影响金属腐蚀的因素
钢铁锈蚀的条件
钢铁锈蚀的条件钢铁是一种重要的金属材料，具有高强度和耐腐蚀的特性，因此被广泛应用于建筑、制造和交通等领域。
然而，钢铁在特定的环境下会发生锈蚀，导致其性能下降甚至失效。
了解钢铁锈蚀的条件对于延长其使用寿命和保持其性能至关重要。
本文将介绍钢铁锈蚀的条件。
1. 氧气：钢铁的锈蚀是一种氧化反应，需要氧气参与。
在大气中，氧气是充足的，因此钢铁暴露在空气中就容易发生锈蚀。
特别是在潮湿的环境中，相对湿度较高，空气中的水分能够提供足够的氧气，加速钢铁的锈蚀过程。
2. 水：水是钢铁发生锈蚀的重要因素之一。
水分中的溶解氧可以与钢铁表面的金属离子发生反应，形成氧化物或氢氧化物，进而导致钢铁的锈蚀。
此外，水分中的离子也可以加速钢铁的腐蚀过程。
因此，潮湿的环境、水汽和液态水都会促进钢铁的锈蚀。
3. 盐：盐是导致钢铁锈蚀的重要因素之一。
盐含有氯离子，它们具有很强的腐蚀性。
当钢铁暴露在含有盐的环境中，盐会与钢铁表面的水分反应形成酸性物质，加速钢铁的锈蚀过程。
因此，海洋环境和含盐湿润的地区对钢铁的腐蚀更为严重。
4. 酸性环境：酸性环境也是钢铁锈蚀的条件之一。
酸能够与钢铁表面的金属离子发生反应，进而形成溶解的金属离子和气体，加速钢铁的腐蚀。
工业生产中的酸性废水和酸雨都会对钢铁的锈蚀起到促进作用。
5. 温度：温度对钢铁锈蚀的影响是复杂的。
一般情况下，较高的温度会加快钢铁的腐蚀速度，因为化学反应在较高温度下进行更快。
但在一些特殊情况下，低温也可能导致钢铁的锈蚀，因为低温下水分会凝结在钢铁表面，形成钢铁锈的条件。
了解钢铁锈蚀的条件有助于我们采取相应的措施来保护钢铁材料。
例如，在海洋环境中使用钢铁材料时，可以采用防腐蚀涂层或使用不锈钢等耐腐蚀材料。
此外，定期维护和清洁钢铁材料，保持其表面干燥也是防止锈蚀的重要措施。
钢铁锈蚀的条件包括氧气、水、盐、酸性环境和温度等因素。
了解这些条件有助于我们预防钢铁的锈蚀，延长其使用寿命和保持其性能。
在实际应用中，我们应根据不同环境的特点来选择合适的保护措施，以确保钢铁材料的质量和安全。
《金属的电化学腐蚀与防护》 讲义
《金属的电化学腐蚀与防护》讲义一、金属腐蚀的危害在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在。
从小小的螺丝钉到庞大的桥梁建筑，金属都发挥着至关重要的作用。
然而，有一个“敌人”始终威胁着金属的稳定存在，那就是腐蚀。
金属腐蚀会带来诸多严重的危害。
首先，它会导致金属材料的强度降低，使得原本坚固的结构变得脆弱不堪。
比如，一座长期遭受腐蚀的桥梁，可能会在某一天突然坍塌，造成无法估量的生命和财产损失。
其次，腐蚀会增加设备的维修和更换成本。
工厂里的机器设备如果经常受到腐蚀，就需要频繁地进行维修，甚至提前更换，这无疑会增加企业的生产成本，降低生产效率。
再者，金属腐蚀还可能造成环境污染。
一些腐蚀产物可能是有毒有害物质，它们进入土壤、水源，会对生态环境造成破坏。
二、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀，我们首先得明白什么是电化学。
简单来说，电化学就是研究电能和化学能相互转化的一门科学。
当金属与周围的电解质溶液接触时，就可能发生电化学腐蚀。
这主要包括两种常见的类型：吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
吸氧腐蚀通常在中性或弱酸性环境中发生。
以铁为例，铁会失去电子变成亚铁离子进入溶液：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺。
同时，空气中的氧气在水的作用下得到电子，生成氢氧根离子：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。
亚铁离子和氢氧根离子进一步反应，生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁再被氧化为氢氧化铁，最终形成铁锈。
析氢腐蚀则常见于酸性较强的环境。
还是以铁为例，铁失去电子：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺，同时溶液中的氢离子得到电子生成氢气：2H⁺＋2e⁻＝ H₂↑。
三、影响金属电化学腐蚀的因素金属电化学腐蚀的速率和程度受到多种因素的影响。
首先是金属本身的性质。
不同的金属在相同的环境中，腐蚀的难易程度是不同的。
例如，在潮湿的空气中，铁很容易生锈，而金则几乎不会被腐蚀。
这是因为金的化学性质非常稳定，不容易失去电子。
其次是环境因素。
湿度、温度、酸碱度等都会对腐蚀产生重要影响。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属是一种常见的材料，具有坚固、耐用的特性，广泛应用于建筑、制造业等领域。
然而，金属在长期使用中容易发生腐蚀现象，导致材料的质量下降，使得其功能受到影响。
因此，研究金属的腐蚀原理以及采取相应的防护措施就显得尤为重要。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是指金属在与外界介质接触时发生化学或电化学反应，从而导致金属表面形成氧化物或盐类物质。
金属腐蚀的原因主要包括以下几点：1. 电化学反应：金属与介质发生电化学反应是引起腐蚀的主要原因之一。
当金属处于电解质溶液中时，金属表面会发生阳极和阴极反应，形成电池，促使金属的氧化和溶解。
2. 化学反应：金属在一些特定的介质中，比如酸性或碱性环境中，会与介质中的物质发生化学反应，形成氧化物或盐类产物。
3. 物理因素：除了电化学和化学反应外，一些物理因素也可能加速金属的腐蚀，如磨损、冲击和高温等。
二、金属腐蚀的分类根据金属腐蚀的不同机制，可以将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
1. 化学腐蚀：化学腐蚀是指金属与介质中的物质发生直接的化学反应。
常见的化学腐蚀有酸腐蚀、碱腐蚀和氧化腐蚀等。
例如，金属在酸性环境中会与氢离子发生反应产生氢气，造成金属的腐蚀。
2. 电化学腐蚀：电化学腐蚀是指金属与电解质溶液中物质发生电化学反应，形成阳极和阴极电池导致金属腐蚀的过程。
电化学腐蚀常见的类型有腐蚀、热蚀和应力腐蚀等。
三、金属腐蚀的防护方法为了延长金属的寿命和保护其功能，人们采取了多种防护措施来抵御金属腐蚀。
以下介绍几种常用的金属腐蚀防护方法：1. 金属涂层：金属涂层是在金属表面覆盖一层具有防腐蚀性能的物质，如油漆或涂层。
金属涂层可以形成物理屏障，阻止金属与外界介质的接触，从而防止腐蚀的发生。
2. 电镀：电镀是将金属浸入含有金属离子的溶液中，通过电解反应使金属表面形成一层均匀的金属膜。
电镀可以提供额外的保护层，有效防止金属腐蚀。
3. 阳极保护：阳极保护是利用附加阳极电流或阴极保护剂来构建金属电池，在阴极处形成保护电位，从而减缓金属的腐蚀速度。
自然环境中金属的腐蚀
自然环境中金属的腐蚀自然环境中，金属的腐蚀是一种常见的现象。
金属腐蚀指的是金属与周围环境发生化学反应，导致金属表面发生损坏。
金属腐蚀不仅会对金属材料本身造成损害，还会对环境和人类造成不良影响。
本文将介绍金属腐蚀的原理、影响因素以及防腐措施。
首先，金属的腐蚀是由于金属与氧气、水和其他化学物质之间的反应而引起的。
金属腐蚀的主要原理是电化学反应。
金属在电解质溶液中放电，被溶液中的阴离子氧化，并释放出电子。
在金属表面产生一个阳极区和一个阴极区，阳极区发生金属溶解，而阴极区则减少金属表面的反应。
金属腐蚀的速度在很大程度上取决于环境因素。
其中，氧气和水是金属腐蚀的主要因素。
水中的氧气与金属发生氧化反应，形成金属氧化物。
这种氧化反应是金属腐蚀的根本原因。
此外，温度、湿度、盐度、酸碱度等环境条件也会影响金属腐蚀的速度。
例如，高温和湿度会加速金属腐蚀的发生，而酸性环境也会增加金属腐蚀的程度。
金属腐蚀不仅会对金属材料本身造成损害，还会对环境和人类健康造成不良影响。
金属腐蚀会导致金属材料的强度降低，减少其使用寿命。
此外，金属腐蚀还会产生有害物质，如氧化物、盐和酸等，这些物质会对环境造成污染。
例如，铁腐蚀会生成铁锈，不仅对钢结构的稳定性造成威胁，还会对土壤和水体造成污染。
金属腐蚀还会导致环境中的金属离子增加，从而对生物体产生毒害。
为了延长金属材料的使用寿命，并减少金属腐蚀对环境和人类的危害，我们需要采取一系列的防腐措施。
其中，最常见的方法是涂层保护。
利用涂层可以将金属与周围环境隔离，降低金属表面与空气和水接触的机会，从而达到防止金属腐蚀的效果。
涂层材料通常有油漆、漆膜、聚合物薄膜等，其具有隔离作用，可以保护金属免受外界环境的侵蚀。
此外，金属腐蚀还可以通过电化学方法来防止。
例如，将金属与另一种更容易腐蚀的金属连接在一起，将使腐蚀发生在后者上，而保护前者。
这种方法被称为阴极保护。
此外，还可以通过阳极保护的方法，即在金属表面附着一个以金属为主的阳极，在金属腐蚀过程中发生氧化反应，将腐蚀反应集中在阳极上。
金属腐蚀调查报告
金属腐蚀调查报告金属腐蚀调查报告（一）摘要：金属腐蚀是一种常见的现象，对金属材料的性能和结构造成严重影响。
为了深入了解金属腐蚀现象，我们开展了一项调查研究。
本报告将讨论金属腐蚀的原因、影响因素以及预防措施。
一、引言金属腐蚀是指金属表面在与外界环境接触时，受到化学或电化学作用而发生的物理和化学变化。
这种变化导致了金属物质的损失，从而降低了金属的机械强度和抗腐蚀性能。
金属腐蚀是一个复杂的过程，涉及多种因素。
为了更好地理解和应对金属腐蚀问题，我们进行了大规模的调查研究。
二、调查方法我们通过对多个金属材料进行长期观察和实验分析，收集了大量关于金属腐蚀的数据和样本。
这些数据包括金属的成分、环境条件、腐蚀程度以及金属表面形貌等信息。
我们还对金属腐蚀的原因进行了深入分析，并采取了措施进行预防。
三、调查结果与讨论3.1 金属腐蚀的原因经过对大量数据的分析，我们得出了以下几点关于金属腐蚀的原因：首先，金属的成分会直接影响其抗腐蚀性能。
不同成分的金属在相同环境条件下会有不同的腐蚀程度；其次，环境因素也是金属腐蚀的重要原因。
例如，湿度、温度、酸碱度等环境条件会对金属腐蚀速度产生影响；最后，金属表面的缺陷和形貌也是腐蚀的重要源头。
表面缺陷会使得金属更容易受到腐蚀。
3.2 金属腐蚀的影响因素金属腐蚀受多种因素的影响，主要包括以下几个方面：首先，金属材料的使用条件会影响其腐蚀程度。
例如，在潮湿的环境中，金属腐蚀速度更快；其次，金属材料的成分和微观结构也会对腐蚀产生影响。
不同成分的金属腐蚀程度不同，而细粒度的金属更容易发生腐蚀；最后，金属的表面处理和保护措施也会对腐蚀产生影响。
例如，对金属表面进行涂层处理可以有效延缓腐蚀进程。
3.3 金属腐蚀的预防措施为了有效预防金属腐蚀，我们提出了以下几点建议：首先，根据具体情况选择合适的金属材料。
在具有较高腐蚀倾向的环境条件下，选择抗腐蚀性能好的金属；其次，加强对使用环境的控制。
例如，保持适当的湿度和温度，避免暴露在强酸、强碱等腐蚀性环境中；最后，加强金属材料的表面处理和保护措施。
金属的腐蚀与防护
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下，金属表面发生氧化还原反应，形成氧化物或其他化合物。例如，当铁暴露于氧和水中时，会形成铁锈（Fe₂O₃·nH₂O），这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下，例如在电解质溶液中，不同电位造成的电流分布变化，会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区，金属发生氧化反应而溶解，释放出电子；在阴极区，则发生还原反应，这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路，从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多，包括：
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触，加快氧化反应。因此，在潮湿环境下，金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如，低pH值（酸性环境）往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如，当金属与不同电位的金属连接时，低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的，尤其是在水体中生活的微生物，会通过其代谢过程改变周围环境，从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成，进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下，发生化学或电化学反应，导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性，还可能引发结构失效，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，了解金属腐蚀的原理和机制，以及实施有效的防护措施，对于延长金属构件的使用寿命，提高工程安全性具有重要意义。
不锈钢的腐蚀解读
电偶腐蚀
定义：异种金属在同一介质中接触，由于 腐蚀电位不相等有电偶电流流动，使电位 较低的金属溶解速度增加，造成接触处的 局部腐蚀，而电位较高的金属，溶解速度 反而减小，这就是电偶腐蚀。 原理：腐蚀电位较低的金属由于和腐蚀电 位较高的金属接触而产生阳极极化，其结 果是溶解速度增加，而电位较高的金属， 由于和电位较低的金属接触而产生阴极极 化，结果是溶解速度下降，即受到了阴极 保护。
控制
铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢 1.对敏化态的铁素不锈钢，1.固溶处理： 700~800℃回火处理。 1100~1150 ℃保温、 水冷。 2.降低C含量。 2.降低C含量。 3. Ti、Nb加入形成碳化 物。 4.采用双相钢。
Байду номын сангаас间腐蚀
点腐蚀
1.概念：在不锈钢表 面局部地区，出现向 深处发展的腐蚀小孔， 其余地区不腐蚀或腐 蚀很轻微。 2.危害：材料在均匀 腐蚀不明显的情况下 腐蚀穿孔。例：地下 输油、油气管道，换 热器钢管。
不锈钢典型腐蚀
均匀腐蚀 电偶腐蚀 应力腐蚀开裂(SCC 缝隙腐蚀
)
晶间腐蚀
点蚀
磨损腐蚀
微生物(细菌)腐蚀
均匀（全面）腐蚀
定义：材料整个表面发生腐蚀。 特征：可见、对不锈钢而言危害性最小。
均匀（全面）腐蚀
均匀（全面）腐蚀
影响因素 1.材料所在环境及其变化（氧化性介质、强 氧化性介质、介质的选择性） 2.金属表面的电极电位。 3.介质溶液的浓度、温度等。
缝隙腐蚀
影响因素 1.金属本身对腐蚀的敏感性。 2.介质中氯离子的浓度越高，越容易发生缝 隙腐蚀。溴离子、碘离子 3.溶解氧的浓度若大于0.5ppm时便会引起腐 蚀。 4.一般温度越高，缝隙腐蚀的危险性越大。
金属腐蚀原理
金属腐蚀原理金属腐蚀是指金属在特定条件下与周围环境中的化学物质发生反应导致其损失其原有性能和结构的现象。
金属腐蚀是一种自然现象，不可避免地影响了工业、农业、医疗、建筑和航空等领域的金属制品。
金属腐蚀的原理主要涉及以下几个方面：1. 化学反应金属与环境中的化学物质接触时，必然发生一系列化学反应。
铁与水和氧气反应会形成氧化铁，即铁锈。
Fe + H2O + O2 → Fe2O3·nH2O（铁锈）金属的电化学性质在这个过程中起着关键的作用。
如铜与氯离子反应如下：Cu + 2Cl- → CuCl2 + 2e-金属的原子释放出电子，产生正离子。
在电解质中，这些正离子随后会与负离子反应，导致金属表面的电化学腐蚀。
2. 电化学反应金属的表面被涂上一层绝缘性较好的材料或涂层，可以防止其与外部环境发生化学反应。
当涂层损坏或表面存在缺陷时，金属会变得更易受到腐蚀。
此时，金属会表现出电化学反应，也就是在金属表面形成电池。
金属的电子从阴极（电池的负极）流向阳极（电池的正极），从而导致阳极处的金属被电化学腐蚀。
3. 介质腐蚀金属腐蚀还会受到介质的影响，介质包括气体、液体和固体。
在钢材上，只有当表面附着了盐、油、水或化学物质等附件时，金属才会腐蚀。
在线的腐蚀往往会发生在地下管道和油罐等结构中，因为它们被完全包围在介质中。
在这种情况下，防护系统和钝化剂等方法可能会用来防护金属免受腐蚀的影响。
4. 海洋水腐蚀金属在海洋环境中面临更复杂的腐蚀挑战，因为海洋环境包含盐、水以及许多化学物质。
海水的腐蚀效果比纯水的腐蚀效果更严重，并可以在金属表面形成锈。
氯离子是最具腐蚀性的物质。
在船舶、桥梁和海上平台等重要结构中，通常需要采用特殊的腐蚀防护措施来保护金属免受海洋环境的损害。
金属腐蚀涉及多个因素，包括化学反应、电化学反应、介质腐蚀和海水腐蚀等。
通过了解这些原理，我们可以采取更有效的方法来防止金属腐蚀并延长其寿命。
除了了解金属腐蚀的原理之外，还需要对不同类型的金属腐蚀有深入的了解。
金属的腐蚀和防护措施
金属的腐蚀和防护措施金属腐蚀是指金属在特定环境条件下遭到化学或电化学反应而被破坏的过程。
这种腐蚀现象给金属材料的使用和维护带来了很大的挑战。
为了保护金属免受腐蚀的侵害，人们发展了各种防护措施。
本文将介绍金属腐蚀的原因、不同类型的腐蚀以及常见的防护措施。
原因篇金属的腐蚀主要由外界环境及金属材料本身的因素共同引起。
下面我们将分别介绍这两个方面的原因。
外界环境的原因：1. 湿度：湿度是金属腐蚀的重要因素之一。
在高湿度环境下，金属与水或水蒸气接触，易发生氧化反应，导致腐蚀。
2. 酸碱度：酸性或碱性环境中，金属容易遭受腐蚀。
酸性物质能够溶解金属表面的氧化膜，而碱性物质能够与金属表面形成氢氧化物。
这些化学反应都会导致金属的腐蚀。
3. 盐分：海洋气候下含有丰富盐分的空气或介质对金属的腐蚀极为严重。
盐分与金属反应形成盐水电解质，引发更强烈的电化学腐蚀。
4. 温度：高温环境下金属容易发生氧化反应，该反应速度更快。
金属材料本身的原因：1. 金属成分：不同金属对不同环境的耐腐蚀性能不尽相同。
例如，不锈钢具有较好的耐腐蚀性能，而铁则容易生锈。
2. 表面处理：金属表面的处理也直接影响着其腐蚀性。
光洁的金属表面可减少异质催化剂的形成，从而减缓金属的腐蚀。
3. 物理状态：金属的晶粒结构、形状和材料的分布状态等因素也会影响金属腐蚀的程度。
腐蚀类型篇金属的腐蚀主要分为以下几种类型：1. 干腐蚀：金属在干燥环境中由于氧气和湿气的共同作用而发生的氧化反应。
这种腐蚀通常发生在高温和低湿度的条件下，如高温氧化、高温氧杂质腐蚀等。
2. 湿腐蚀：金属在湿润环境中与水或水蒸气反应而引起的腐蚀。
湿腐蚀主要包括敲击腐蚀、腐蚀磨擦、水腐蚀等。
3. 电化学腐蚀：金属在电解质溶液中由于电化学反应而发生的腐蚀。
这种腐蚀是最常见和严重的一种腐蚀类型，如金属在海水中的腐蚀现象就属于电化学腐蚀。
4. 应力腐蚀：金属在受到应力的情况下发生的腐蚀。
外加应力会破坏金属表面的保护层，使金属更容易发生腐蚀。
影响金属腐蚀的因素
影响金属腐蚀的因素如前所述，腐蚀发生的过程主要依化学反应和电化学反应两种方式来进行。
例如：铁的腐蚀就化学反应的观点而言，其在大气中的氧化过程为：室温时Fe＋1/2 O2 ＋H2 O→ 2Fe（OH）2氢氧化亚铁2Fe（OH）2＋1/2 O2 ＋H2 O→ 2Fe（OH）3氢氧化铁（铁锈）而以电化学反应式表示则为：Fe＋1/2 O2 ＋H2 O →Fe+2＋2 OH-→ 2Fe（OH）3氢氧化铁（铁锈）但这只是反应过程描述的不同，实际上，随环境的改变，各种影响腐蚀因素愈形复杂，它们会使得腐蚀的程度或是型态都跟着改变，并且增加腐蚀的严重性。
例如：大气中原有水份和尘埃，足以影响腐蚀的程度，然而随着工业化程度的增加之外，还加入了各种气体和化合物，像是二氧化硫SiO2、硫化氢H2S等，加上本省海岛地形含有充足的盐份，经由电化学反应，这些物质更助长了材料的腐蚀。
再如：铁置于高温环境中，其腐蚀型态不同于常温下的反应，而是直接与氧结合，形成Fe2O3 (氧化铁)、FeO（氧化亚铁）、Fe3O4（四氧化三铁）等氧化物。
除了大气之外，土壤、溶液、酸碱度、散乱电流等，也都是影响腐蚀的环境因素。
在其它因素方面，如：制品的材料成份、热处理效应、加工效应也在在影响腐蚀的结果。
1、大气在没有湿度存在的大气中，由于没有电解液，腐蚀无法进行反应，因此一般材料的腐蚀速率小到足以忽略，但当大气中的尘埃或不纯物存在时，由于他们会使湿气凝在金属表面，因此即使些微的湿气，腐蚀性就会有很大的差异。
大气因腐蚀性的不同主要分为海岸地带、工业地带、热带、寒带、都市或乡村等类型。
海岸地带大气中所含的盐份与湿气结合，可以形成伽凡尼电池或是氧气浓差电池；工业地带的大气含有碳、碳化合物、硫化物和金属氧化物，其中最主要的腐蚀性成份是二氧化硫，它的主要来源是煤、重油、汽油的燃烧所产生，而含硫化物的酸雨更足以加速腐蚀的进行，对铁而言，由于二氧化硫经反应可以产生H2SO4，H2SO4与铁作用，经由上列反应式之催化，就会使铁产生更大的腐蚀。
影响金属腐蚀的因素
㈢ 异种金属组合
在系统中或在某台设备中，选用电偶序中电
位不同的金属，当处于电解质溶液中，会造 成接触部位的电偶腐蚀，导致电位较低的金 属溶解速度增大。
㈣ 结构设计不合理分析
1、容器不合理结构分析 (1)壳体外部的保温 (2)保温壳体底部排液管的保温 (3)壳体支架的保温 (4)绝热层护板和绝热材料 (5)壳体上的排液接管 (6)贯穿式封头接管 (7)长贯穿式加料接管
图2-28 不同壁厚管焊接管的防 腐蚀结构
(5)法兰的密封垫片 管道法兰连接的密封 垫片内径若小于管道 内径时，在流动方向 垫片的后面会形成涡 流而导致冲刷腐蚀， 因此垫片内径应与管 子内径相同。
图2-29
法兰密封垫的防腐蚀 结构
4.不同材料的连接
不同金属材料连接在一起会造成电偶腐蚀
⑶酸值 酸值越高，腐蚀性越强。 酸值：单位是mgKOH／g油 ⑷含氮量 常减压蒸馏 中，氮化物不发生腐蚀作用； 催化裂化、热裂化和焦化装置 ，氮生成氨(NH3)或 氰化氢(HCN)，可能造成二次加工装置中分馏塔顶
及解吸和冷凝系统的腐蚀
2．石油化工过程中的腐蚀性介质
缓蚀性阴离子 缓蚀性阴离子可以抑制孔蚀的发生。
氢与钢材组分发生化学反应，尤以脱碳反应最为危 险
压力增加时
, Fe，C分解成铁和甲烷 ,最终使 这部分钢材全部脱碳，而丧失冲击韧度和强 度
气态甲烷导致内部诱发微裂纹，甚至在钢材
表面产生鼓泡
素钢的开始脱碳温度在常压下大约为310℃-
320℃，在高压下将大大低于这个温度 不同成分的钢材，查出开始发生氢腐蚀----脱 碳的最低温度
２
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀是指金属与其周围环境中的化学物质相互作用，导致金属表面发生氧化、腐蚀或损坏的过程。
金属的腐蚀主要由以下几种因素引起：
1. 氧气：金属与氧气相结合形成氧化物，如铁与氧气结合
形成铁锈。
2. 湿度：水分可以加速金属的腐蚀过程，称为湿氧腐蚀。
3. 酸碱物质：酸、碱等具有腐蚀性的物质可以对金属表面
造成损坏。
4. 盐水：海水等盐性溶液中的离子对金属具有强腐蚀性。
为了防止金属的腐蚀，常采用以下几种防护方法：
1. 金属涂层：在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，如漆、
涂料、金属镀层等。
涂层可以隔离金属与环境的接触，起
到防腐蚀的作用。
2. 阳极保护：在金属表面放置一个更容易被腐蚀的金属，
使其成为阴极，从而保护金属不受腐蚀。
例如，在铁制品
上涂层锌，形成镀锌钢。
3. 防蚀剂：使用含有防腐剂的溶液或涂料处理金属表面，
形成保护膜，起到阻止腐蚀的作用。
4. 优化设计：合理设计金属结构，减少金属表面积暴露在
腐蚀介质中，避免暴露在高湿度或腐蚀性环境中。
需要注意的是，不同金属在不同环境下的抗腐蚀性能各异，因此在选择防护方法时需考虑具体情况，并根据金属的特
性和所处环境进行合理的腐蚀防护措施。
钢铁产品生锈有哪些影响因素
钢铁产品生锈有哪些影响因素材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。
材料从物理化学属性来分，可分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料。
其中钢铁是基本的结构材料，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。
我们日常的生产和生活离不开钢铁材料，但是世界上每年因锈蚀而损失的钢铁数量十分巨大。
那么钢铁生锈的原因是什么?产品生锈的7点影响因素：1、引起产品锈蚀的介质产品接触过的潮湿空气、手汗或脏物、残留在金属表面的水分、酸、碱、盐类及化学气体等，都可能导致金属腐蚀。
2、金属的耐蚀性能较易生锈的金属有镁合金、生铁、碳索钢和结构合金钢等，其次是铜合金、铝合金及镀层等。
而不锈钢、高温合金及钛合金，则在特殊环境下(如氯离子的介质)才会生锈。
3、产品容易生锈的部位产品容易接触、粘附和积存腐蚀性物质的部位是沟、槽、缝、孔、棱边、接合面、手接触面、停放面等，或者是产品较粗糙的表面、新加工面以及喷砂、抛光表面等，这些部件也就易生锈。
4、容易引起锈蚀的环境通常情况下，酸洗、热处理、电镀、焊接、喷漆、电解等加工车间比机械加工车间容易引起锈蚀，因为这些车间有大量的腐蚀性介质。
5、容易引起腐蚀的工序一般情况是酸洗、液压试验、电解抛光、化学除锈、汽轧、手工工序，不用防锈极压液加工的工序，检验车间和装配车间的各工序，以及加工周期较长的工序和组台工序等。
6、防锈冷却液的性能和选用有些润滑冷却液无防锈作用，如硫化切削油、硫化乳化油等。
有些润滑冷却液适用于黑色金属，而不适用有色金属及镀层，如氯化石蜡、三乙醇胺、亚硝酸钠等添加剂的防锈冷却液。
有些含氯、硫磷的冷却液有时还引起钢铁等的锈蚀。
7、环境及气候的影响周围工业废气多，则锈蚀快，温度高，湿度大(如梅雨天)，金属易生锈。
防止钢铁生锈的方法有多种，如保持钢铁表面光洁干燥，或在其表面覆盖保护层等。
了解钢铁生锈的影响因素，有利于采取有效措施，防止钢铁生锈，具有重要的经济意义和社会意义。
影响金属腐蚀的因素
在选择防锈剂时，应当考虑阴极型防锈剂的复配，不同吸附基团的复配，一配 方中乳化剂，润滑剂的复配效应。对不同金属保护的复配型缓蚀剂，是今后研究的 重点。 5.使用的总体效果 6.环境问题
许多高效的防锈剂具有生物毒性，既伤害人体又污染环境。研究和选用低毒、 无毒防锈剂是防腐工作者的一个重要课题。 7.经济效应
金属材料
金属材料自身因素
金
属 的 化 学 稳 定 性
第
合 金 的 成 分
金 属 杂 质
二 相 及 热 处
理
金 属 表 面 状 态
金 属 变 形 和 应 力
为提高金属稳定性和成本的原因，很少有纯金属。 合金成分主要是通过对极化过程的影响来影响金
属的耐蚀性。
影响金属腐蚀的的因素
金属材料
金属材料自身因素
二 相 及 热 处
理
金 属 表 面 状 态
金 属 变 形 和 应 力
加工粗糙的表面比磨光的表面更容易被腐 蚀，金属擦伤、缝隙、孔穴都是腐蚀源
影响金属腐蚀的的因素
金属材料
金属材料自身因素
金
属 的 化 学 稳 定 性
第
合 金 的 成 分
金 属 杂 质
二 相 及 热 处
理
金 属 表 面 状 态
金 属 变 形 和 应 力
d.介质中的氧
氧加速金属的腐蚀
e.介质的温度、压力和流速
随着温度的升高，腐蚀速率加快，因此，防锈剂要有良好的历温性。
f.环境的细节和可变化的影响
影响大的因素，即使微量，也不能忽视。
*百万分之一的氯离子和氧，就会引18Cr8Ni不锈钢的应力腐蚀破裂
【知识解析】金属腐蚀的快慢
金属腐蚀的快慢
1 金属腐蚀快慢的规律
（1）在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞应用原电池原理有保护措施的腐蚀＞应用电解原理有保护措施的腐蚀，即电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极。
（2）同一种金属在不同介质中的腐蚀由快到慢的顺序：
强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
（3）对于由活动性不同的两种金属组成的合金，活动性差别越大，氧化还原反应速率越大，活泼金属腐蚀越快。
（4）对于同一种电解质溶液，在一定浓度范围内，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快（除钝化外）。
（5）纯度越高的金属，腐蚀速率越慢。
（6）不纯的金属或合金，在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。
2 金属腐蚀快慢的影响因素
（1）就金属本性来说，金属越活泼，越易失电子被腐蚀。
（2）金属越纯越难腐蚀，如纯铁即使在酸性溶液中反应也很慢，但生铁在潮湿空气中就会发生腐蚀而生锈。
（3）介质对金属腐蚀的影响也很大，如金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都易被腐蚀。
因此，判断金属腐蚀的快慢时，要综合考虑金属的纯度、金属的活动性及接触物质的性质等。
典例详析
例4－11（2020安徽毛坦厂中学期中）
相同材质的铁在下图中的四种情况下腐蚀最快的是
解析◆铁、铜和食醋构成原电池，铁作负极，加快其腐蚀；铝、铁和食盐水构成原电池，铝作负极，铁作正极，铁被保护，不易被腐蚀；铁表面镀铜可以隔绝空气和水，保护铁不被腐蚀；锌、铁和酸雨构成原电池，锌作负极，铁作正极，铁被保护，不易被腐蚀，故腐蚀最快的是A项中的铁。
答案◆A。
腐蚀与腐蚀机理
一、腐蚀与腐蚀机理：1金属腐蚀原因•钢铁、铝、镁、锌、等金属材料都有倾向恢复至其原始化合物（矿石）状态。
将矿石冶炼成钢需要大量的能量。
此能量潜存于钢铁中，它们随时随地可恢复至原始自然的化合态而释放出能量，是化学热力学上自发的过程，即腐蚀现象。
2、环境因素对金属腐蚀的影响•影响腐蚀的主要因素：水分；氧气；化学电解质；导电通路。
•其它因素：温度：温度低，腐蚀速率下降；温度高，腐蚀速率升高。
二、涂料防护作用：1屏蔽作用：使基体和环境隔离，阻挡水、氧离子透过涂层到达金属表面。
根据电化学腐蚀原理，涂层下金属发生腐蚀必须有氧离子存在，涂层能够阻挡水、氧和离子透过涂层到达金属表面，屏蔽效果决定于涂层的抗渗透性。
2缓蚀作用：涂层含有化学防锈颜料，当有水存在时，从颜料中解离出缓蚀离子，通过各种机理使腐蚀电池的一个或两个电极极化，抑制腐蚀进行。
缓蚀作用能弥补屏蔽作用的不足，而屏蔽作用又能防止缓蚀离子流失，使缓蚀效果稳定持久。
3、阴极报护作用：涂层中加入对基体金属能成为牺牲阳极的金属粉，其量又足以使金属粉之间和金属粉与基体金属之间达到电接触程度，使基体金属免受腐蚀。
三、防腐蚀涂层漆膜介绍：•防腐蚀涂层漆膜的组成1. 钢材表面（喷砂面）2•预涂底漆3. 底漆4. 中涂漆5. 面漆•底漆1. 对底材（如钢、铝等金属表面）有良好的附着力2. 具有耐碱性，例如氯化橡胶、环氧树脂等3. 底漆基料具有屏蔽性，阻挡水、氧、离子的通过4. 底漆中含有较多的颜料、填料5. 底漆对物面有良好的湿润性，对于焊缝、锈痕等部位透入较深6. —般底漆漆膜厚度不高，太厚会引起收缩应力，损伤附着力。
•中涂与底漆和面漆附着良好，漆膜之间的附着并非主要是靠极性基团的吸力，而是靠中间层所含溶剂将底漆溶胀，使两层界面的高分子链缠接紧密。
增加整个涂层的厚度，提高屏蔽性能。
•面漆1. 遮蔽日光紫外线的破坏2. 美观装饰（如轿车漆），号志（如化工产的不同管道颜色）3. 最后一道不含颜料的面漆，可以获得致密的屏蔽膜。
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图2-28 不同壁厚管焊接管的防 腐蚀结构
• (5)法兰的密封垫片
• 管道法兰连接的密封 垫片内径若小于管道 内径时，在流动方向 垫片的后面会形成涡 流而导致冲刷腐蚀， 因此垫片内径应与管 子内径相同。
图2-29 法兰密封垫的防腐蚀 结构
4.不同材料的连接
• 不同金属材料连接在一起会造成电偶腐蚀
筒体底部大于筒体时
图 2-15 的焊接
筒体底部嵌入筒体时
2.换热器防腐蚀结构设计
• (1)管与管板的胀接 • (2)管与管板的焊接 • (3)导向板(折流板)上的管孔 • (4)不锈钢管与碳钢管板的连接 • (5)伸出管板的立式列管 • (6)拱形管板立式列管换热器 • (7)立式列管换热器壳程的排气 • (8)列管换热器壳程进料端的缓冲板或防冲板
３
ｅ
ＭｎＳ＋２Ｈ ＋
Ｃｌ
Ｈ Cｌ Ｈ ２
－
２
Ｃｌ
－
ｅ ２Ｈ＋＋２ｅＨ ｅ
２＋ ２
Ｍ
２＋ ｎ
＋Ｈ
２
Ｓ
ＦｅCｌ
Ｓ
Ｆｅ
＋Ｈ
２
ＯＦｅＯＨ
＋
＋Ｈ
＋
含Ｈ２Ｓ的酸性 氯化物溶液 间或有ＦｅCｌ ．４Ｈ Ｏ结晶
２ ２
Fe2+
２＋ ＦｅＦｅ ＋２ｅ
• 孔蚀的影响因素
（1）金属材料 能够鈍化的金属容易发生孔蚀，故
• ㈢ 材料的表面状态
• 一般来说，金属表面越是均匀、光滑，耐蚀越好。划 伤，都能增加该材料对点蚀、应力腐蚀等局部腐蚀的 敏感性 。 • ㈣ 内应力 • 增加局部腐蚀(如应力腐蚀)的敏感性。 如冷加工、焊 接及装配 后处理不当，腐蚀可能加快。
• ㈤ 热处理
• 恰当：消除内应力，提高耐蚀性
• 不恰当：增加对晶间腐蚀的敏感性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 可采用热扩散法在钢材的表面渗上一层纯铝或纯铬， 由于它们对H2S能起稳定的作用，因而可增强钢材耐 H2S的腐蚀性，这是一种较为理想的方法。
• （四）氮的腐蚀 • 高温下从循环气中分解出来的氮，扩散到钢材中形 成又硬又脆的氮化物，虽在晶界脱碳后，会引起微 隙，氮即向微隙中渗入，在钢内形成氮化物，导致 氮化腐蚀，使钢的冲击韧度大大降低。 • 能抗氮腐蚀的钢材，也能耐氢腐蚀的原因
• 合金元素对腐蚀反应的影响，随腐蚀环境而变，不 存在一个普遍适用的法则。
• 塔曼(Tammann)定律：有些合金元素加入量存在一个 临界值 ，达到该值，合金的腐蚀性能急剧变化 。如： 铁铬合金铬铁原子比达l／8时到达第一个耐蚀极限。
• 有些合金元素或杂质，随着条件的不同，或加速腐 蚀，或抑制腐蚀 。如果杂质或合金元素能作为阳极 溶解反应或阴极反应的活性点则会促进腐蚀
图2-16 管子与管板的胀接
图2-17 管子与管板的焊接
图2-18 折流板上管孔的防腐结构
图2-19 不锈钢管与碳钢管板连接 时的防腐蚀结构
图2-20 列管伸出与不申出管板的防腐蚀结构
图2-21 拱形管板立式换热器的防腐蚀结构
图2-22 立式列管式换热器壳程 排气管的防腐蚀结构
图2-23 式列管换热器壳程进料缓冲 板防腐蚀结构
• （二）一氧化碳气体的腐蚀 • 在一般温度和压力下,CO体并不是一种腐蚀性气体， 只是当压力和温度同时增大的情况下，CO气体才变 成一种腐蚀性气体 .
表2-4 CO气体腐蚀的压力与温度范围
• （三）硫化氢及硫化物的腐蚀 • 生成的FeS薄膜的性质均与钢种、温度、压力有关。 • 一定温度下，在奥氏体不锈钢，硬铝，铝的表面上 形成的硫他物薄膜，晶细而致密，反而能起保护膜 的作用，可进一步防止腐蚀。 • 但温度在500℃或以上时，Cr-Ni不锈钢的耐腐蚀性反 而不高。 • 一般Cr-Mo钢在300℃时，所生成的细晶薄膜就开始 出现了裂痕、脱落； • 当温度超过400℃以上时，生成的FeS组织多层而疏 松，不能耐腐蚀
不锈钢比碳钢对孔蚀的敏感性高。金属
钝态愈稳定，抗孔蚀性能愈好。孔蚀最 容易发生在钝态不稳定的金属表面。对 不锈钢，Cr、Mo和N有利于提高抗孔蚀 能力。
(2)环境
• 活性离子能破坏钝化膜，引发孔蚀。 一般认为，金属发生孔蚀需要Cl-浓度 达到临界氯离子浓度。这个浓度可以作为比 较金属材料耐蚀性能的一个指标，临界氯离 子浓度高，金属耐孔蚀性能好 。 • 缓蚀性阴离子 缓蚀性阴离子可以抑制孔蚀的发生。
孔蚀
• 腐蚀的破坏特征 (1)破坏高度集中
(2)蚀孔的分布不均匀
(3)蚀孔通常沿重力方向发展
(4)蚀孔口很小，而且往往覆盖有固体沉积物，
因此不易发现。 (5)孔蚀发生有或长或短的孕育期(或诱导期)。
孔蚀的引发
孔蚀的形成可分为引发和成长(发展)两个阶段。 在钝态金属表面上，蚀孔优先在一些敏感位置 上形成，这些敏感位置(即腐蚀活性点)包括： （1）晶界(特别是有碳化物析出的晶界)，晶格缺 陷 。 （2）非金属夹杂，特别是硫化物,如FeS、MnS，是 最为敏感的活性点。
• 电偶腐蚀的程度决定于两种材料的电位差、材料的极化性能、材 料间的距离、相对尺寸、介质的导电性和温度等因素。
图2-30 通过绝缘防止电 偶腐蚀的结构
图2-31 减小阴、阳极面积 比的防腐蚀结构
图2-32 增加阴、阳极间电解 质路径的防腐蚀结构
知识二：石油化工设备的腐蚀特征
• 一、高温、高压下腐蚀性介质对材质及其性能的影 响 • (一)氢的腐蚀 • 第一阶段为分子体积很小，扩散能力很强的氢，在 高温、高压下，沿金属晶界向内部扩散，其扩散建 度比向晶粒内的扩散速度要大100倍左右 • 钢材本身耐冲击性能已表现出明显下降，这就是氢 脆现象。 • 对钢材进行缓慢加热处理，使溶解在钢中的氢逸出， 便可以恢复钢材原来的力学性能
图2-3 烟囱的保温绝热
㈡ 表面状态与几何形状
• 不适当的表面状态与几何形状会引起点蚀、缝隙腐蚀以及浓差电 池腐蚀等，也会增加残余应力，发生应力腐蚀破裂等
㈢ 异种金属组合
• 在系统中或在某台设备中，选用电偶序中电位不同的金属，当处 于电解质溶液中，会造成接触部位的电偶腐蚀，导致电位较低的 金属溶解速度增大。
• ㈥ 电偶效应 • 不同材料接触形成电偶腐蚀电池。
• 电偶效应总是使处于电偶电池为阳极的金属材料的腐 蚀速率增加， • 特别要注意面积效应对阳极腐蚀率的影响
二、环境因素影响
• ㈠ 去极剂种类与浓度
• ㈡ 溶液pH值
• 钝化金属来说，一般有随pH值的增加更易钝化的趋势。
• 一般情况：
• 酸性溶液中的腐蚀速度随pH值的增加而减小； • 中性溶液中，以氧去极化反应为主，腐蚀速度不受pH值 的影响； • 在碱性溶液中，金属常有钝化的情况发生，腐蚀速度下 降；对于两性金属，在强碱性溶液中，腐蚀速度再次增 加。
图2-24 弯头和孔板间的 防腐蚀结构
• ②对于铅、铜及其合金制成的管线和配件，要避免 急转弯式的直角弯头和配件
图2-25 合金制弯头的防腐蚀结构
• ③管线弯曲的半径应尽 可能大，最小应为管径 的3倍(对碳钢或铜)、4 倍(铜镍合金)或5倍(强 度特别低的材料和高强 钢)。速度愈高，弯曲 半径也应愈大。对高流 速的接头部位，不要采 用T型分叉结构，应采 用曲线逐渐过渡的结构
图2-26 弯头和T型管的防腐蚀结构
• (3)渐缩管
• 管径突然变化，会在小管径部位形成涡流而引起冲 刷腐蚀。当流体中含有固体颗粒时，更会加速这种 腐蚀
图2-27 渐缩管的防腐蚀结构
• (4)不同壁厚管的焊接
• 不同壁厚的管子焊在一起时，在焊缝区域由于焊缝 应力和操作应力叠加而出现很高的应力，在腐蚀介 质作用下易产生应力腐蚀破裂。应将一段厚壁管加 工成壁厚和待连接的薄壁管一致。
3管道的防腐蚀结构设计
• (1)管线 • 流速有限制，一般为0.6～3m／s，这个数值与管道的内径有很大 的关系。 • 一般直径小，流速要小
• 但是对于不锈钢，有时为了提高耐氯离子孔蚀的能力，反而要求 较高的流速，这时又规定一个最低流速，例如1.5m/s
• (2)弯头 • ①在紧靠孔板的地方不要设置弯头，弯头离孔板的 距离至少应10倍于管子的直径，以免对弯头造成冲 刷腐蚀，
图2-4贮罐底部排液管的保温
图2-5 贮罐壳体支架的保温绝热
图2-6 绝热层护版和绝热材料
图2-8 贯穿式上封头接管的防腐蚀结构
图2-10 贯穿式接管的焊接（1、2为焊接顺序）
图2-11 容器上小接管的焊接
图2-12 接管焊接对管壁的热影响
图2-13 筒体上法兰焊接
图 2-14 的焊接
㈣ 结构设计不合理分析
• 1、容器不合理结构分析 • (1)壳体外部的保温 • (2)保温壳体底部排液管的保温 • (3)壳体支架的保温 • (4)绝热层护板和绝热材料 • (5)壳体上的排液接管 • (6)贯穿式封头接管 • (7)长贯穿式加料接管
• (8)贯穿式接管的焊接 • (9)接管焊接时管壁的热影响 • (10)简体上法兰的焊接 • (11)简体底部的焊接
• ㈢ 温度 • 腐蚀过程中的阳极与阴极反应的速度均随温度的上
升而增加
• 温度升高还使得金属的钝性发生改变，使钝化变得
困难甚至不能钝化。 18-8钢室温下在浓硝酸中钝化，
但在温度高时将钝化消失。 • 温度分布的不均匀，常对腐蚀反应有极大影响。例 如，热交换器中，通常高温部位成为阳极而腐蚀加 速。
• ㈣ 流速 • 一般地说，流速增大，腐蚀加快。
化氢(HCN)，可能造成二次加工装置中分馏塔顶及解
吸和冷凝系统的腐蚀
• 2．石油化工过程中的腐蚀性介质
• ⑴氯化物 • ⑵ 含硫化合物 • ⑶ 氮化合物 • ⑷ 有机酸 • ⑸氧、二氧化碳和水 •⑹ 水分
•⑺ 氢
• ⑻酸、碱化学药剂
• ⑼ 有机溶剂