提高材料的抗腐蚀能力。
对电力设备中的金属部件进行漆包处理，可以有效地防止H2S和CO2对金属的腐蚀。
2. 硬质合金涂层硬质合金涂层是一种新型的腐蚀控制技术，它具有高硬度、耐磨损和良好的耐腐蚀性能。
这种涂层可以有效地提高材料在H2S和CO2环境中的抗腐蚀能力。
3. 材料合金设计通过合金设计，可以改变材料的化学成分和微观结构，从而提高材料的抗腐蚀能力。
向铁基材料中加入Cr、Ni等合金元素，可以明显地提高材料在H2S和CO2环境中的抗腐蚀能力。
四、个人观点和理解在我看来，材料在H2S和CO2环境中的腐蚀问题是一个复杂而又重要的课题。
腐蚀是材料科学中的一个长期研究课题，而在含有H2S和CO2等腐蚀性气体的环境中的腐蚀问题更加突出。
微生物腐蚀机理及其控制技术
微生物腐蚀机理及其控制技术微生物腐蚀是指微生物对金属材料进行腐蚀和破坏的一种现象。
微生物腐蚀常常会对机器设备、建筑结构和管道系统等造成严重的经济损失和安全隐患。
因此，研究微生物腐蚀机理及其控制技术具有重要意义。
一、微生物腐蚀机理微生物腐蚀有许多不同的机理。
其中最常见的是由于微生物代谢能力引起的化学反应。
微生物，特别是一些硫酸盐还原细菌，可以利用金属表面上的氧化物作为电子受体，释放出一些氧化性物质，例如硫酸根离子。
这些物质可以直接腐蚀金属材料，形成氢离子、电子和金属离子等产物。
此外，一些微生物可以在金属表面形成特定的生物膜，称为“微生物群落”，这些生物膜可以隔离金属表面与环境的直接接触。
当这些生物膜中的微生物受到压力或营养不足等刺激时，它们可能会释放酸性物质或氧化性物质，导致金属材料被腐蚀。
另外，当金属表面上存在微小的裂缝和缺陷时，微生物群落可以在这些裂缝和缺陷中生长，形成小孔。
随着时间的推移，这些孔会扩大并聚合，最终导致金属材料的失效。
二、微生物腐蚀控制技术为了控制微生物腐蚀，需要采用不同的控制技术。
这些控制技术包括化学物质喷洒、杀菌剂注射、电化学处理、表面改性和防护涂层等。
1. 化学物质喷洒通常可以使用过氧化氢、次氯酸钠和氯化铜等化学物质来杀灭微生物群落。
这些化学物质被用于喷洒到金属表面和管道系统中，以避免微生物群落形成。
2. 杀菌剂注射杀菌剂可以通过注射管道提供和保护的方式，直接注入管道系统中有效杀灭微生物，从而可以有效控制微生物腐蚀。
这种杀菌剂通常是具有杀菌作用的氧化剂和还原剂。
3. 电化学处理电化学处理可以通过在金属表面施加电极电位或电流来改善金属表面的保护，并抑制微生物腐蚀。
例如，在金属表面施加阳极保护电流可以改善金属的表面保护，并且使得微生物很难生长。
4. 表面改性在金属表面涂覆一些表面改性剂可以增强金属材料的表面保护能力，并且防止微生物群落的形成。
这些表面改性剂通常是一些能形成稳定保护膜的化学物质。
控制腐蚀的方法有哪些
控制腐蚀的方法有哪些?
防止腐蚀的方法很多，但在冷却水系统中，最常用的是在冷却水中投加缓蚀剂。
除此以外、在冷却水系统中，也采用电化学保护法，涂料覆盖换热器水侧管壁等方法。
（1）化学处理法————添加缓蚀剂即在循环冷却水系统中加入低剂量的缓蚀剂（又称腐蚀抑制剂），使金属的腐蚀受到抑制。
缓蚀剂在水中的浓度一般保持在每升几毫克到几十毫克。
是目前应用最广泛的经济实用方法。
缓蚀剂的缓蚀机理可从电化学腐蚀抑制和形成金属保护膜两个角度来看。
从电化学腐蚀角度看，缓蚀剂抑制了阳极或阴极过程，在金属表面产生极化作用，使腐蚀电流减小，达到缓蚀作用。
从成膜理论角度看，缓蚀剂在金属表面上形成一层难溶的保护膜，阻止了冷却水中氧的扩散和金属的溶解。
（2）提高运行pH值提高循环冷却水系统运行的pH值可以降低碳钢的腐蚀速度。
这是因为天然水中均含有一定量的碳酸氢盐及碳酸盐，pH值提高之后碳酸盐碱度提高了，容易在金属表面形成碳酸盐保护膜。
同时当pH值达到8.0以上时，溶解氧就使碳钢表面生产一层钝化膜（Y-Fe2O2）。
由于循环冷却水在曝气和提高浓缩倍数时，水的pH值会自然增长，一般在8.0～9.5之间。
故可尽量在自然pH 值下运行，系统中可不加酸或少加酸。
（3）涂料覆盖法这种方法是在碳钢换热器的传热表面或封头上涂上防腐涂料，形成一层连续的牢固附着的薄膜，使金属与冷却水隔绝，避免受到腐蚀。
（4）电化学保护法阴极保护法。
以上防腐方法中，（4）法不常用，（1）、（2）、（3）法均常用。
可以单独采用其中一种，也可以几种方法共用。
第7章 腐蚀控制方法及其选择
阳极保护原理 基本原理
阳极保护就是使被保护金属构 件通过阳极极化进入到金属的 稳定钝化区。
E
过钝化区
Etp Eb Ep Epp Ecorr 0
D M C
N 稳定钝化区
过渡区 B A lgip lgipp lgi 活化区
二、阳极保护
E H EO2 G F 析氧区
7.2 腐蚀环境处理和缓蚀剂的应用
三、缓蚀剂的作用机理 缓蚀剂缓蚀作用的物理化学机理 沉淀膜型缓蚀剂：
缓蚀剂相互作用或由缓蚀剂与介质中存在的金属离子 在金属表面形成防腐蚀沉淀膜的缓蚀剂。 特点： 1、 厚而多孔，与金属的结合力差，缓蚀效果较差， 可能形成结垢； 2、沉淀膜的厚度大于钝化膜，电阻大且隔离腐蚀介 质，可以抑制金属的腐蚀。 例：中性含氧的水溶液中，硫酸锌对铁的缓蚀作用: 锌离子与阴极反应生成的氢氧离子反应而生成氢氧化锌沉 淀膜。
其他分类
7.2 腐蚀环境处理和缓蚀剂的应用
三、缓蚀剂的作用机理
缓蚀剂的电化学机理
阳极型缓蚀剂之一——阳极钝化 型缓蚀剂，该类缓蚀剂可使腐蚀 金属的电位正移，进入钝化曲线 的稳定钝化区，从而阻滞了金属 的腐蚀。
7.2 腐蚀环境处理和缓蚀剂的应用
三、缓蚀剂的作用机理
缓蚀剂的电化学机理
阳极型缓蚀剂之二——阴极去极 化型缓蚀剂。
潮湿空气是产生大气腐蚀的重要条件，如果能 通过排除湿气的办法来改变环境的湿度，从而 使金属处于干燥的环境之下，则可以减轻或防 止金属腐蚀。
7.2 腐蚀环境处理和缓蚀剂的应用
一、腐蚀环境的处理 材料的相容性
当一种材料与另一种材料接触时，实际上也是 腐蚀环境问题，不相容的材料如果没有防护措 施，则不能在一起共同使用。
7.2 腐蚀环境处理和缓蚀剂的应 用
01 腐蚀及腐蚀控制
9 of 39
Name of Division, Function, Segment, Product 腐蚀电池
如果腐蚀发生，会有4个要素形成腐蚀电池：阴极/阳极/金属通道/电解液
返回通道（金属） Return Path (Metallic)
电子流 Electron Flow
Electrolyte
腐蚀和腐蚀控制—目录
腐蚀的定义 影响腐蚀速率的要素 腐蚀环境的分类 腐蚀控制
Name of Division, Function, Segment, Product
腐蚀环境的分类 什么是 ISO 12944？
ISO = International Standards Organisation () 它是总部设在瑞士的国际标准组织： • 在九十年代中期，涂料工业与腐蚀专家一起组成了一个委员会，研究有关钢结 构的防腐问题 - 这就是 ISO 12944，正在世界各地逐步取代国家标准和地区 标准； ISO 12944：色漆和清漆–防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护 • 旨在帮助腐蚀工程师和腐蚀研究专家采用最佳的方法防止新建钢结构的腐蚀； • 适用于除了微生物、化学品、机械作用、火等介质以外的所有钢结构的涂料体 系防腐保护；
铁生锈是铁与空气中的氧气和水接触，发生化学反应，而产生的一种 化学腐蚀。
4Fe+3O2+H2O= 2Fe2O3·H2O
Name of Division, Function, Segment, Product
Name of Division, Function, Segment, Product
钢
Name of Division, Function, Segment, Product
ISO 12944：2007 色漆和清漆–防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护
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选材
（b）腐蚀选材图
温 400 度 º C 350
Dur高硅铁 D－20 Durimet 20 合金 C2 高镍钼合金 C3 高镍相铬合金 点 沸 pb C2 Dur
线 曲 pb Dur
Dur
250
c2
C3
Dur
200
pb C2 C3 D-20 Dur
Dur D-20 C2
150
C3
100
pb
C2
C3
D-20 Dur Fe pb D-20 C2 C3 Dur
50
0 10 20 30 40
除pb以外 其他合金
50
60
70
80
90
100
硫酸 %
硫酸的简单选材图
(按腐蚀速度≼20 mpy)
（c）腐蚀试验
实验室试验 现场挂片试验 实物试验
（4）经济性 （a）经济指标总的目标是工程投资最少，回收 年限最短。 （b）腐蚀控制的费用自然应当低于腐蚀造成的 经济损失，包括直接损失和间接损失，而间 接损失往往比直接损失大得多 。 （c）在实际选材工作中，材料来源和交货时间 起着重要的作用。
0
1。2 0。8 0。4
b
ZnO2
腐蚀Zn
2+
a
钝 态 （ ）
Zn
-0。4
oH 2
-0。8 -1。2 -1。6
稳定Zn
ZnO2
2-
-2
0
2
4
6
8 PH
10
12
14
16
（b）动力学原理
（c）保护参数
最小保护电位Epr：阴极保护中所取的极化电位。显然， 要使金属的腐蚀速度降低到零，达到“完全保护”(即保 护度η =100%)，必须取阳极反应平衡电位作为保护电位， 即取Epr = Eea
从腐蚀体系的构成分析腐蚀控制途径可 以从以下几个方面考虑 ： （1）正确选用耐蚀金属材料 ——材料问题 复 （2）介质处理——环境问题 杂 （3）金属表面覆盖层——界面问题 系 统 （4）电化学保护——电化学活性问题 工 （5）合理的防腐设计——设计问题 程 （6）实行良好的维护管理——管理问题。
§8-1 合理选用耐蚀材料
1.设备的工作条件 （1）介质与外界条件 介质成分 温度 介质类型 压力 介质浓度 流速
（2）设备的类型与结构 设备的用途 结构特点 加工要求和加工量 设备在整个装置中所占的地位，以及各设 备之间的相互影响 是否易于检查、修理或更换 计划的使用寿命
（3）环境对材料的腐蚀影响 可能发生的腐蚀类型 对全面腐蚀有良好耐蚀性的材料，如不 锈钢，要特别注意可能发生的局 部腐蚀问题。 腐蚀破坏的后果
概述
1.腐蚀控制的基本概念 调节金属材料与环境之间的相互作用，使金属设 备、结构或零部件保持其强度和功能，不致因发 生腐蚀而劣化甚至损坏(失效)，以实现长期安全运 行，叫做腐蚀控制 。 腐蚀控制的目标是：使金属设备、结构或零部件 的腐蚀速度保持在一个比较合理的，可以接受的 水平。
2. 腐蚀控制的途径
（4）产品或工艺的特殊要求 污染 有毒
2.材料的性能
（1）物理机械性能
（a）物理性能：密度、传热性、导电性、热膨胀 系数等 （b）机械性能：强度、塑性、韧性等
（3）耐蚀性 耐蚀性能数据 （a）手册数据
《Crosion Data Survey》，开始由Nelson编篡，分为金属 材料分册和非金属材料分册，金属分册包括26种金属和合 金在1196种腐蚀介质中的腐蚀数据。非金属分册包括36 种非金属材料在803种腐蚀性溶液和气体中的腐蚀数据。
§8-2 合理的防腐设计
“腐蚀是从绘图板开始的” 设计包含的内容有防腐结构设计、防腐机械加 工设计、合理的工艺设计。
1、结构设计 （1）结构形式应尽量简单并合理
（2）便于制造、维修或局部更换
（3）消除滞流液、沉积物引起的腐蚀
（4）防止不利的连接、接触方式引起的腐蚀
（5）避免冷凝液引起的腐蚀(露点腐蚀)
§15-3 电化学保护
1、阴极保护 （1）概述 金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时， 电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa 减小， 反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小，称为 阴极保护效应。利用阴极保护效应减轻金属设 备腐蚀的防护方法叫做阴极保护 。
2。0 1。6
（2）基本原理 （a）热力学原理 电位-pH图
最小保护电流密度ipr：与所取最小保护电位对应的外 加极化电流密度叫做保护电流密度。
（3）两种阴极保护方法的比较
外加电流阴极保护所需保护电流是由直流电源(如 蓄电池、直流发电机、整流器等)提供的；而牺牲 阳极保护中所需保护电流是由牺牲阳极的溶解所 提供的。牺牲阳极材料都是活泼的有色金属，常 用的有锌、铝、镁。为了有效地发挥保护作用， 牺牲阳极的电位要足够负，阳极极化率要小，特 别是表面不能生成保护性的腐蚀产物膜，阳极溶 解要均匀。
(4)应用范围
（1）从理论上来讲，任何连续的电解质体系都可 以。 （2）工程上要求保护电流密度比较小，在经济上 才合算。 （3）设备形状不太复杂，避免遮蔽现象。
Hale Waihona Puke （4）常用金属材料都可以采用阴极保护，但 要防止过保护； （5）阴极保护对于缝隙腐蚀、磨损腐蚀、应 力腐蚀破裂、腐蚀疲劳以及黄铜脱锌等特殊腐 蚀的防止也有很好的效果； （6）阴极保护与涂料联合被公认为是最经济 有效的防护方法。
2、 阳极保护
（1）概念与发展 概念：将被保护设备与电源的正极相连，在一 定的电解质中对金属进行阳极极化至一定的电 位，金属建立起并维持钝态，使金属的腐蚀速 率显著降低的方法，称为阳极保护。 发展：1954年提出，1958年正式应用。
2 。0 1 。6
（6）避免环境差异引起的腐蚀
（7）避免应力以降低应力腐蚀破裂的倾向
（8）避免腐蚀介质流动引起的腐蚀
2、提高机械加工水平 （1）焊接的影响
（2）铸造的影响 缺陷 （3）冷热加工 残余应力 （4）表面处理 镀层质量
3、合理的工艺设计 （1）除去气体中的水分以降低腐蚀性 （2）高温度使气体中水分蒸发或不能冷凝，以降低 腐蚀 （3）去除对腐蚀有害的成分降低腐蚀 （4）改进工艺流程防止腐蚀 （5）工艺设计改进与设备结构设计改井相结合以降 低腐蚀 （6）严格工艺操作、设备运行和维护以免腐蚀事故 的发生