腐蚀的分类及特点
金属腐蚀的定义及分类
金属腐蚀的定义及分类金属腐蚀是指金属与周围环境中的物质或电化学作用发生反应，导致金属表面变质，甚至破坏金属结构和性能的过程。
金属腐蚀是对于环境保护和金属制品使用寿命等方面的重要问题。
下面，我们将对金属腐蚀进行分类和说明。
1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指在电解质介质中，电化学反应与化学反应相结合导致金属腐蚀的过程。
一般情况下，电化学腐蚀是由于金属与溶液中存在的氧化还原电对发生反应，导致金属与环境发生相应的化学反应，并最终导致金属的腐蚀和损坏。
常见的电化学腐蚀有电解腐蚀、生物腐蚀和缝隙腐蚀等。
2. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属在含有化学腐蚀介质的环境中，通过在金属表面上的物理化学反应而导致金属表面产生腐蚀现象。
化学腐蚀的发生是由于化学环境中存在的化学介质会被吸附在金属表面形成化学凝结物，进而导致金属表面加速腐蚀。
常见的化学腐蚀有腐蚀性气体腐蚀和液态金属腐蚀等。
3. 氧化腐蚀氧化腐蚀是指金属在氧气气体和水的环境中因氧气和水作用而导致的腐蚀现象。
在氧化腐蚀中，由于金属表面形成的氧化皮层密封缺陷，导致氧化腐蚀过程大大加速，最终导致金属材料的损坏。
常见的氧化腐蚀有锈蚀、烧蚀和高温氧化腐蚀等。
4. 物理腐蚀物理腐蚀是指金属在运动中受到磨擦、撞击等作用而导致的腐蚀现象。
在运动中，由于金属表面处于不断的接触状态下，所以金属局部表面会受到物理上的磨损和腐蚀，最终导致金属材料的破坏。
常见的物理腐蚀有磨损、冲蚀等。
总之，金属腐蚀是一个复杂的化学和物理过程，不同类型的腐蚀都有其独特的发生机制和特点。
因此，针对不同类型的腐蚀，应采取相应的腐蚀防治措施，以保障金属材料的性能和使用寿命。
论述金属腐蚀的类型及保护方法
论述金属腐蚀的类型及保护方法
一、金属腐蚀
金属腐蚀就是金属物质因接触腐蚀介质而被氧化的现象，是许多金属材料的缺陷之一。
一般情况下，基本金属或其合金在气体、液体或固体环境中，长期受到腐蚀介质的侵蚀，形成的金属结构的物理和化学的改变，就称为金属的腐蚀。
二、金属腐蚀分类
一般来说金属腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、磨粒腐蚀、园蚀腐蚀。
① 化学腐蚀：它是由氧化势能差起作用，金属元素被溶液中的氧化物（氧气、水合物等）取代而慢慢除去或分解，造成金属材料破坏的腐蚀。
② 电化学腐蚀：它是导体金属在电池反应作用中减薄，部分金属被氧化成氧化物，从而形成腐蚀的现象。
③ 磨粒腐蚀：一般指因摩擦而形成的金属分解或氧化而造成的金属腐蚀。
其最大的表现就是金属表面上出现细粒的损伤和粗糙的晕色现象。
④ 蚀蚀腐蚀：又称浸蚀腐蚀，指金属因长期浸渍在某种刺激性液体中而慢慢腐蚀的现象。
三、金属腐蚀保护方法
(1) 采用封闭防腐系统：采用覆盖层、膜、衬垫、密封件、弹性体等物质覆盖以及机械装置，以便定期维护和维修的方法。
(2) 电化学防护：采用电化学方式在金属表面构建导电金属膜，使金属不易受到腐蚀，从而实现防护的效��。
(3) 化学防腐：采用化学方法选择合适的抗腐剂，把它加入到溶液中，以有效地抑制金属腐蚀。
(4) 其它技术保护：催化、穿孔、堤坝等保护技术均可以有效地保护金属。
材料腐蚀的种类、危害及解决办法
材料腐蚀的种类、危害及解决方法康昆勇腐蚀是指材料受周围环境的作用，发生有害的化学变化、电化学变化或物理变化而失去其固有性能的过程。
通常环境介质对材料有各种不同的作用，其中有多种作用可导致材料遭受破坏，但只有满足以下两个条件，才称为腐蚀作用：①材料受介质作用的部分发生状态变化，转变成新相。
②在材料遭受破坏过程中，整个腐蚀体系的自由能降低。
材料腐蚀发生在材料外表。
按腐蚀反应进行的方式分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
前者发生在非离子导体介质中；后者发生在具有离子导电性的介质中，故可通过改变材料的电极电位来改变腐蚀速度。
按材料破坏特点分为均匀腐蚀、局部腐蚀和选择性腐蚀。
均匀腐蚀指材料外表各处腐蚀破坏深度差异很小，没有特别严重的部位，也没有特别轻微的部分。
局部腐蚀是材料外表的腐蚀破坏集中发生在某一区域，主要有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。
选择性腐蚀是金属材料在腐蚀介质中，其活性组元产生选择性溶解，由金属材料合金组分的电化学差异所致。
按腐蚀环境又分为微生物腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀和高温腐蚀等。
金属材料以及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，这种现象称为腐蚀，其中也包括上述因素与力学因素或者生物因素的共同作用。
某些物理作用例如金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象也可以归入金属腐蚀范畴。
一般而言，生锈专指钢铁和铁基合金而言，它们在氧和水的作用下形成了主要由含水氧化铁组成的腐蚀产物铁锈。
有色金属及其合金可以发生腐蚀但并不生锈，而是形成与铁锈相似的腐蚀产物，如铜和铜合金外表的铜绿，偶尔也被人称作铜锈。
由于金属和合金遭受腐蚀后又回复到了矿石的化合物状态，所以金属腐蚀也可以说是冶炼过程的逆过程。
上述定义不仅适用于金属材料，也可以广义地适用于塑料、陶瓷、混凝土和木材等非金属材料。
例如，涂料和橡胶由于阳光或者化学物质的作用引起变质，炼钢炉衬的熔化以及一种金属被另一种金属熔融液态金属腐蚀，这些过程的结果都属于材料腐蚀，这是一种广义的定义。
镁合金腐蚀类型及特点
镁合金腐蚀类型及特点
镁合金在大多数环境中呈现较好的耐蚀性能，但仍然存在一些特殊的腐蚀问题。
以下是几种常见的镁合金腐蚀类型及其特点：
1. 干腐蚀：镁合金在干燥的环境中容易发生干腐蚀，主要表现为镁合金表面的白色粉末状物质。
这种粉末状物质是由镁合金与空气中的氧气反应生成的氧化物。
2. 湿腐蚀：湿腐蚀是指镁合金在潮湿或液体环境中的腐蚀现象。
常见的湿腐蚀类型包括晶间腐蚀、孔蚀和总体腐蚀等。
其中，晶间腐蚀是镁合金的主要腐蚀形式之一，会造成合金结构的破坏。
3. 应力腐蚀开裂：应力腐蚀开裂是镁合金在受到应力作用的情况下发生的一种严重腐蚀现象。
一般情况下，该现象发生在高应力和湿腐蚀环境下。
总体而言，与其他金属相比，镁合金具有更高的腐蚀率。
为了提高镁合金的耐腐蚀性能，可以采取一些措施，如表面处理、涂层保护和合金添加等。
此外，选择合适的镁合金材料也可以有效减少腐蚀问题的发生。
金属腐蚀与防护课后题答案
1.材料腐蚀的定义: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。
腐蚀包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。
2.腐蚀的特点:自发性/铁腐蚀变成以水和氧化铁为主的腐蚀产物，这些腐蚀产物在结构或形态上和自然界天然存在的铁矿石类似，或者说处于同一能量等级自发性只代表反应倾向，不等于实际反应速度普遍性/ 元素周期表中约有三、四十种金属元素，除了金和铂金可能以纯金属单体形式天然存在之外，其它金属都以它们的化合物（氧化物、硫化物）形式存在隐蔽性/ 应力腐蚀断裂管道：表面光亮如新，几乎不存在均匀腐蚀迹象，金相显微镜下，可观察到管道内部布满细微裂纹3.按材料腐蚀形态如何分类:全面腐蚀<均匀和不均匀腐蚀> 局部腐蚀{ 点蚀（孔蚀、）缝隙腐蚀及丝状腐蚀、电偶腐蚀（接触腐蚀）晶间腐蚀}选择性腐蚀4.按材料腐蚀机理如何分类:化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解腐蚀5.按材料腐蚀环境如何分类:自然环境腐蚀、工业环境腐蚀、生物环境腐蚀1、名词解释物理腐蚀：是指金属由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏电化学腐蚀：就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。
电极电位：金属-溶液界面上建立了双电层，使得金属与溶液间产生电位差，这种电位差称为电极电位（绝对电极电位）非平衡电极电位：（在生产实际中，与金属接触的溶液大部分不是金属自身离子的溶液）当电极反应不处于平衡状态，电极系统的电位称为非平衡电位。
平衡电极电位：水合金属离子能够回到金属中去，水合-金属化过程速率相等且又可逆，这时的电极电位。
标准电极电位：金属在25℃浸于自身离子活度为1mol/L的溶液中，分压为1×105Pa时的平衡电极电位极化：电流流过电极表面，电极就会失去平衡，并引起电位的变化去极化：能降低电极极化的因素称为去极化因素过电位：是电极的电位差值，为一个电极反应偏离平衡时的电极电位与这个电极反应的平衡电位的差值。
活化极化：设电极反应的阻力主要来自电子转移步骤，液相传质容易进行，这种电极反应称为受活化极化控制的电极反应。
腐蚀的分类及防范措施
腐蚀的分类及防范措施腐蚀的分类1、大气腐蚀在大气中，由于氧的作用，雨水的作用，腐蚀性物质的作用，裸露的设备、管线、阀、泵及其他设施会产生严重腐蚀，甚至有些化工厂因为螺栓、阀等锈死，诱发事故的发生。
因此，设备、管线、阀、泵及其设施等，需要选择合适的材料及涂覆防腐涂层予以保护。
2、全面腐蚀在腐蚀介质及一定温度、压力下，会发生金属表面或大面积均匀的腐蚀，如果腐蚀裕度控制在0.05～0.5mm/a、＜0.05mm/a，金属材料耐蚀等级分别为良好、优良。
对于这种腐蚀，应根据介质及温度、压力等选择合适的耐腐蚀材料，或接触介质的内表面涂覆涂层，或加入缓蚀剂。
3、电偶腐蚀电偶腐蚀是化工容器、设备中常见的一种腐蚀，它是由于两种不同金属在溶液中直接接触，因其电极电位不同构成腐蚀电池，使电极电位较负的金属发生溶解腐蚀。
为减轻这种双金属腐蚀，应选择电偶序列相近的金属材料。
4、缝隙腐蚀在装置设备的管道连接处、衬板、垫片等处的金属与金属，金属与非金属间及金属涂层破损时，金属与涂层间所构成的窄缝在电解液中会造成缝隙腐蚀。
防止办法：a.采用合适的抗缝隙腐蚀材料；b.采用合理的设计方案，如尽量减小缝隙、死角、腐蚀液（介质）的积存，法兰配合严密，垫片适宜等；c.采用电化学保护；d.采用缓蚀剂等。
5、孔蚀由于金属表面露头、错位、介质不均匀等，腐蚀介质会集中在金属表面个别小点上形成深度较大的腐蚀。
防止孔蚀的方法有：a.减少溶液中氯离子浓度，或加入有抑制孔蚀作用的阴离子；b.减少溶液中氧化性离子，如Fe3+、Cu2+、Hg2+；降低溶液温度；c.采用阴极保护；d.采用点蚀合金。
6、其他工艺设备在一定条件下会产生晶间腐蚀,拉应力作用下的应力腐蚀破裂,在高温、高压下的氢腐蚀（使钢组织发生化学变化），在交变应力作用下的腐蚀疲劳等。
腐蚀的后果电镀生产过程中使用的氰化物、强碱、强酸等，将对上述装置的内表层进行腐蚀，特别是其金属部分。
这种腐蚀破坏作用又不易被察觉，其危险性很大，一旦装置被腐蚀破坏，腐蚀物质就会往外泄漏，将导致后果严重的事故发生。
腐蚀知识课件
储槽壁底的联接
角 焊 缝 的 结 构
容 器 出 口 管
4.3 艺 4.4
合理制订设备加工工
电化学保护
阳极保护、阴极保护
阴极保护测试桩
4.5
添加缓蚀剂
在腐蚀性介质中加入少量的某种物质， 能使金属的腐蚀速度大为降低或停止，称为 缓蚀剂。
缓蚀剂的分类
1．按成分可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂： 无机缓蚀剂—磷酸盐、过氧化氢、硫酸锌等。 有机缓蚀剂—有机胶体、氨基酸、醛类等。
3.0Cr0.5Mo
2.25Cr1Mo
氢分压
高温硫化
金属与含硫气体（硫蒸汽，SO2，H2S)接 触生成硫化物。
危害性表现在： 膜体积大 膜中的晶格缺陷浓度高 膜的熔点低
电化学腐蚀
• 金属及其合金与电解质接触时发生 电化学作用而引起的腐蚀。
Zn在稀硫酸中溶解示意图
2.3 按金属腐蚀破坏形式
金属表面在腐蚀介质作用下，以 全面腐蚀： 同一速度进行的均匀腐蚀。
其它因素
1．应力 2．杂散电流
四、防止和减缓腐蚀的方法
4.1 材 合理选
了解腐蚀环境，分析腐蚀原因，根据生产 中遇到的介质性质、温度、压力及产品质量 要求查阅材料手册，合理选用材料。
4.2 构
设计合理的结
化工设备在很多情况下与结构有关，不合理的 结构往往为腐蚀电池的形成创造良好的条件，或引 起应力集中、液体停滞。
金属的个别区域发生的破坏。如 局部腐蚀： 晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀、 缝隙腐蚀等。
晶间腐蚀
应力腐蚀
18－8钢在充气NaCl溶液中孔蚀过程示意图
碳钢在海水中缝隙腐蚀示意图
三、影响腐蚀的因素
操作介质
温度和压力
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。
1.2 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。
简述管道腐蚀的分类
简述管道腐蚀的分类
管道腐蚀可分为以下几类：
1. 电化学腐蚀：电化学腐蚀是由于金属在与环境中的化学反应中形成的电子流引起的。
常见的电化学腐蚀包括金属的氧化、还原过程以及金属与环境中其他物质的电化学反应。
2. 热腐蚀：热腐蚀是由于管道在高温条件下与环境中的化学物质发生反应而造成的腐蚀。
高温环境中的水蒸气、酸性气体等都可以导致热腐蚀。
3. 化学腐蚀：化学腐蚀是指管道与带有腐蚀性成分的化学物质接触后发生的腐蚀现象。
化学腐蚀的常见原因包括酸性物质、碱性物质、溶解氧等的存在。
4. 精细腐蚀：精细腐蚀是指管道在微观尺度上发生的局部腐蚀现象。
它可以是由于管道表面的微小缺陷引起的，也可以是由于管道材料的组织结构不均匀或含有杂质所致。
5. 应力腐蚀开裂：应力腐蚀开裂是由于管道受到应力作用下的腐蚀而导致的开裂现象。
应力腐蚀开裂通常发生在材料受到应力和腐蚀环境同时作用的情况下。
6. 磨损腐蚀：磨损腐蚀是由于管道表面与冲击物、摩擦物等物质接触而导致的腐蚀现象。
这种腐蚀通常发生在管道中有固体颗粒运动的情况下，如流体中含有杂质、管道内部存在流体动力学问题等。
腐蚀分类
局部腐蚀 ( 点蚀 ) Localized corrosion
（ Pitting corrosion ）
全面腐蚀 General corrosion
不均匀的全面腐蚀
均匀的全面腐蚀
比较项目
全面腐蚀
局部腐蚀
腐蚀形态 微
腐蚀遍部整个金属材料表面 腐蚀集中在特定的区域，其余部分腐蚀甚
电池 阴、阳极在表面上变幻不定，不可辨别
第四章 局部腐蚀
腐蚀形态分为两大类，即全面腐蚀和局部腐蚀 。
如果腐蚀是在整个金属表面上进行，则称为全面腐蚀。
如果腐蚀只集中在金属表面局部地区上进行，其余大部 分地区则几乎不腐蚀，这种类型的腐蚀便称为局部腐蚀。
全面腐蚀和局部腐蚀具有不同的特征：全面腐 蚀的阴阳极面积非常小，甚至用微观方法也无法辨认出来 ，而且微阳极与微阴极的位置是变幻不定的。因为整个金 属表面在溶液中都处于活化状态，只是各点随时间（或地 点）有能量起伏，能量高时（处）为阳极，能量低时 （处）为阴极，这样使金属表面都遭受腐蚀，金属腐蚀造 成金属的大量损失，但从技术观点来看，这类腐蚀并不可 怕，不会造成突然事故。
阳极： M→M++e ，
阴极： O2+2H2O+4e→4OH-
在经过一个短时间后缝内的氧消失耗完，氧的还原反应不 再进行。这是由于缝内缺氧而缝外富氧，形成了氧浓差电 池，然后金属 M 继续溶解，缝内溶液中 M+ 过剩，为了保持 平衡，氯离子迁移到缝内，缝内已形成金属的盐类发生水 解： M+Cl-+H2O→MOH+HCl 结果使缝内 PH 值下降，可达 23 。这就促使缝内金属溶解速度增加，相应缝外临近表面 的阴极过程，即氧的还原速度也增加，使外部表面得到阴 极保护，而加剧了缝内金属的腐蚀，缝内金属离子进一步 过剩又促使氯离子迁入缝内，形成金属盐类、水解，缝内 酸度增加，更加促使金属溶解，这就是缝隙腐蚀的自催化 过程。
金属腐蚀机理及分类
1.1 金属的腐蚀机理1.1.1 金属腐蚀的定义金属及其制品在生产和使用过程中，在周围环境因素的作用下，发生破坏变质，改变了原有的化学、物理、机械等特性，称为金属腐蚀。
根据金属腐蚀过程，可以把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
1.1.2 化学腐蚀化学腐蚀是金属与环境介质直接发生化学反应而产生的损伤。
特点：○1在腐蚀过程中没有电流产生，○2腐蚀产物直接产生并覆盖在发生腐蚀的地方。
○3化学腐蚀往往在高湿的气体介质中发生。
钢铁在高温气体环境中很容易被腐蚀，如果同时有盐类或含硫物质存在，则会加速高温氧化，这称为热腐蚀。
1.1.3 电化学腐蚀航空器上所发生的腐蚀大多数属于电化学腐蚀。
一、原电池凡能将化学能转变为电能的装置称作原电池。
电化学腐蚀的最显著的特征是电化学腐蚀过程中有自由电子流动，产生电流。
二、电化学腐蚀与腐蚀电池电化学腐蚀就是在金属上产生若干原电池（实际上是短路原电池，即称腐蚀电池），金属成为阳极，遭到溶解而发生腐蚀。
形成原电池的条件：1、两种金属（或两个区域）之间存在电位差；2、两种金属之间有导电通路；3、有腐蚀环境或腐蚀溶液。
铝合金的电化学腐蚀：含有铜的铝合金构件处在潮湿的大气中，在其表面形成一层电解质溶液薄膜。
这就构成了腐蚀电池。
该腐蚀电池的阳极为电位较低的基体铝（-1.66V），阴极为电位较高的添加元素铜（+0.337V）。
电子由铝流向铜，铝遭到溶解。
根据组成腐蚀电池的大小，可以把腐蚀电池分为宏电池及微电池两类。
造成金属表面电位不同，形成微电池的原因很多，常见的有：（1）金属表面化学组成不均，夹杂有杂质。
（2）金属表面组织不均。
（3）金属表面生成氧化膜不均匀。
（4）金属表面物理状态不均匀。
金属在机械加工过程中，受到拉、压、剪切作用，或由于热处理不均匀，造成不同部位表面的内应力和变形不同。
通常，变形大，内应力高的地方为阳极，易受到腐蚀。
常见金属及其合金的电位：一、Mg及其合金，铝合金5052、5056、5036、6061、6063、5356二、Zn、Cd、除以上6种以外的铝合金三、除不锈钢之外的碳钢、合金钢、Fe、Pb、Sn四、Cu、Cr、Ni、Ag、Au、Pt、Ti、钴、铑、不锈钢同一组中，电位基本一致，基本不发生电化学腐蚀；不同组中，第一组电位最低，为阳极，被腐蚀。
腐蚀与防护9
温度 : 环境温度越高，越容易结露,大气腐 蚀速度较大。
大气成分 : 大气中的污染物: 硫化物－SO2、SO3、H2S 氮化物－NO、NO2、NH3 碳化物－CO、CO2 固体污染物－盐颗粒、沙粒和灰尘等
大气成分中SO2的影响 :
1、SO2吸附在金属表面 2、FeSO4氧化并水解 3、H2SO4氧化并水解
淡水腐蚀的影响因素
pH影响 水中溶氧 水中溶解的盐成分 水温 流速
海水腐蚀
海水中主要盐类的含量
成分 NaCl MgCl2 MgSO4 CaSO4 K2SO4 CaCl2 MgBr2 盐含量（g／ 100g海水） 2.7123 0.3807 0.1658 0.1260 0.0863 0.0123 0.0076 占盐总量 百分比 77.8 10.9 4.7 3.6 2.5 0.3 0.2
大气腐蚀的实验方法
室内模拟实验装置
大气腐蚀机理
1. 初期的腐蚀机理 2. 锈层形成后的腐蚀机理
大气腐蚀初期的腐蚀机理
阴极过程：
O2 2H 2O 4e 4OH
阳极过程：
Fe Fe2 2e
3Fe 4H 2O Fe3O4 8H 8e
锈层形成后的腐蚀机理
大多数金属（如铁、钢、锌、铜等）海水腐蚀的阳极 极化阻滞很小。 难于用提高阳极阻滞的方法来防止铁基合金的腐蚀 海水腐蚀的阴极过程主要是氧的去极化，是腐蚀的控 制性环节。 在含有大量H2S的缺氧海水中，也可能发生H2S的阴 极去极化作用。 电阻性阻滞作用小，电偶腐蚀明显。 海水良好的导电性使海水中异金属腐蚀电池作用更强 烈、影响范围更远 钝化膜的局部破坏，发生点蚀和缝隙腐蚀。
海洋环境分类及腐蚀特点
金属腐蚀类型
金属腐蚀类型金属腐蚀是一种常见现象，指的是金属与周围环境中的物质发生化学反应，导致金属表面发生变化和破坏的过程。
金属腐蚀可以分为多种类型，下面将逐一介绍。
1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的腐蚀过程。
在电解质溶液中，金属表面会发生氧化和还原反应，导致金属的溶解和腐蚀。
电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式之一，常见的例子有铁锈的形成。
2. 高温氧化腐蚀高温氧化腐蚀是指金属在高温氧气环境中发生的腐蚀过程。
在高温下，金属表面与氧气反应，形成金属氧化物。
这种腐蚀常见于高温下的金属设备和材料，如锅炉、炉子等。
3. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属与化学物质发生反应而导致的腐蚀过程。
不同的化学物质对金属的腐蚀性不同，常见的化学腐蚀包括酸腐蚀、碱腐蚀等。
例如，硫酸可以腐蚀金属，产生氢气和硫酸盐。
4. 浸蚀腐蚀浸蚀腐蚀是指金属在液体中长时间浸泡而发生的腐蚀过程。
液体中的溶解物质会与金属发生化学反应，导致金属表面的腐蚀和破坏。
例如，海水中的盐分会腐蚀金属，并导致腐蚀性海水的产生。
5. 气体腐蚀气体腐蚀是指金属与气体发生化学反应而导致的腐蚀过程。
某些气体，如氧气、硫化氢等，具有较强的腐蚀性，会导致金属表面的氧化和腐蚀。
常见的气体腐蚀包括氧化腐蚀、硫化腐蚀等。
6. 微生物腐蚀微生物腐蚀是指由微生物引起的金属腐蚀。
微生物可以生长在金属表面并分泌酸性物质，使金属发生腐蚀。
微生物腐蚀常见于水域、土壤等环境中，对金属设备和结构造成一定的腐蚀破坏。
以上是几种常见的金属腐蚀类型。
金属腐蚀是一个重要的问题，会导致金属结构的损坏和设备的失效。
因此，我们应该加强对金属腐蚀的研究和防护，采取合理的措施来延缓腐蚀的发生和进展。
只有这样，才能保证金属材料的正常使用和寿命的延长。
金属材料腐蚀的分类
金属材料腐蚀的分类一般将腐蚀形态分为八类，分别是：①均匀腐蚀或全面腐蚀：腐蚀均匀分布在整个金属表面上。
镁合金牺牲阳极从重量上来看，均匀腐蚀代表金属的最大破坏。
但从技术观点来看，这类腐蚀形态并不重要。
因为如果知道了腐蚀速度，便可估算出材料的腐蚀公差，并在设计时将此因素考虑在内。
②电偶腐蚀或双金属腐蚀：凡具有不同电极电位的金属相互接触，并在一定介质中所发生的电化学腐蚀称为电偶腐蚀或双金属腐蚀。
③缝隙腐蚀：浸在腐蚀介质中的金属表面，在缝隙和其它隐蔽的区域内常常发生强烈的局部腐蚀．这种腐蚀常和空穴、垫片底面、措接缝、表面沉积物以及螺帽和铆钉下的缝隙内积存的步量静止溶液有关。
④小孔腐蚀（简称孔蚀）：这种腐蚀的破坏主要集中在某些活性结点上，并向金属内部深处发展。
通常其腐蚀深度大于孔径，严重时可穿透设备。
⑤晶间腐蚀：这种腐蚀首先在晶粒边界上发生，并沿着晶界向纵深发展。
测试桩虽然外观没有明显的变化，但其机械性能大为降低。
⑥选择性腐蚀：合金中的某一组分由于腐蚀优先地溶解到电解质溶液中，铝热焊接从而造成另一组分富集于金属表面上。
⑦磨损腐蚀：腐蚀性流体和金属表面间的相对运动，引起金属的加速磨损和破坏。
一般这种运动的速度很高，同时还包括机械磨耗和磨损作用。
⑧应力腐蚀：应力腐蚀破坏是指在拉应力和一种给定腐蚀介质共存而引起的破坏。
金属或合金发生应力腐蚀破坏时，大部分表面实际不遭受腐蚀，只有一些细裂纹穿透内部，破坏现象能在常用的设计应力范围内发生，因此，后果很严重。
金属腐蚀又根据其发生的部位，可分为全面金属腐蚀和局部金属腐蚀两大类。
金属腐蚀还可按腐蚀环境分类，即分为化学介质腐蚀、大气介质腐蚀、海水介质腐蚀和土壤腐蚀等。
也可按腐蚀过程的特点，分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀三大类。
上述腐蚀分类方法虽。
腐蚀基础知识介绍
12
四、金属腐蚀形态
缝隙腐蚀：
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，产生局部腐蚀， 称为缝隙腐蚀。
阴极保护广泛用于土壤和海水中的金属结构、装置等，如 管道、电缆、海船、港湾码头设施、钻井平台、水库闸门、油 气井等。
26
五、腐蚀控制途径
阳极保护：
一些可以钝化的金属，当从外部通入电流，电位随电流上 升，达到致钝电位后，腐蚀电流急速下降，后随电位上升，腐 蚀电流不变，直到过钝区为止。利用这个原理，以要保护的设 备为阳极导入电流，使电位保持在钝化区的中段，腐蚀率可保 持很低值。在保持钝性的电位区间，决定金属的阳极溶解电流 密度大小的是钝化膜的溶解速度，所以，金属的钝态不是热力 学稳定状态，而是一种远离平衡的耗散结构状态。
一般来说，介质中氯化物浓度的增加，会缩短应力腐蚀开裂 所需的时间。不同氯化物的腐蚀作用按Mg2+、Fe3+、Ca2+、 Na1+、Li1+等离子的顺序递减的。
15
四、金属腐蚀形态
腐蚀疲劳：
腐蚀疲劳是在腐蚀介质与循环应力的联合作用下产生的。疲 劳破坏的应力值低于屈服点，在一定的临界循环应力值（疲劳 极限或称疲劳寿命）以上时，才会发生疲劳破坏。而腐蚀疲劳 却可能在很低的应力条件下就发生破断，因而它是很危险的.
5
二、金属腐蚀的分类
按照腐蚀机理分：
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 的破坏。特点是氧化剂与金属表面的原子相互作用而形成腐 蚀产物，电子的传递是金属与氧化剂之间直接进行的，没有 电流产生，如金属在高温时氧化引起的腐蚀。
金属腐蚀类型
金属腐蚀类型金属腐蚀是指金属与其周围环境发生化学反应，导致金属表面出现物理或化学变化的过程。
金属腐蚀类型繁多，下面将介绍几种常见的金属腐蚀类型。
1. 酸性腐蚀酸性腐蚀是金属在酸性环境中发生的一种腐蚀形式。
在酸性环境中，金属表面的氧化膜容易被酸侵蚀，从而导致金属腐蚀。
酸性腐蚀常见于酸雨、酸性土壤等环境中，对建筑结构、汽车等金属制品造成严重影响。
2. 碱性腐蚀碱性腐蚀是金属在碱性环境中发生的一种腐蚀形式。
碱性物质能够破坏金属表面的氧化膜，使金属暴露在环境中，进而发生腐蚀。
碱性腐蚀常见于海洋环境、碱性土壤等场合，对船舶、海洋平台等金属结构造成严重损害。
3. 氧化腐蚀氧化腐蚀是金属与氧气发生化学反应而引起的腐蚀形式。
金属表面的氧化膜与氧气反应，形成金属氧化物，腐蚀金属。
氧化腐蚀常见于大气中，对金属建筑、桥梁等结构具有重要影响。
4. 电化学腐蚀电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生的一种腐蚀形式。
电解质溶液中的阳极、阴极以及金属之间的电流作用下，金属发生腐蚀。
电化学腐蚀常见于海水、地下水、酸碱溶液等环境中，对管道、容器、设备等金属制品造成严重危害。
5. 微生物腐蚀微生物腐蚀是由微生物引起的金属腐蚀过程。
微生物能够产生各种酸性、碱性物质，破坏金属表面的保护层，导致金属腐蚀。
微生物腐蚀常见于土壤、水体中，对船舶、管道、地下设施等金属结构造成严重危害。
6. 应力腐蚀应力腐蚀是金属在应力和腐蚀介质共同作用下发生的一种特殊腐蚀形式。
金属在应力作用下，与腐蚀介质相互作用，导致金属发生腐蚀。
应力腐蚀常见于高温高压环境中，对石油化工设备、核电站等重要设施造成严重威胁。
金属腐蚀对于工业生产和社会发展具有重要影响。
为了防止金属腐蚀，人们采取了各种措施，如选用抗腐蚀材料、涂覆保护层、施加电流保护等。
然而，金属腐蚀仍然是一个全球性难题，需要不断研究和创新来解决。
只有加强金属腐蚀防护措施，才能保证金属制品的使用寿命和安全性，推动工业发展和社会进步。
腐蚀的种类,原因,影响及其腐蚀的控制
腐蚀及腐蚀的控制许多物品和构件涂漆主要是为了装饰；即：改变其外观。
使用保护涂料时，其目的则是为了保护表面免遭腐蚀。
当然，大多数涂料施工在表面上起着保护和装饰双重作用。
基本了解腐蚀过程将有助于使检查人员懂得为什么要使用保护涂料，并学会应用将碰到的各种配套。
每个人都亲眼目睹过一种或多种形式的腐蚀。
在工作场所和日常生活中有许多关于腐蚀的实例。
定义NACE 按如下定义腐蚀:腐蚀是一种材料(通常为金属)因与周围环境发生反应而变坏的现象。
该定义范围甚广，并说明除了金属以外，其它材料例如：混凝土，木材和塑料等也会变坏或遭受腐蚀。
对于本讨论，我们将主要关注用于建造业的钢材以及其它金属的电化学腐蚀。
[在本大纲的高级单元中，我们将研究混凝土的‘腐蚀’并发现钢筋混凝土的损坏往往由于增强(钢)筋遭受腐蚀而造成。
] 腐蚀是一种遵循科学规律的自然现象或过程，所以我们不应对腐蚀发生的现实情况感到惊奇。
几乎所有材料暴露于自然环境中都会变坏。
例如：铁或钢暴露于空气和水中时，我们会看到锈在几小时内逐步显现出来，出现我们所熟悉的红棕色氧化铁。
有时甚至会在几分钟内产生腐蚀。
如果是其它材料，例如：用铜，黄铜，锌，铝或不锈钢代替铁，也会发生某种程度的腐蚀，但可能所花时间较长。
这些材料腐蚀速率降低的一个原因是由于铜，锌，铝或铬形成了保护性金属氧化物。
这种氧化层虽然相当薄，但对不断的侵蚀形成了一种保护屏障，因而降低了腐蚀速率，使其几乎处于停止状态。
这种自然过程称作钝化。
无论是氧化物，碳酸盐，氯化物，硫酸盐，还是其它化合物，这一表面层的形成是耐腐蚀的主要因素，特别是如果表面层能有效地将金属与所处环境隔离开来。
这种自然形成的涂层必定是既具耐扩散性又具耐水性。
措施进行保护，金属最终必将遭至损坏。
在大多数情况下，保护涂料用于在金属表面上生成人工保护层并延长金属的有使用寿命。
通常认为金属的腐蚀与电化学有关。
电流通过电解质气。
[我们称这种腐蚀过程为电化学反应(有时也称作电池作用)的化学反应。
不同环境下的腐蚀规律和特征
不同环境下的腐蚀规律和特征按照金属腐蚀环境来进行分类，这种分类方法往往有助于人们大致了解不同环境下的腐蚀规律和特征。
按腐蚀反应的原理分类，大致可以分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
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。
其反应历程的特点为：在一定条件下，非电解质中可以作为氧化剂的物质直接与金属表面的原子发生反应并相互作用而形成腐蚀产物，即氧化还原反应是在反应氧化剂与金属原子两种粒子相互作用的瞬间与碰撞的那一个反应点上完成的。
铝在四氯化碳或者乙醇中的腐蚀就属于化学腐蚀。
在化学腐蚀过程中电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，因而没有电流产生。
但是像这种简单的只存在化学腐蚀的例子，在现实生活生产中是很少的。
电化学腐蚀是专门值金属表面和离子导电的介质，简单的讲就是指电解质溶液，两者发生电化学作用而产生的金属腐蚀破坏现象。
像这种电化学原理发生的金属腐蚀反应中都包含着两种反应，一种是阳极反应，另一种是阴极反应。
这两种反应以流过金属内部的电子流以及导电介质中的离子流联系在一起。
镁-镁组合件在实际应用中，镁合金和镁合金间的电偶腐蚀作用可以不予考虑，但是组合在一起使用的时候，还必须在填充间隙填充一些具有强氧化性的密封材料（如含铬酸盐的密封剂），保证密封完好。
镁合金-异种金属材料的组合件这种组合件最容易导致镁合金产生接触腐蚀，为了阻止或者减少镁与异种金属之间的原电池作用，必
须采用以下几种方法之一：不但对镁，而且对异种金属也采取保护措施；采用与镁相容的异种金属；把两种金属彼此分开，使腐蚀介质不能构成电路；消除组合件接触的缝隙处存在水，油漆消除两种材料组合件同时与水介质接触。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
[分享] 腐蚀的分类及特点
特点, 腐蚀, 分类
-
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。
3 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%。
应力腐蚀过程一般可分为三个阶段。
第一阶段为孕育期，在这一阶段内，因腐蚀过程局部化
和拉应力作用的结果，使裂纹生核；第二阶段为腐蚀裂纹发展时期，当裂纹生核后，在腐蚀介质和金属中拉应力的共同作用下，裂纹扩展；第三阶段中，由于拉应力的局部集中，裂纹急剧生长导致零件的破坏。
在发生应力腐蚀破裂时，并不发生明显的均匀腐蚀，甚至腐蚀产物极少，有时肉眼也难以发现，因此，应力腐蚀是一种非常危险的破坏。
一般来说，介质中氯化物浓度的增加，会缩短应力腐蚀开裂所需的时间。
不同氯化物的腐蚀作用是按Mg2+、Fe3+、Ca2+、Na1+、Li1+等离子的顺序递减的。
发生应力腐蚀的温度一般在50℃～300℃之间。
防止应力腐蚀应从减少腐蚀和消除拉应力两方面来采取措施。
主要是：一要尽量避免使用对应力腐蚀敏感的材料；二在设计设备结构时要力求合理，尽量减少应力集中和积存腐蚀介质；三在加工制造设备时，要注意消除残余应力。
4 腐蚀疲劳
腐蚀疲劳是在腐蚀介质与循环应力的联合作用下产生的。
这种由于腐蚀介质而引起的抗腐蚀疲劳性能的降低，称为腐蚀疲劳。
疲劳破坏的应力值低于屈服点，在一定的临界循环应力值（疲劳极限或称疲劳寿命）以上时，才会发生疲劳破坏。
而腐蚀疲劳却可能在很低的应力条件下就发生破断，因而它是很危险的。
影响材料腐蚀疲劳的因素主要有应力交变速度、介质温度、介质成分、材料尺寸、加工和热处理等。
增加载荷循环速度、降低介质的PH值或升高介质的温度，都会使腐蚀疲劳强度下降。
材料表面的损伤或较低的粗糙度所产生的应力集中，会使疲劳极限下降，从而也会降低疲劳强度。
5 晶间腐蚀
晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中，沿着材料的晶粒间界受到腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。
受这种腐蚀的设备或零件，有时从外表看仍是完好光亮，但由于晶粒之间的结合力被破坏，材料几乎丧失了强度，严重者会失去金属声音，轻轻敲击便成为粉末。
据统计，在石油、化工设备腐蚀失效事故中，晶间腐蚀约占4%～9%，主要发生在用轧材焊接的容器及热交换器上。
一般认为，晶界合金元素的贫化是产生晶间腐蚀的主要原因。
通过提高材料的纯度，去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量稳定化元素（钛、铌），以控制晶界上析出的碳化物及采用适当的热处理制度和适当的加工工艺，可防止晶间腐蚀的产生。
6 均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在与环境接触的整个金属表面上几乎以相同速度进行的腐蚀。
在应用耐蚀材料时，应以抗均匀腐蚀作为主要的耐蚀性能依据，在特殊情况下才考虑某些抗局部腐蚀的性能。
7 磨损腐蚀（冲蚀）
由磨损和腐蚀联合作用而产生的材料破坏过程叫磨损腐蚀。
磨损腐蚀可发生在高速流动的流体管道及载有悬浮摩擦颗粒流体的泵、管道等处。
有的过流部件，如高压减压阀中的阀瓣（头）和阀座、离心泵的叶轮、风机中的叶片等，在这些部位腐蚀介质的相对流动速度很高，使钝化型耐蚀金属材料表面的钝化膜，因受到过分的机械冲刷作用而不易恢复，腐蚀率会明显加剧，如果腐蚀介质中存在着固相颗粒，会大大加剧磨损腐蚀。
8 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。