01 腐蚀及腐蚀控制

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湿度 氧气 化学盐 温度 化学品和空气中所含的各种气体
• 通常，腐蚀速率会随着每一项含量的增加而增大
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腐蚀环境的分类 什么是 ISO 12944？
ISO = International Standards Organisation (www.iso.org) 它是总部设在瑞士的国际标准组织：
表示为 3 个范围 低 (l) 中 (M) 高 (H) 2至5年 5 至 15 年 大于 15 年
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缺陷（锈蚀）程度– ISO4628
Ri 1
0.05%
Ri 2
0.5%
Ri 3
1%
ISO 4628-3-1982 锈蚀程度表示
ISO 12944 第 2 部分 – 环境的分类 (浸泡/掩埋)
浸水能细分为下面三个区
区域
描述
水下
间歇浸水
永久浸水环境
浸水和暴露于大气共同存在（潮间带）
飞溅区
波浪溅湿区，增加更高的腐蚀率
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ISO 12944 -5 标准推荐的防护漆干膜厚度
腐蚀电池
如果腐蚀发生，会有4个要素形成腐蚀电池： • • • • 阳极 阴极 金属通道 电解液
Corrosion attack at Anode
Positive Current
Anode
Cathode
Fe++
Electron Flow Metal Substrate (e-)
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3 4 5 6
7 8
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ISO 12944 第 2 部分 – 环境的分类
• 大气环境 : 定义为金属试样 (低碳钢和锌) 在一年时间内的 重量损失 (g/m2) 或厚度的损失。
• 水和土壤 (浸泡 / 掩埋)
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环境分类 – 举例
C5-M 很高的离岸腐蚀 环境 离岸结构 Im2 – 浸海水环境
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如果防腐不当，又会如何？
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腐蚀控制 腐蚀可通过以下方法予以控制： • • • • • • 设计 缓蚀剂 材料选择 阴极保护 防腐涂料 改变环境
ISO 12944 第 2 部分 – 环境的分类 (浸泡/掩埋)
类别
环境 淡水
举例 河流中的设施 , 水力发电厂
Im 1
Im 2
海水或含盐分的水
港区结构如闸门、防波堤以及离岸结构
Im 3
土壤
埋地储罐、钢桩和钢管等
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腐蚀电池
返回通道（金属） Return Path (Metallic)
电子流 Electron Flow
电解液 Electrolyte
阴离子 - ions 阳离子 + ions
阳极 Anode
阴极 Cathode
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腐蚀的定义
腐蚀是某种材料（通常是指某种金属），由于与周围环境发生反应而产生 的一种降解。
这种定义非常广泛，除了金属之外还有其他材料，如木料、混凝土和塑料， 也会发生腐蚀。
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钢
Steel
自然界更喜欢低能量
Nature Prefers Low Energy
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材料选择 – 电位序
(海水温度为 25º C)
• • • • • • • • • •
镁 锌 铝 低碳钢 铸铁 铜 不锈钢 银 金 铂
Magnesium Zinc Aluminum Mild Steel Cast Iron Copper Stainless Steel Silver Gold Platinum
Difference
能量差
能量
Energy
锈蚀、腐蚀产物、铁矿石 Rust, Corrosion Products, Iron Ore
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腐蚀
• 是随着时间的过去所发生的一种自然现象 • 是一种电化学反应 (在金属上) • 不同的金属，发生的速率也不同 • 钝化可改善 (减少) 自然腐蚀率
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腐蚀及腐蚀控制
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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
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每平方米质量/厚度损失 (暴露1年后)
供参考的典型环境
大气腐蚀 环境分类
低碳钢
质量损失 g/m2 10 厚度损失 m 1.3
镀锌板
质量损失 g/m2 0.7 厚度损失 m 0.1
外部
内部
带供暖建筑、中性大气环境，如： 办公室、商店、宾馆等 非供暖区域、会出现冷凝水的环境， 比如：仓库、体育场馆 具有高湿度和轻度空气污染的车间 如食品加工、洗衣、酿酒厂、乳品 加工等
在钢材上的腐蚀
• 钢材传输电流，提供金属通道 • 由于（电）位能的不同，会产生许多阳极和阴极区域 • 与电解液接触产生腐蚀 • 在电解液中溶解的化学盐 加速腐蚀反应
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影响腐蚀速率的要素（环境因素）
• 腐蚀速率会受到以下方面的影响：
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有些金属由于一种被称作为“钝化”的现象而发生较慢的腐蚀。
钝化是在表面上形成保护性氧化层，从而降低化学活动性并减少其发生 腐蚀的能力。
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ISO 12944 第 1 部分 – 通则
• 耐久性（耐用年限） : 到第一次大修前的期望寿命 • 必须确保在设计寿命期间进行常规检查和日常修补 • 涂层第一次大修前的失效的判断依据由相关各方协定 (基于 ISO 46281，2，3，4，5) ， 例如 Ri2 或 Ri3
ISO 9001 ISO 9002 IS0 14001 • 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 • 新制阶段运用12944可以帮助最小化涂层的维修，进而帮助减少健康和安 全的担心，环境影响和总体结构寿命成本 • 关键好处是在涂装工业术语和定义的标准化，避免由于传递有误差引起的 误解。所有人说同样话
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什么是 ISO 12944 ?
• 为工程师、工程顾问、工程承包方以及涂层的供应商提供了 全面的有关涂层防腐的指导。 • ISO 12944 共分为 8 个部分 三个参数： 定义了涂装系统的 “耐用年限 “ 定义了环境的 “腐蚀等级” 为选择涂装系统提供了指导
C5－I 很高 (工业)
650-1500
80-200
30-60
4.2-8.4
具有高湿度和苛刻大气环境的工 业地区
几乎长期有冷凝水 / 重污染的建 筑物或区域
C5－M 很高 (海洋)
650-1500
80－200
30－60
4.2－8.4
高盐度的海岸和离岸地区
几乎长期有冷凝水 / 重污染的建 筑物或区域
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预期耐久性
C2 um
C3 含锌 um 160 无锌 um 120 160 200 含锌 um 160 200 240
C4 无锌 um 200 240 280 含锌 um 240 320400
C5 无锌 um 300 320-400500
2-5 年 5-15 年 15 年以上
80 120 160
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环境分类 – 举例
C4 高的腐蚀环境 工业和沿海的加工工厂
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环境分类 – 举例
C5-I 很高的腐蚀环境 工业大气中的化工厂
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ISO 12944 第 1 部分 – 通则
ISO 12944 第1部分描述了整个标准范围
这些功能包括防污漆，化学品和压载水储存和防火等
ISO 12944 没有包含高温区域
必须确保在设计寿命期间进行常规检查和小的修补
C1 很低 C2 低
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10-200
1.3-25
0.7-5
0.1-0.7
低污染环境，大部分是乡村区域
C3 中度
200-400
25-50
5-15
0.7-2.1
城市及工业大气环境。含中度 硫化物，低盐份临海区域
C4 高
400-650
50-80
15-30
2.1-4.2
含有中等盐分的工业和沿海区
化工厂、游泳池、船厂
Ri 4
8%
Ri 5
40 – 50%
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ISO 12944 其余各部分摘要
部分 2 摘要 包括各种环境的腐蚀性及其定义。这样不同的防腐涂层可被指定用于这些环境 从腐蚀防护的角度阐述了钢结构设计方面的一些好的设计方法 涵盖了钢结构表面处理方面的问题 – 参照 ISO 8501, IS0 8502, IS0 8503, ISO 8504 对于给定的防腐年限和环境的腐蚀等级给出典型的涂装系统. 涂装系统的实验室测试方法, 特别针对那些没有足够实际工程使用记录的涂层系统 现场施工, 检测和后续工作 描述了怎样为防腐准备配套以及其他事宜
最活跃
最不活跃
Namຫໍສະໝຸດ Baidu of Division, Function, Segment, Product
电化（不同金属）腐蚀的通用规则如下：
• 最活跃（或阳极的）金属发生腐蚀更快，而相对更惰性的（或阴极的） 金属可被保护，腐蚀较少
• 不同金属的电位差越大，电化腐蚀速率越快
ISO 12944 -5 防护涂装系统
类别
DFT 范围 (µm)
预期耐久性
360 – 440
中 (5-15 年)
Im-1 Im-2 Im-3
480 – 1000
高 (>15 年)
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环境分类 – 举例
C1 很低的腐蚀环境 机场航站楼内部
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避免易于产生灰尘/湿气的聚集 不理想 较好 最佳方法
湿气截留
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缓蚀剂
• 当加入环境中后，可减慢腐蚀速率的物质 • 通常加于密闭空间（例如管道）中的原油、冷却水、蒸汽
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环境分类 – 举例
C2 低的腐蚀环境 无加热的仓库内部
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环境分类 – 举例
C3 中等腐蚀环境 城市内的体育场
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