腐蚀与防护
腐蚀与防护
定义1、腐蚀：腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。
2、钝化现象：电化序中较活泼的金属，应较易于被腐蚀。
但在实际情况中，一些较活泼的金属在某些特定的环境介质中都具有良好的耐蚀性。
这是因为金属表面形成了一层极薄的钝化膜，使金属由活化态变为钝化态，这一现象称为钝化现象。
金属通过与钝化剂相互作用在开路状态发生钝化称为自钝化。
3、Flade电位：Flade电位指当用阳极极化使金属处于钝化状态后，中断外加电流，这时金属的钝化态就会消失，金属由钝化态变回到活化态。
在钝化—活化转变过程的电位—时间曲线上，到达活化电位前有一个转折电位或特征电位，这个电位就叫弗莱德电位。
（电位愈正，金属丧失钝态的倾向越大；反之，电位越负，金属易保持钝态，即钝化膜越稳定）4、点蚀：点蚀又称小孔腐蚀，是一种腐蚀集中在金属表面的很小范围内并深入到金属内部的小孔状腐蚀形态，蚀孔直径很小，深度深。
5、缝隙腐蚀：是有电介质存在，在金属与金属及金属与非金属之间构成狭窄的缝隙内，介质的迁移受到阻滞时而产生的一种局部腐蚀形态。
6、电偶腐蚀：又称接触腐蚀或异（双）金属腐蚀。
在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的贱金属腐蚀被加速，而电位较正的贵金属受到保护，这种现象就叫做电偶腐蚀。
7、晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边界或晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏的腐蚀现象。
8、选择性腐蚀：是指在多元合金中较活泼组分的优先溶解，这个过程是由于合金组分的电化学差异而引起的。
绪论P5材料的分类：1、对于金属材料，根据产生腐蚀的环境状态，可以将腐蚀分为：（1）在自然环境中的腐蚀：大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水和海水腐蚀、微生物腐蚀。
（2）在工业环境介质中的腐蚀：在酸性溶液中的溶液；在碱性溶液中的腐蚀；在盐类溶液中的腐蚀；在工业水中的腐蚀；在熔盐中的腐蚀；在液态金属中的腐蚀。
根据腐蚀形态可将腐蚀分为以下几类：（1）全面腐蚀：均匀的全面腐蚀、不均匀的全面腐蚀。
第6章化工厂腐蚀与防护
• ⑷缓蚀剂 加入腐蚀介质中，能够阻止金属腐蚀或 降低金属腐蚀速度的物质，称为缓蚀剂。缓蚀剂在 金属表面吸附，形成一层连续的保护性吸附膜，或 在金属表面生成一层难溶化合物金属膜，隔离屏蔽 了金属，阻滞了腐蚀反应过程，降低了腐蚀速度， 达到了缓蚀的目的，保护了金属材料。
• 常见的缓蚀剂见表6－4 • ⑸金属保护层指用耐腐蚀性较强的金属或合金，覆
• d.脱碳。脱碳指在高温下钢中渗碳体与气体介质 （如水蒸气、氢、氧等）发生化学反应，引起渗碳 体脱碳的过程。
• e.氢腐蚀。氢腐蚀指在高温高压下，氢引起钢组织 的化学变化，使其力学性能劣化的腐蚀过程。
• ②电化学腐蚀。电化学腐蚀指金属与电解质溶液接 触时，由于金属材料的不同组织及组成之间形成原 电池，其阴、阳极之间所产生的氧化还原反应蚀金 属材料的某一组织或组分发生溶解，最终导致材料 失效的过程。
• ①非金属衬里。常见的非金属衬里结构种类见表 • 6－5。
• ②非金属涂层。涂层是涂刷与物体表面后，形成一 种坚韧、耐磨、耐腐蚀的保护层。常见的涂层涂料 类见表6－6。
• ⑺非金属设备 由于非金属材料具有优良的耐腐蚀 性及相当好的物理机械性能，因此可以代替金属材 料，加工制成各种防腐蚀设备和机器。常见的有聚 氯乙烯、聚丙烯、不透性石墨、陶瓷、玻璃以及玻 璃钢、天然岩石、铸石等。可以制造设备、管道、 管件、机器及部件、基本设施等，
质环境的共同作用下，发生的腐蚀破坏。应力腐蚀 外观一般没有任何变化，裂纹发展迅速且预测困难， 极具危险性。材料在拉应力作用下，由于在应力集 中处出现变形或金属裂纹，形成新表面，新表面与 原表面因电位差构成原电池，发生氧化还原反应， 金属溶解，导致裂纹迅速发展。发生应力腐蚀
• 的金属材料主要是合金，纯金属较少。
腐蚀与防护
✓ 1967年12月，美国俄亥俄大桥由于应力腐蚀和腐蚀疲劳 突然掉入河中，致使46人丧生。 ✓ 1982年9月一架日航DC-8喷气客机在我国上海降落时， 由于飞机刹车系统的高压气瓶发生应力腐蚀爆炸，致使刹 车失灵，飞机冲出跑道，致使数十人受伤。 ✓1985年8月12日一架日航波音747客机由于发生应力腐 蚀开裂而坠毁，死亡500多人。 ✓1980年3月北海油田的亚历山大·基兰德号采油平台发生 腐蚀疲劳破坏，致使 123人丧生。 ✓2004年8月9号，日本美滨核电站3号反应堆涡轮机房配 水管发生腐蚀穿孔，引起高温高压水蒸气泄漏，导致4死7 伤的生产事故。
腐蚀与防护
腐蚀事例（感性认识）
老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的生 锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管道 流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广场 上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首饰 的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的发 黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙齿 的坏烂、石头的风化等等。
✓ 震惊世界的印度博帕尔公害事件：1984年12月3日凌晨，印度
博帕尔市郊的"联合碳化杀虫剂厂"一贮罐的安全阀由于腐蚀发生毒气泄 漏事故。1小时后有毒烟雾袭向这个城市，形成了一个方圆25英里的毒雾 笼罩区。近邻的两个小镇上，有数百人在睡梦中死亡。火车站里的一些 乞丐死亡。一周后，有2500人死于这场污染事故，另有1000多人危在 旦夕，3000多人病入膏肓，20多万人双目失明。博帕尔的这次公害事件 是有史以来最严重的污染事故惨案。
c）造成产品污染，影响产品质量和企业的经济效益。如少量 的铜盐就可以毁坏整缸肥皂液，会加速肥皂变质，缩短肥 皂的贮用时间。皂液盒绝对不能用铜瓶、或镀铜的瓶子灌 装！
腐蚀与防护课程设计
腐蚀与防护课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握腐蚀与防护的基本概念、原理和方法，培养学生对材料科学的兴趣和热情，提高学生的科学素养和创新能力。
1.了解腐蚀的定义、类型和影响因素。
2.掌握腐蚀防护的基本原理和常用方法。
3.了解材料腐蚀与人类生产生活的关系。
4.能够分析材料的腐蚀原因和腐蚀过程。
5.能够运用腐蚀防护方法解决实际问题。
6.具备一定的科学研究和创新能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生对材料科学的兴趣和热情。
2.培养学生关注社会、关注生活的学习态度。
3.培养学生团结协作、积极进取的精神风貌。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括腐蚀与防护的基本概念、原理和方法。
1.腐蚀与防护的基本概念：介绍腐蚀的定义、类型和影响因素，使学生了解腐蚀现象及其危害。
2.腐蚀防护的原理：讲解腐蚀防护的基本原理，如电化学防护、涂层防护等，使学生掌握腐蚀防护的科学依据。
3.腐蚀防护的方法：介绍常用腐蚀防护方法，如阴极保护、涂料保护等，让学生学会运用腐蚀防护方法解决实际问题。
4.材料腐蚀与生产生活：分析材料腐蚀与人类生产生活的关系，让学生了解腐蚀问题在实际生活中的重要性。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解腐蚀与防护的基本概念、原理和方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生就腐蚀与防护问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生学会运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：进行腐蚀实验，让学生直观地了解腐蚀现象，提高学生的实践操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《腐蚀与防护》教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备腐蚀实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
危险化学品的腐蚀性与防护
危险化学品的腐蚀性与防护危险化学品是指具有爆炸性、燃烧性、腐蚀性、毒性等特性，可以对人体、环境和财产造成严重危害的化学物质。
在处理、储存、运输和使用危险化学品时，腐蚀性是其中一个重要的特性。
本文将探讨危险化学品的腐蚀性及相应的防护措施。
一、危险化学品的腐蚀性概述腐蚀性是指物质对金属、混凝土、绝缘材料、皮肤等的腐蚀损坏作用。
常见的腐蚀性危险化学品包括酸、碱、强氧化剂等。
腐蚀性危险化学品在各个阶段的生产、储存、运输和使用过程中都需要加以防护，以减少腐蚀造成的损害。
二、腐蚀性危险化学品的分类根据国际标准，腐蚀性危险化学品分为两类：腐蚀物质和腐蚀性体系。
腐蚀物质主要是指酸、碱和盐类物质，它们的pH值小于2或大于11.5。
腐蚀性体系是指含有水分的物质，通常是酸或碱与水之间的体系，如浓硫酸、氢氟酸等。
三、危险化学品腐蚀的影响危险化学品的腐蚀性会对人体、设备以及环境造成巨大的危害。
在人体接触腐蚀性物质时，会导致皮肤灼伤、眼睛损伤等。
对设备和设施，腐蚀性物质会导致金属腐蚀、管道堵塞、设备故障等问题。
同时，如果危险化学品泄漏到土壤、水体或空气中，会对环境造成长期不可逆转的破坏。
四、危险化学品腐蚀性防护措施为了保护人员和设施的安全，减少危险化学品腐蚀带来的损害，以下是一些常见的腐蚀性防护措施：1. 个人防护措施：使用防酸碱手套、防护眼镜、防腐蚀面具等。
在操作腐蚀性危险化工品时，应穿戴合适的防护服，避免直接接触皮肤和黏膜。
2. 设备防护措施：选择能耐腐蚀性物质的材料制造设备，如不锈钢、聚丙烯等。
对于不适宜更换设备的场合，可以使用防蚀涂料进行表面涂层保护。
3. 储运防护措施：将腐蚀性危险化学品储存在符合要求的容器中，遵循专门的储存规范。
在危险化学品运输过程中，应采取防护措施，如选择合适的运输容器和运输工具，以及定期检查运输设备的完整性。
4. 废物处理措施：处理腐蚀性废物要按照相关法规进行，包括中和处理、分离处理和安全处置等手段。
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。
浅谈化工设备腐蚀与防护
浅谈化工设备腐蚀与防护化工设备腐蚀与防护一直是化工行业关注的重要问题，腐蚀不仅会影响设备的使用寿命和性能，还可能对生产安全造成严重影响。
了解腐蚀的原因和防护措施对于化工生产来说至关重要。
本文将就化工设备腐蚀的原因、常见的腐蚀类型、以及防腐保护措施进行一些浅谈。
一、化工设备腐蚀的原因1. 化学物质腐蚀：化工生产中会接触各种酸、碱、盐等化学物质，这些物质具有腐蚀性，直接导致设备材料的腐蚀。
2. 电化学腐蚀：金属设备在化工生产过程中会受到电化学腐蚀的影响，例如金属在电解液中发生腐蚀。
3. 热力腐蚀：高温和高压环境下，金属材料容易发生热力腐蚀，导致设备材料疲劳失效。
4. 机械腐蚀：设备在运行时由于摩擦、冲击等机械作用而引起的腐蚀。
5. 微生物腐蚀：在特定条件下，微生物也会对设备材料进行腐蚀，这种腐蚀往往发生在潮湿、缺氧或有机物富集的环境中。
1. 金属腐蚀：金属设备在化工生产中最为常见的腐蚀类型，包括均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等。
2. 混凝土腐蚀：在一些化工生产场所，混凝土设备也会受到酸碱盐等化学物质的腐蚀影响，导致混凝土的破坏。
3. 非金属材料腐蚀：在一些特定的生产环境中，非金属材料也可能会受到腐蚀的影响，例如塑料、橡胶等材料。
1. 材料选择：选择具有良好耐腐蚀性能的材料作为化工设备的构造材料，例如不锈钢、镍合金、塑料等。
2. 表面处理：对设备表面进行特殊处理，如喷涂耐蚀涂层、阳极保护等，能够有效延长设备的使用寿命。
3. 设计防腐：在设备设计阶段就考虑防腐措施，如避免死角积存、增加防腐层厚度、合理布置防腐装置等。
4. 监测与维护：定期对化工设备进行腐蚀监测，及时发现问题并进行维修保养，是防护腐蚀的重要措施。
5. 管道防腐：对化工管道进行定期清洗、内衬耐腐蚀材料、加装防护设施等，是防止管道腐蚀的关键。
在化工生产中，腐蚀与防护问题始终是一个需要重点关注的话题。
加强对腐蚀原因及类型的研究，提高化工设备的抗腐蚀能力，不仅能够延长设备的使用寿命，还能够保障生产的安全与稳定。
化工设备腐蚀与防护
涂层作用：隔绝腐蚀介 质，保护设备表面
01
涂层类型：有机涂层、 无机涂层、复合涂层等
电化学防护
A
阴极保护：通过外加电流，使 金属表面形成阴极，防止腐蚀
B
阳极保护：通过外加电流，使 金属表面形成阳极，防止腐蚀
牺牲阳极保护：通过使用更活
C
泼的金属，使腐蚀发生在更活
泼的金属上，保护被保护金属
涂层保护：通过在金属表面涂
微生物腐蚀：微 生物在金属表面 生长繁殖，导致
金属表面损坏
腐蚀分类
1
2
3
4
化学腐蚀：金属与周 围环境发生化学反应，
导致金属表面损坏
电化学腐蚀：金属 表面形成原电池， 导致金属表面损坏
微生物腐蚀：微生物 在金属表面生长繁殖，
导致金属表面损坏
物理腐蚀：金属表 面受到机械作用， 导致金属表面损坏
腐蚀影响
D
覆一层涂层，防止腐蚀介质与
金属接触，达到保护目的
腐蚀监测技术
电化学方法：如电位法、电流法等， 通过测量腐蚀过程中的电化学反应来 监测腐蚀程度
物理方法：如超声波法、射线法等， 通过测量腐蚀过程中的物理现象来监 测腐蚀程度
化学方法：如化学分析法、光谱法等， 通过测量腐蚀过程中的化学变化来监 测腐蚀程度
C
降低了设备维护成本 和人力投入
D
提高了生产效率和企 业经济效益
谢谢
02
涂层防护： 在设备表面 涂覆耐腐蚀 涂层，如油 漆、搪瓷等
03
04
电化学防护： 利用电化学 原理，如阴 极保护、阳
极保护等
合金化：将两 种或两种以上 金属元素结合， 形成具有良好 耐腐蚀性能的
合金材料
涂层防护
腐蚀与防护
金属钝化：金属表面状态变化所引起的金属电化学行为使它具有贵金属的某些特征(低的腐蚀速率、正的电极电势)的过程。
若这种变化因金属与介质自然作用产生，称为化学钝化或自钝化；若该变化由金属通过电化学阳极极化引起，称为阳极钝化。
另有一类由于金属表面状态变化引起其腐蚀速率降低，但电极电势并不正移的钝化（如铅在硫酸中表面覆盖盐层引起腐蚀速率降低），称为机械钝化。
金属钝化后所处的状态称为钝态。
钝态金属所具有的性质称为钝性（或称惰性）。
铜合金腐蚀1概述铜合金腐蚀[1](Corrosion of Copper Allov)是铜合金在与大气和海洋环境相互作用的过程中，表面能生成钝态或半钝态的保护薄膜，使多种腐蚀受到抑制。
2分类铜合金在一般介质中以均匀腐蚀为主，在有氨存在的溶液中有较强的应力腐蚀敏感性，也存在电偶腐蚀、点蚀、磨损腐蚀等局部腐蚀形式。
黄铜脱锌、铝青铜脱铝，白铜脱镍等脱成分腐蚀是铜合金独有的腐蚀形式。
大气腐蚀金属材料的大气腐蚀主要取决于大气中的水汽和材料表面的水膜。
金属大气腐蚀速度开始急剧增加时的大气相对湿度称为临界湿度，铜合金与其他很多金属的临界湿度在50%～70%之间，大气中的污染对铜合金的腐蚀有明显的增强作用。
城市工业大气的C02，SO2，NO2等酸性污染物溶解于水膜中，发生水解，使水膜酸化和保护膜不稳定。
植物的腐烂和工厂排放的废气，使大气中存在氨和硫化氢气体，氨明显加速铜和铜合金的腐蚀特别是应力腐蚀。
海洋环境腐蚀铜合金在海洋环境的腐蚀除了海洋大气区之外，还有海水飞溅区、潮差区和全浸区等。
飞溅区腐蚀铜合金在海水飞溅区的腐蚀行为和在海洋大气区的十分接近。
对苛刻的海洋大气具有良好抗蚀性的任何一种铜合金，在飞溅区也会有良好的耐蚀性。
飞溅区提供了充分的氧气对钢的腐蚀起到加速作用，但可使铜及铜合金更容易保持钝态。
暴露于飞溅区铜合金的腐蚀速度通常不超过5μm/a。
全浸区腐蚀暴露于全浸区铜合金的腐蚀速度最快。
其耐蚀性受海水温度、流速、海洋生物附着、泥沙冲刷沉积和海水污染情况的影响较大。
危险化学品的腐蚀性质与防护措施
危险化学品的腐蚀性质与防护措施危险化学品是指在生产、储存、运输和使用过程中具有较大潜在危险性的化学品，其腐蚀性质使得其具有较高的危险性和风险。
本文将重点讨论危险化学品的腐蚀性质及相应的防护措施。
一、危险化学品的腐蚀性质危险化学品的腐蚀性质主要表现为其对物体的腐蚀作用，可分为强酸、强碱和氧化性物质。
1. 强酸：强酸具有腐蚀性，能与物体表面的金属发生反应，产生气体、热量和溶解产物。
常见的强酸有硫酸、盐酸等，它们能迅速破坏皮肤、黏膜和组织等。
2. 强碱：强碱能与物体的脂肪酸生成皂基，破坏细胞膜，导致蛋白质和细胞结构的变性。
常见的强碱有氢氧化钠、氢氧化钙等，接触它们会引起灼伤和溃疡。
3. 氧化性物质：氧化性物质能引发或促进其他物质的氧化反应，释放出大量的热能和有毒气体。
例如，过氧化物和高氯酸等，接触它们会引起燃烧和爆炸。
二、危险化学品的防护措施为了避免危险化学品对人体、设备和环境造成伤害，必须采取有效的防护措施。
以下是常见的危险化学品防护措施：1. 个体防护措施：（1）穿戴适当的个人防护装备，如防护眼镜、防护服、防护手套等。
（2）避免直接接触危险化学品，特别是强酸、强碱和氧化性物质。
（3）对于易挥发的危险化学品，应戴上适当的呼吸防护器材，如面罩或呼吸器。
2. 安全操作措施：（1）熟悉危险化学品的性质和特点，了解使用时的注意事项和操作要求。
（2）在操作危险化学品之前，必须进行经验丰富的操作人员培训和合理规划的实验室或工作场所布局。
（3）严格遵循操作规程，确保正确使用、储存和处置危险化学品。
3. 应急处理措施：（1）设置应急洗眼器、喷淋器等洗涤设备，以及干粉灭火器等灭火设备。
（2）建立应急预案和事故处理制度，确保在发生危险化学品泄漏或事故时能迅速采取对策。
（3）进行定期的应急演练，提高操作人员对危险化学品事故应对能力。
4. 环境保护措施：（1）合理规划和设计危险化学品储存和使用区域，通过有效的防护措施减少对环境的污染。
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
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。
腐蚀与防护
1、腐蚀是指材料在其周围环境的作用下发生的破坏或变质现象。
2、金属腐蚀是指金属与周围环境（介质）之间的化学或电化学作用所引起的破坏或变质。
3、断裂是指金属构件受力超过其弹性极限、朔性极限而发生的破坏。
4、磨损是指金属表面与气象接触的物体或与周围环境发生相对运动（摩擦）而产生的损耗或破坏。
5、化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。
其反应历程特点是在一定条件下，金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应，形成腐蚀产物。
无电流产生。
6、电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质发生电化学作用而产生的破坏。
其腐蚀历程可分为两个相对独立并可同时进行的过程。
有电流产生。
7、电化学腐蚀的特点：腐蚀里程可分为两个相对独立并可同时进行的过程。
8、物理腐蚀是由于单纯的物理溶解作用而形成的。
9、全面腐蚀（均匀腐蚀））：金属表面几乎全面和均匀地遭受腐蚀。
10、局部腐蚀：金属表面只有一部份遭受腐蚀而其他部分基本上不腐蚀。
局部腐蚀又可分为：1、电偶腐蚀：由两种腐蚀电位不同的金属在同一介质中相互接触而产生的一种腐蚀。
2、点蚀（小孔腐蚀）：是一种极端的局部腐蚀形态。
3、缝隙腐蚀：金属在介质中，在有缝隙的地方或他物覆盖的表面上发生较为严重的局部腐蚀。
4、晶间腐蚀：在金属晶界上或其邻近区发生剧烈腐蚀，而晶粒的腐蚀则相对很小。
5、选择性腐蚀：合金中的某一部分由于腐蚀优先地溶解到电解质溶液中去，从而造成另一组分富积于金属表面上。
6、磨耗腐蚀：腐蚀性流体和金属表面的相对运动引起的金属快速腐蚀。
7、应力腐蚀：包括应力腐蚀和腐蚀疲劳。
8、氢损伤：金属中存在氢或氢反应引起的机械破坏。
11、宏观腐蚀原电池：用肉眼可直接分辨出腐蚀电池的阴极区和阳极区。
12、金属的许多局部腐蚀，如点腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀等都是由微观腐蚀电池的作用引发的。
13、腐蚀原电池：只是导致金属材破坏而不能对外界作有用功的短路原电池。
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外界环境中的氧、水、酸、碱等物质发生化学反应，导致金属表面发生氧化、溶解或剥落的现象。
常见的金属腐蚀有铁锈、铝腐蚀等。
金属的腐蚀可以通过以下几种方式进行防护：
1. 防止氧气和水的接触：金属腐蚀主要是由于金属与氧气和水发生反应而引起的，因此可以通过涂层、涂漆等方法将金属与氧气和水隔离开来，防止接触。
2. 添加防腐剂：在金属表面涂覆一层含有防腐剂的涂层，可以形成一层保护膜，防止氧气和水的侵蚀，延缓金属的腐蚀速度。
3. 电化学防护：也称为阳极保护，可以通过在金属表面加上一层不容易被腐蚀的金属，将金属本身作为靶阴极，从而保护金属不被腐蚀。
4. 良好的维护保养：定期清洗金属表面的污垢、油脂等，及时修复和更换出现腐蚀的金属部件，可以延长金属的使用寿命。
5. 使用耐腐蚀的金属：对于一些要求较高的场合，可以选择使用具有较好耐腐蚀性能的金属，如不锈钢、铝合金等。
需要注意的是，不同的金属在不同环境条件下的腐蚀速度和防护方法也有所不同，具体应根据实际情况进行选择和应用。
腐蚀现象及防护措施
腐蚀现象及防护措施腐蚀是指物质与周围环境发生化学反应而引起的材料损坏过程。
在工业生产和日常生活中，腐蚀经常发生在金属材料上，对设备、结构和设施都可能造成严重的损害。
本文将探讨腐蚀现象及其常见的防护措施。
腐蚀现象腐蚀是由多种因素引起的，包括氧气、水、盐、酸、碱等物质的存在，以及温度、湿度和各种化学反应等因素的影响。
腐蚀可以发生在不同的金属表面上，例如铁、铜、铝等。
以下是一些常见的腐蚀现象：1. 金属腐蚀金属腐蚀是最常见的腐蚀现象之一。
在金属表面，如果氧气和水同时存在，会发生氧化反应，导致金属表面产生氧化物。
例如，铁腐蚀产生的氧化物就是我们常见的铁锈。
金属腐蚀不仅使金属表面变得粗糙，还会削弱金属的强度和耐久性。
2. 放电腐蚀放电腐蚀是电流通过金属中的液体或气体导体时引起的腐蚀。
当电流通过导体时，液体或气体中的溶解气体会发生氧化还原反应，导致金属表面发生腐蚀。
这种腐蚀常见于电力系统、电子设备等领域。
3. 浸蚀腐蚀浸蚀腐蚀是指金属材料在腐蚀介质中长期浸泡而引起的腐蚀现象。
腐蚀介质可以是液体、气体或溶液等。
在浸蚀腐蚀中，腐蚀介质中的活性物质与金属表面发生化学反应，使金属表面腐蚀并脱落。
防护措施为了防止腐蚀对金属材料的损害，有必要采取一些防护措施。
以下是一些常见的腐蚀防护方法：1. 表面涂层在金属表面涂覆一层防护涂料是一种常见的防腐蚀方法。
这层涂层可以隔离金属与周围环境的接触，防止腐蚀介质对金属表面的侵蚀。
常见的涂层包括油漆、涂料、橡胶和塑料等。
2. 阻隔层阻隔层是一种防止腐蚀介质接触金属表面的层。
这层阻隔层可以是金属的一层，如铬、锌、镀层等，也可以是非金属的一层，如陶瓷、橡胶、塑料等。
阻隔层可以有效地隔离金属与腐蚀介质的接触，从而防止腐蚀的发生。
3. 防蚀合金防蚀合金是一种特殊的金属合金，具有抗腐蚀性能。
这些合金通常在其成分中添加了一些抗腐蚀元素，如钼、铬、镍等。
防蚀合金具有较高的耐蚀性，可以在恶劣的环境中长时间使用而不发生腐蚀。
金属的腐蚀与防护知识点总结
金属的腐蚀与防护知识点总结第三单元金属的腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的缘故，能辨不金属发生腐蚀的类型。
2.了解金属电化学腐蚀的缘故及反应原理。
3.了解金属防护的普通办法及金属的电化学防护的原理。
情景切入铁生锈的现象随处可见，为啥铁在潮湿的环境中容易生锈？采取啥措施能够防止铁生锈呢？自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀（1）定义金属或合金与身边环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
（2）实质金属失去电子被氧化。
（3）类型①化学腐蚀：指金属与其他物质直截了当接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀：指别纯的金属或合金发生原电池反应，使较爽朗的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2.电化学腐蚀（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性非常弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。
负极： 2Fe==4e-+2Fe2+；正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。
最后生成铁锈（要紧成分为Fe2O3·xH2O），反应如下：4Fe(OH) 2+O2+2H2O==4Fe(OH) 3；2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。
(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中别断有H2放出。
负极： Fe==Fe2++2e-；正极： 2H++2e-==H2↑;总反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑。
二、金属的电化学防护1.金属的防护（1）本质：阻挠金属发生氧化反应。
（2）办法①改变金属内部结构，如制成合金等。
②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。
③电化学防护2.电化学防护（1）牺牲阳极的阴极爱护法将被爱护金属与比其更爽朗的金属连接在一起，更爽朗的金属作阳极（负极）被腐蚀，作为阴极（正极）的金属被爱护。
（2）外加电流的阴极爱护法（原理如图）课堂师生互动类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性较弱电解质溶液溶有CO2的水溶t液溶有O2的水溶液负极反应Fe-2e-==Fe2+正极反应2H++2e-==H2↑O2+2H2O+4e-==4OH-电子怎么流淌形成电通路Fe失2e-，成为Fe2+进入溶液，Fe失去的e-流入C极，H+趋向于C极，与C极上的e-结合成H2析出溶液Fe失2e-成为Fe2+进入溶液，Fe失去的e-流入C极，在C极O2获得e-成为OH-进入溶液其他反应及产物Fe2++2OH-==Fe(OH) 22Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3;2Fe(OH)3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O普遍性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍考例１（2009·北京卷，6）下列叙述别正确的是（）A..铁表面镀锌，铁作阳极B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e--==4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl--2e-==Cl2↑解析：本题要紧考查电化学知识，只要掌握原电池和电解的原理就能作答，A项中锌作阳极，B项锌作负极，铁被爱护，C、D基本上正确的。
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腐蚀与防护1. 名词解释及符号意义全面腐蚀局部腐蚀点腐蚀晶间腐蚀应力腐蚀腐蚀疲劳涡流腐蚀缝隙腐蚀K ISCC d a/d t2. 以不锈钢在充气的NaCl溶液中孔腐蚀为例，简述小孔腐蚀的机理。
3. 为提高18Cr-9Ni不锈钢的抗点蚀性能,可在钢中加入哪些元素?4. 应力腐蚀裂纹扩展速率d a/d t与K I值之间的关系如图11.2 所示,试指出曲线上的两个端点各代表材料的什么特征值？并根据此图说明裂纹扩展速率d a/d t与K I值的关系。
5. 影响晶间腐蚀的因素有哪些？6. 简述应力腐蚀的机理及减少应力腐蚀的措施。
7. 试述硅酸盐材料的腐蚀机理及影响腐蚀的因素。
8. 玻璃的腐蚀有哪几种形式?简要说明之。
9. 混凝土的腐蚀有哪几种形式?简要说明之。
10.以Al2O3/SiC复合材料为例说明陶瓷基复合材料的氧化行为。
11.什么是高分子材料的腐蚀?有何主要表现？12.何为高分子材料的物理老化?其特点是什么?物理老化对性能有何影响？习题答案1 名词解释及符号意义全面腐蚀局部腐蚀点腐蚀晶间腐蚀应力腐蚀腐蚀疲劳涡流腐蚀缝隙腐蚀K ISCC d a/d t全面腐蚀：是常见的一种腐蚀,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。
全面腐蚀一般属于微观电池腐蚀。
局部腐蚀：腐蚀作用集中在某一定的区域内,而金属的其余部分几乎没有发生腐蚀。
主要有点腐蚀(孔腐蚀) 、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：金属的大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微,但在局部地方出现腐蚀小孔并向深处发展的一种腐蚀破坏形式。
晶间腐蚀：是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。
这种腐蚀是在金属(合金) 表面无任何变化的情况下,使晶粒间失去结合力,金属强度完全丧失,导致设备突发性破坏。
应力腐蚀：(英文缩写SCC,stress corrosion crack) 是指金属材料在特定腐蚀介质和拉应力共同作用下发生的脆性断裂。
腐蚀疲劳：在腐蚀介质和交变应力共同作用下而引起的材料或构件的破坏。
涡流腐蚀：腐蚀性流体与金属间相互运动引起的金属加速破坏。
缝隙腐蚀：浸在腐蚀介质中的构筑物,由于金属与金属之间或金属与非金属之间形成缝隙,而缝隙中又可进入并存留住腐蚀介质,从而使缝隙内部产生加速腐蚀的现象。
K ISCC：一般认为当拉伸应力低于某一个临界值时,不再发生断裂破坏,这个临界应力称应力腐蚀开裂门槛值,用K ISCC或临界应力óth表示。
d a/d t：表示单位时间内裂纹的扩展量叫应力腐蚀裂纹扩展速率。
2 以不锈钢在充气的NaCl溶液中孔腐蚀为例,简述小孔腐蚀的机理。
表面带有氧化膜的金属与含有活性氯离子的介质接触时,活性氯离子首选吸附在金属表面氧化膜的某些部位。
当金属的电位达到孔蚀电位时,在氧化膜或钝化膜的薄弱点,如在晶界、位错露头、外来原子在点阵中的夹杂和氧化膜的应力裂纹处,或者由于竞争吸附的结果使金属表面的吸附氧被氯离子取代,或由于电场强度使氯离子获得足够能量,使其穿过氧化膜的薄弱部分,从而使氧化膜受到局部破坏并使金属发生局部的阳极溶解,于是开始形成蚀孔。
在蚀孔开始形成之前有一段很长的孕育期,有的可长达几个月甚至几年,而一旦蚀孔形成之后,它的生长却是一个自催化过程,以不断增长的速度穿透金属。
3 为提高18Cr-9Ni不锈钢的抗点蚀性能,可在钢中加入哪些元素?增加铬和镍含量,加入钼等。
4 应力腐蚀裂纹扩展速率d a/d t与K I值之间的关系如图11.2所示,试指出曲线上的两个端点各代表材料的什么特征值？并根据此图说明裂纹扩展速率d a/d t与K I值的关系曲线与横坐标的交点代表到达临界点,既d a/d t马上就要大于零,裂纹即将产生。
曲线的最高点代表裂纹深度已接近临界尺寸,马上就要断裂。
(1) 区域I 当K I稍大于K ISCC时,裂纹经过一段孕育后突然加速发展,即在I区内,裂纹生长速率对K I值较敏感。
(2) 区域II d a/d t与K I无关,通常说的裂纹扩展速率就是指该区速率,因为它主要由电化学过程控制,较强烈地依赖于溶液的p值,粘度和温度；(3) 区域III 失稳断裂区,裂纹深度已接近临界尺寸a cr ,当超过这个值时,应力强度因子K I达到K IC时,裂纹生长速率迅速增加直至发生失稳断裂。
5 影响晶间腐蚀的因素有哪些？影响晶间腐蚀的因素主要有：(1) 加热温度与时间(2) 合金成分不锈钢中除了主要成分Cr、Ni C外,还含有Mo、Ti、Nb 等合金元素。
它们对晶间腐蚀的作用如下：①碳：奥氏体不锈钢中碳量愈高,晶界腐蚀倾向愈严重,导致晶间腐蚀碳的临界浓度为0.02%(质量分数) 。
②铬：能提高不锈钢耐晶界腐蚀的稳定性。
当铬含量较高时,允许增加钢中含碳量。
例如,当不锈钢中铬的质量分数从18％提高到22％时,碳的质量分数允许从0.02％增加到0.06 ％。
③镍：增加不锈钢晶界腐蚀敏感性。
可能与镍降低碳在奥氏体钢中的溶解度有关。
④钛、铌：都是强碳化物生成元素,高温时能形成稳定的碳化物TiC及NbC,减少了碳在回火时的析出,从而防止了铬的贫化。
6 简述应力腐蚀的机理及减少应力腐蚀的措施。
应力腐蚀机理的主要理论有：(1)阳极快速溶解理论何尔(Hoar)和希纳斯(Hines)首先提出阳极快速溶解理论。
该理论认为裂纹一旦形成,裂纹尖端的应力集中导致裂纹尖端前沿区发生迅速屈服,晶体内位错沿着滑移面连续地到达裂纹尖端前沿表面,产生大量瞬间活性溶解质点,导致裂纹尖端(阳极)快速溶解。
(2) 闭塞电池理论该理论认为,在已存在的阳极溶解的活化通道上,腐蚀优先沿着这些通道进行。
在应力协同作用下,闭塞电池腐蚀所引发的腐蚀孔扩展为裂纹,产生SCC。
这种闭塞电池作用与孔腐蚀相似,也是一个自催化的腐蚀过程,在拉应力作用下使裂纹不断扩展,直至断裂。
(3)膜破裂理论（滑移-溶解理论）该理论认为,金属表面是由钝化膜覆盖,并不直接与介质接触。
在应力或活性离子(Cl-)的作用下易引起钝化膜破裂,露出活性的金属表面。
介质沿着某一择优途径浸入并溶解活性金属,最终导致应力腐蚀断裂。
防止或减轻应力腐蚀的措施主要有：①合理选材尽量避免金属或合金在易发生应力腐蚀的环境介质中使用。
②控制应力在制造和装配金属构件时,应尽量使结构具有最小的应力集中系数,并使与介质接触的部分具有最小的残余应力。
参余应力往往是引起SCC的主要原因,热处理退火可消除残余应力。
③改变环境通过除气、脱氧、除去矿物质等方法可除去环境中危害较大的介质组分。
还可通过控制温度、pH值,添加适量的缓蚀剂等,达到改变环境的目的。
④电化学保护金属（合金)发生SCC与电位有关,可通过电化学保护使金属离开SCC 敏感区,从而抑制SCC 。
⑤涂层好的镀层(涂层)可使金属表面和环境隔离开,从而避免产生SCC。
7 试述硅酸盐材料的腐蚀机理及影响腐蚀的因素。
无机非金属材料除石墨以外,在与电解质溶液接触时不像金属那样形成原电池,故其腐蚀不是由电化学过程引起的,而往往是由于化学作用或物理作用所引起。
除熔融制品(如玻璃、铸石) 外,陶瓷材料结构中或多或少地含有一定的孔隙。
孔隙会降低材料的耐腐蚀性,因为孔隙的存在会使材料接触介质的面积增大,腐蚀不仅可发生在表面上而且也发生在材料内部,使得侵蚀作用明显增强。
当化学反应生成物出现结晶时还会造成物理性能的破坏,例如制碱车间的水泥地面,当间歇地受到苛性钠溶液的浸润时,由于渗透到孔隙中的苛性钠吸收二氧化碳后变成含水碳酸盐结晶,体积增大,在水泥内部膨胀,使材料产生内应力破坏。
当孔隙为闭孔时,受腐蚀性介质的影响要比开口的孔隙小。
而当孔隙为开口时,腐蚀性液体容易透入材料内部。
无机非金属材料的耐蚀性还与其结构有关。
晶体结构的耐腐蚀性较无定型结构高。
例如二氧化硅处于结晶状态时,虽属耐酸材料但也有一定的耐碱性。
而无定形的二氧化硅就易溶于碱溶液中。
具有晶体结构的熔铸辉绿岩也是如此,它比同一组成的无定形化合物具有更高的化学稳定性。
8 玻璃的腐蚀有哪几种形式? 简要说明之。
玻璃材料的腐蚀主要由含水介质的作用而引起的。
大气条件下,被称为风化的玻璃腐蚀基本上是由水蒸气所造成的。
风化的机理有两种,一种是蒸发,一种是携带与其反应的任何产物从表面流聚到一点。
9 混凝土的腐蚀有哪几种形式? 简要说明之。
10 以Al2O3/S i C复合材料为例说明陶瓷基复合材料的氧化行为。
11 什么是高分子材料的腐蚀?有何主要表现？高分子材料在加工、储存和使用过程中,由于内外因素的综合作用,其物理化学性能和机械性能逐渐变坏,以至最后丧失使用价值,这种现象称为高分子材料的腐蚀,亦称为老化。
老化主要表现在：（1）外观的变化：出现污渍、斑点、银纹、裂缝、喷霜、粉化及光泽、颜色的变化；(2) 物理性能的变化：包括溶解性、溶胀性、流变性能,以及耐寒、耐热、透水、透气等性能的变化；(3) 力学性能的变化：如抗张强度、弯曲强度、抗冲击强度等的变化；(4) 电性能的变化：如绝缘电阻、电击穿强度、介电常数等的变化。
12 何为高分子材料的物理老化,其特点是什么? 物理老化对性能有何影响？高聚物的物理老化仅指由于物理作用而发生的可逆性的变化,不涉及分子结构的改变。
由于玻璃态高聚物多数处于非平衡态,其凝聚态结构是不稳定的。
这种不稳定结构在玻璃化转变温度Tg以下存放过程中会逐渐趋向稳定的平衡态,从而引起高聚物材料的物理力学性能随存放或使用时间而变化,这种现象被称为物理老化或“存放效应” 。
物理老化是玻璃态高聚物通过小区域链段的微布朗运动使其凝聚态结构从非平衡态向平衡态过渡的弛豫过程,因此与存放的温度有关。
在可观察的时标内,它发生在高聚物玻璃化转变温度Tg和次级转变温度T B之间,所以又称为Tg以下的退火效应。