腐蚀机理与腐蚀防护
化工大气的腐蚀与防护
化工大气的腐蚀与防护化工行业中，大气的腐蚀是一个常见的问题。
大气中包含的各种气体、湿度、温度等因素都可能对化工设备和管道产生腐蚀作用，导致设备的性能下降、寿命缩短甚至安全隐患。
因此，有效的防护措施是非常重要的。
一、大气的腐蚀机理大气腐蚀主要有湿氧腐蚀、硫化物腐蚀和氯化物腐蚀等几种机理。
1. 湿氧腐蚀：大气中的氧气和水蒸气会产生湿氧，与金属表面发生反应生成氧化物。
湿氧腐蚀主要发生在金属表面被湿氧覆盖的情况下，导致金属的腐蚀和氧化。
2. 硫化物腐蚀：大气中的硫化物主要来自于燃煤、燃油等燃烧过程中产生的硫化物气体。
硫化物与金属表面反应生成硫化物，并形成腐蚀产物。
3. 氯化物腐蚀：大气中的氯化物来自于盐酸、氯化氢等酸性气体的排放，也可能来自于海洋气氛中的氯化物盐。
氯化物腐蚀主要是氯离子与金属表面产生化学反应，并形成金属氯化物。
二、防护措施为了防止大气腐蚀对化工设备和管道的损坏，需要采取以下防护措施：1. 材料选择：在设计和采购化工设备和管道时，需要根据工作环境的大气腐蚀特点选择合适的材料。
例如，在硫化物腐蚀环境中，可以选择抗硫化物腐蚀的不锈钢或镍合金材料。
2. 表面处理：化工设备和管道的表面处理也是很重要的一环。
例如，在防止湿氧腐蚀方面，可以采用表面涂层、防电解层处理或防腐蚀漆涂覆等防护措施。
3. 防护层：为了进一步增强化工设备和管道的防护性能，可以在金属表面形成一层防护层。
常见的防护层有抗腐蚀涂层、防腐蚀油漆、防腐蚀涂覆层等。
4. 维护保养：定期进行设备和管道的检查，及时清除积水、沉积物等腐蚀源，修复和更换受损的部件。
此外，保持设备和管道的干燥也很重要，可以通过加热、除湿等手段来防止湿氧腐蚀。
5. 防腐设备：对于一些腐蚀性较大的化工设备和管道，可以考虑采用防腐设备来对其进行保护。
例如，可以在金属表面覆盖一层聚合物或橡胶材料，形成保护层来抵抗大气腐蚀。
三、腐蚀评估与监测为了及时发现化工设备和管道的腐蚀情况，可以进行腐蚀评估和监测。
金属材料氧化腐蚀机理和防护措施研究
金属材料氧化腐蚀机理和防护措施研究一、引言金属材料是许多现代工业中不可或缺的关键材料。
然而，金属材料的使用过程中往往会遭受到氧化蚀环境的侵蚀，在氧化腐蚀的作用下，金属材料的机械性能，化学性能和物理性能等方面会发生严重的变化，造成金属材料的寿命缩短，甚至导致机器设备的损坏和事故发生。
因此，如何研究金属材料氧化腐蚀机理，并采取相应的防护措施，以维护金属材料的性能和寿命，对于现代工业的发展至关重要。
二、金属材料氧化腐蚀机理氧化腐蚀是指在氧化剂的作用下，金属表面上形成的一层厚度不等的氧化物。
氧化腐蚀是一种自然现象，是由于金属材料与周围环境中的氧气、水蒸气、盐水等物质相互作用而产生的，导致金属材料表面发生化学反应和电化学反应，进而形成氧化物层。
具体而言，金属材料氧化腐蚀机理主要包括化学反应和电化学反应两个方面：1. 化学反应化学反应是氧化腐蚀的重要机理之一。
当金属表面遇到含氧气、水蒸气或其他氧化剂时，金属表面的电子会和来自氧化剂的自由电子相互作用，进而形成氧化物，包括金属氧化物、金属碱土金属氧化物等等。
随着氧化物的形成，金属原子或离子会从原来的位置上移动，进而进入氧化层中，形成一个更加稳定的化合物。
2. 电化学反应电化学反应也是金属材料氧化腐蚀机理的重要组成部分。
当金属表面与电解液接触时，金属表面上的电子和金属离子会进行交换，进而导致电荷的失衡，形成电化学反应。
例如，当金属表面有电解液时，在阳极区会形成金属离子，而在阴极区则会放电。
随着时间的推移，这些电化学反应会导致金属材料表面的变化，形成溶解、结晶或沉积等现象，进而形成氧化物。
三、金属材料氧化腐蚀的原因金属材料氧化腐蚀是由于外界环境引起的，常见的原因有：1. 酸碱度当环境中含有强酸或强碱时，会对金属材料的表面产生可导致氧化腐蚀的影响。
2. 氧气含量氧气是金属材料氧化腐蚀的原因之一。
当环境中氧气浓度增加时，会导致金属材料表面氧化。
3. 温度高温环境下，金属材料的氧化速度会加快，导致氧化腐蚀加剧。
锅炉本体的腐蚀机理及防护
锅炉本体的腐蚀机理及防护摘要：在时代的快速进步中工业发展速度不断加快，而锅炉又是重要的生产设备。
科学合理使用锅炉关系到人们生活和经济发展等诸多领域，所以，使用锅炉的安全问题逐渐受到广泛重视，倘若使用不当产生安全事故，造成的后果不堪设想。
锅炉本体在使用中会随着使用时间的累积而不断加重腐蚀，进而导致减小锅炉本体受热面管材的壁厚，埋藏下巨大的安全隐患。
该文将从锅炉的使用与维护现状出发，分析锅炉的腐蚀机理，探究提高防护的有效措施。
关键词：锅炉；腐蚀机理；防护策略1.锅炉本体的腐蚀机理锅炉腐蚀被划分为内部以及外部腐蚀两种类型，一是内部腐蚀，二是外部腐蚀，两种不同腐蚀的机理存在差异性[1]。
其中内部腐蚀，主要是受到汽水相互作用和影响导致，包括应力的腐蚀、氧腐蚀以及碱腐蚀、蒸汽腐蚀等等。
外部腐蚀主要由于高温氧化所致，当锅炉由于受到内部高温，造成表面金属材料腐蚀。
2.锅炉本体的腐蚀类型与机理分析2.1锅炉本体的内部腐蚀①应力腐蚀应力腐蚀是锅炉本体常见的内部腐蚀之一，通常内部是金属材料构成的器具、装饰和设备均会产生应力腐蚀。
具体来讲，应力腐蚀主要是受到拉应力的影响，在拉应力的作用以及影响之下，金属将在介质内被破坏，这种内部破坏的影响力很强，会破坏材料内部，诱发腐蚀问题。
而且，一旦发生腐蚀问题，应第一时间处理，否则情况过于严重，又未及时处理，将导出现不可复原可能。
常见的应力涵盖两种类型，其一为阳极溶解类腐蚀，其二为氢致开裂类腐蚀。
②氧腐蚀因为锅炉蒸汽内储备大量的水蒸汽，若是其一直处于高温环境则将和炉管内壁之间产生反应，此时水中氧气和铁相互作用出现化学反应，进而形成氧腐蚀。
锅炉蒸汽中水所溶解的氧份，其对于金属的腐蚀是一种电化学性质腐蚀，铁与氧将形成电池阴阳两极。
同时，因为铁电极电位比氧低，因此，在铁氧电池中，铁为阳极将遭到腐蚀。
③垢下腐蚀垢下腐蚀作为常见的锅炉局部腐蚀现象，对锅炉运行质量以及效率具有较大影响。
锅炉垢下腐蚀问题的产生是由于其内部介质中含有大量钙以及镁等各类物质，此类物质在锅炉温度不断增高后将与金属表面产生反应形成水垢。
钢筋混凝土的腐蚀机理与防护技术应用论文.doc
钢筋混凝土的腐蚀机理与防护技术应用论文在工程设计中，场地地下水、土常常具有腐蚀性，腐蚀严重影响混凝土结构耐久性、可靠性。
在生产建立中的各类建、构筑地基根底常用的结构形式一般为钢筋混凝土结构，这些根底与地下水、土直接接触，建构筑物根底受到腐蚀性水、土的侵蚀，会引起根底混凝土剥落、丧失强度、钢筋锈蚀等现象，从而降低根底的耐久性，直接影响整个结构的使用平安。
因此，防腐蚀设计以成为建构筑物根底设计不可缺少的内容。
钢筋混凝土的腐蚀分为两局部：一局部是混凝土的腐蚀，另一局部是钢筋的腐蚀。
这里主要讲述硫酸盐及氯离子对钢筋混凝土的腐蚀机理。
2.1硫酸盐对混凝土的腐蚀机理。
混凝土硫酸盐腐蚀的机理是一个非常复杂的物理、化学过程，硫酸盐侵蚀引起的危害包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解，主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物，使其丧失强度。
硫酸盐侵蚀的物理作用是指水土中的硫酸根离子通过混凝土孔隙进入混凝土结构中，在没有与混凝土中的组分发生化学反响以前，在干湿循环状态下，外部环境中的硫酸钠吸水发生结晶膨胀。
硫酸钠吸水后体积膨胀，一般表现为混凝土外表开裂、强度降低。
硫酸盐侵蚀的化学作用是指水土中的硫酸根离子通过混凝土孔隙进入混凝土结构中后与混凝土中的不同组分发生一系列的化学反响，这些化学反响生成的盐类矿物一方面由于吸收了大量水分子而产生体积膨胀导致混凝土的破坏，另一方面也可使水泥中硬化组分溶出或分解，导致混凝土强度和粘结性丧失。
2.2氯离子对钢筋的腐蚀机理。
水或土对钢筋的腐蚀主要为电化学反响过程。
混凝土中钢筋一般处于氢氧化钙提供的碱性环境中，在这种碱性环境中钢筋与氧化性物质作用，作用在金属外表形成一种致密的、覆盖性能良好的、牢固的吸附在金属外表上的钝化膜（水化氧化物nFe2O3·mH2O），对钢筋有很强的保护能力，防止钢筋进一步锈蚀。
相关研究说明钝化膜在高碱性环境中才是稳定的，当钢筋所处环境中pH<9时钝化膜逐渐破坏。
高温高压条件下的腐蚀机理与防护技术研究
高温高压条件下的腐蚀机理与防护技术研究在工业生产过程中，涉及到腐蚀的问题是不可避免的。
特别是在高温高压条件下，腐蚀现象更加明显，因此相关领域对于高温高压腐蚀机理与防护技术的研究一直是热门问题之一。
一、高温高压腐蚀状况在高温高压的气体、液体环境中，金属材料很容易出现腐蚀现象。
这是因为在高温下，金属表面的化学反应速率会提高，易于发生氧化、硫化、氯化等化学反应。
此外，在高压下，化学物质之间的反应容易发生，加速金属材料的腐蚀，特别是在酸性、碱性状况下，腐蚀更加明显。
所以，一些要求环境温度高、压力大、强腐蚀性的生产过程中，特别是化工、锅炉、轨道交通领域必须在腐蚀的基础上进行材料选择和防护管理。
二、腐蚀机理我们需要了解腐蚀机理，才能更好地采取措施对高温高压环境下的金属材料进行防腐和防护。
腐蚀包括化学腐蚀、电化学腐蚀、冲蚀腐蚀几种形式，各种腐蚀在高温高压环境下发生的机理不同。
其中化学腐蚀是指在化学试剂作用下发生的腐蚀，化学腐蚀可以分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种类型。
而电化学腐蚀，主要是由金属材料在化学反应中发生电化学反应，形成负极和正极。
当电化学反应的速度大于金属的防护能力时，就会发生电化学腐蚀现象。
冲蚀腐蚀是由于流体中液流的冲击效应导致的金属表面剥蚀现象。
在高压下，冲击力会变大，这会使液流的速度较大，形成节点和环的不稳定流场现象，从而形成冲蚀腐蚀。
三、防腐技术在高温高压环境下，采用不同的金属材料进行防腐防护是一种常见的手段。
1. 选择正确的材料在高温高压腐蚀条件下，合金材料相对于纯金属具有较好的抗腐蚀性能。
合金材料中经常加入耐腐蚀的金属元素，如钨、钼、铬等，这些元素可以显著提高材料的抗腐蚀性能。
此外，还可以采用多层复合材料进行防护。
多种金属材料复合在一起，可以形成一种更为抗腐蚀性能的复合材料，具有更高的强度和韧性。
2. 防蚀涂层在高温高压腐蚀环境下，涂层是非常必要的一种防护手段。
涂层的作用是形成一层高污染度的保护层，以减缓化学物质的侵蚀速度。
金属腐蚀机理及抗腐蚀技术
金属腐蚀机理及抗腐蚀技术腐蚀是金属材料常见的一种损害方式。
它是指金属表面在化学或电化学作用下遭受损害，通常导致材料的性能下降和寿命缩短。
虽然一些金属如银、金等比较稳定，但其它金属在常温下或接触不适当条件下很容易发生腐蚀。
如何防止金属腐蚀，是工程界长期以来的难题之一。
一、金属腐蚀的机理金属腐蚀的机理较为复杂，主要有化学反应型和电化学反应型两种。
1.化学反应型金属在遇到某些化学物质时，会和其发生化学反应，从而导致金属的化学成分发生变化，最终形成氧化物。
金属外表形成氧化物层，外行称之为锈，通俗来说就是被腐蚀了。
2.电化学反应型电化学反应型的腐蚀机理主要是由于金属表面的异质腐蚀电池形成了阳极和阴极之间的电化学反应。
阳极表面出现金属离子，发生溶解，而阴极情况下保持了金属的完整性。
其中阳极和阴极之间的差异赋予了形成电位，这种电位会影响金属的腐蚀程度。
电化学反应型的腐蚀过程比较复杂，其腐蚀机理与很多因素都有关，例如温度、PH值、流体速度等。
其中最重要的腐蚀因素是金属质量和表面处理方式。
一般情况下，金属质量优良的材料比较不容易腐蚀，而粗糙的金属表面则比光滑的面更易遭受腐蚀。
二、金属抗腐蚀技术腐蚀是一种普遍存在于各个领域的问题，例如化工、轻工、航空航天、海洋工程等领域的金属结构。
为了能够延长金属材料的使用寿命，提高金属的抗腐蚀能力，需要采取一系列的抗腐蚀技术。
1.物理防腐物理防腐指的是通过改变物理状态来保护金属不被腐蚀。
如在金属表面形成一层防护膜来防止腐蚀。
这种方法优点是简单并且成本较低，但是该方法的防护效果不够长久。
2.化学防腐化学防腐指使用某些化合物对金属表面进行防护处理，使其生成一层稳定的金属化合物膜，防止腐蚀的发生。
这种方法防护效果相对较好，但是施工成本较高。
3.材料选择在设计使用金属材料时，需要充分考虑其在使用环境中可能面临的腐蚀因素，并选择适合的金属材料才能有效防护。
例如耐腐蚀性能极高的不锈钢，仪器、航空、医疗器械、食品工业等领域中都大量使用不锈钢。
金属材料的腐蚀机理与控制
金属材料的腐蚀机理与控制腐蚀是金属材料在特定环境中发生的一种化学反应，导致金属表面发生损害或氧化。
了解金属材料腐蚀的机理，并采取控制措施，是保护金属材料并延长其使用寿命的关键。
本文将介绍金属材料的腐蚀机理以及可行的控制方法。
一、金属腐蚀的机理金属腐蚀主要受以下因素影响：1.1 金属自身性质每种金属材料都有自己的化学成分和晶体结构，这些特性将直接影响金属腐蚀的行为。
例如，铁质材料容易发生氧化腐蚀，而不锈钢则具有较强的抗腐蚀性能。
1.2 环境条件金属腐蚀的速度和程度与环境中的某些因素密切相关。
例如，温度、湿度、酸碱度、气体成分以及阳光照射等都会影响金属腐蚀的发生。
高温和高湿度环境以及强酸或强碱溶液通常会加剧金属腐蚀的速度。
1.3 电化学反应金属腐蚀通常是通过电化学反应发生的。
在腐蚀过程中，金属可以作为阳极或阴极参与电化学反应。
阳极反应是金属的氧化步骤，而阴极反应则是电子和还原剂之间的转移。
这些反应在金属表面产生了电位差，促使腐蚀反应的发生。
二、金属腐蚀的控制方法为了减缓金属腐蚀速度，以下控制方法可供选择：2.1 表面涂层通过在金属表面形成涂层可以提供一层保护层，减少金属与外界环境的直接接触。
例如，镀锌过程中将铁制品浸入锌溶液中，使其表面形成一层锌层，起到防腐蚀的作用。
2.2 阳极保护通过将一个更容易腐蚀的金属设为阳极，来保护所需保护的金属，从而降低了金属腐蚀的速率。
例如，在油罐等容器中，可以使用铝或锌作为阳极材料，来保护铁制品。
2.3 缓蚀剂缓蚀剂是一种可以控制金属腐蚀的化学物质，通过在金属表面形成保护层来阻止腐蚀反应的发生。
缓蚀剂可以通过溶液中的添加剂或覆盖在金属表面的薄膜来实现。
例如，在水中添加磷酸和亚磷酸盐可以减缓金属腐蚀的速度。
2.4 电化学防护电化学防护是通过控制金属表面的电位差来防止腐蚀反应的发生。
常见的电化学防护技术包括阳极保护和阴极保护。
阳极保护是通过提供一定的电流来保护金属，而阴极保护则是通过向金属表面提供足够的电子来防止氧化反应的发生。
氯离子腐蚀机理及防护
氯离子对不锈钢腐蚀的机理在化工生产中，腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生，是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。
普通钢材的耐腐蚀性能较差，不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。
Cr 和Ni是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。
Cr和Ni使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化，降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度，使不锈钢的耐腐蚀性能提高。
氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。
虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论但大致可分为2种观点。
成相膜理论的观点认为，由于氯离子半径小，穿透能力强，故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属外表，并与金属相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发生变化，金属产生腐蚀。
吸附理论则认为，氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力, 它们优先被金属吸附，并从金属外表把氧排掉。
因为氧决定着金属的钝化状态氯离子和氧争夺金属外表上的吸附点，甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物，氯化物与金属外表的吸附并不稳定，形成了可溶性物质，这样导致了腐蚀的加速。
电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果说明，氯离子对金属外表的活化作用只出现在一定的范围内，存在着1个特定的电位值，在此电位下，不锈钢开始活化。
这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大，金属的钝态越稳定。
因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。
2 应力腐蚀失效及防护措施2.1 应力腐蚀失效机理在压力容器的腐蚀失效中，应力腐蚀失效所占的比例高达45%左右。
因此，研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。
所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。
应力腐蚀一般都是在特定条件下产生：①只有在拉应力的作用下。
②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质，不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4、H2S溶液中才容易发生应力腐蚀。
化工管道腐蚀的机理及防护措施
化工管道腐蚀的机理及防护措施化工管道腐蚀是促使损坏管道内壁强度急剧下降的主要原因，是影响化工管道安全和单位产品性能的重要因素。
管道腐蚀主要有氧化腐蚀、电离腐蚀、缓冲腐蚀、组份腐蚀以及生物腐蚀等。
1. 氧化腐蚀氧化腐蚀是指在存在氧气的情况下，管道内部发生非金属部分和金属部分反应，也就是化学反应，导致金属材料腐蚀而使管道壁结构弱化。
有效防止氧化腐蚀有以下几种方法：（1）采用耐腐蚀的材料，例如：铬合金、不锈钢、波纹管等；（2）采用腐蚀保护涂层，如聚氨酯、环氧树脂、聚氨脂等；（3）合理选择冷却系统的运行条件；（4）把腐蚀物源除去。
2. 电离腐蚀电离腐蚀是指管道内部存在一定电场或产生恒定电压场时，由于非金属管道和金属管道材质不同，导致电路被分离，产生动电流侵蚀金属管道材料，使管道壁结构弱化，从而制约管道的安全性能和使用寿命。
有效的防止电离腐蚀的有以下几种方法：（1）采用航天钢或其他耐腐性较佳的金属材料；（2）加入保护剂，防止电离；（3）采用阴阳两极接地；（4）采用比较紧密的封堵，如电镀、防护等。
3. 缓冲腐蚀（1）采用耐缓冲腐蚀的铸铁材料；（2）加入缓冲剂和抑制剂；（3）采用电化学保护法；（4）采用腐蚀保护涂料；（5）采用侧腐废物的排放控制等方法。
4. 组件腐蚀（3）增加管道的整洁度，以防止组件物质混入；（4）选择良好的组件，并采用措施如进气过滤器、正压过滤器等去除杂质等。
以上就是化工管道腐蚀的机理及防护措施的介绍，以上防护措施只能保证在一定程度上降低管道腐蚀的发生，以及实施的防腐蚀措施的有效性，请用户根据不同的工况，以及管道内部特性来进行具体的实施，让管道更加安全耐用。
材料腐蚀与防护
材料腐蚀与防护一、引言材料腐蚀是指材料在特定环境中受到氧化、化学物质侵蚀等因素的破坏和损害。
腐蚀不仅对材料的完整性和性能产生负面影响，还可能带来安全隐患和经济损失。
因此，研究材料腐蚀的机理和方法，以及防护技术的应用具有重要意义。
二、材料腐蚀的机理材料腐蚀的机理主要包括电化学腐蚀、化学腐蚀和微生物腐蚀等。
以下将对这些机理进行简要介绍。
1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指材料在电化学环境中受到电流和电位的影响，导致材料表面发生化学反应，进而发生腐蚀的过程。
电化学腐蚀可以分为阳极腐蚀和阴极腐蚀两种类型。
阳极腐蚀是指材料在电化学环境下，作为阳极溶解或发生氧化反应而腐蚀；阴极腐蚀是指材料在电化学环境下，作为阴极发生还原反应而腐蚀。
2. 化学腐蚀化学腐蚀是指材料在化学物质的作用下发生的腐蚀过程。
化学腐蚀可以是直接化学反应，也可以是材料表面受到化学物质吸附，形成新的腐蚀介质而引起的腐蚀。
化学腐蚀的速率与环境中化学物质的浓度、温度、PH值等因素密切相关。
3. 微生物腐蚀微生物腐蚀是指微生物在特定环境中对材料进行腐蚀的过程。
微生物腐蚀主要包括微生物产生的酸性物质引起的腐蚀以及微生物与材料表面形成生物膜而导致的腐蚀。
微生物腐蚀往往与湿度、温度、气氛等环境因素密切相关。
三、材料腐蚀的防护方法为了延长材料的使用寿命并减少腐蚀造成的损失，需要采取相应的防护措施。
下面将介绍一些常见的材料腐蚀防护方法。
1. 表面涂覆表面涂覆是一种常用的材料腐蚀防护方法，通过在材料表面形成一层保护性涂层，阻隔材料与外界环境的接触，达到防蚀的目的。
常见的涂层材料有有机涂料、金属涂层和无机涂层等。
涂覆方法包括喷涂、涂刷、浸渍等。
2. 阳极保护阳极保护是利用特定材料作为阳极，在电化学环境中提供电流以保护被腐蚀材料的一种方法。
通过阳极保护，可以将被腐蚀材料设定为阴级，从而抑制电化学腐蚀的发生。
阳极保护常用于金属结构、管道等设施的防腐。
3. 选择合适材料在设计和选择材料时，应根据不同的工作环境和使用要求，选择合适的材料来抵抗腐蚀。
电化学腐蚀与防护知识讲解
电化学腐蚀与防护知识讲解电化学腐蚀与防护是关于金属材料在电解质溶液中遭受腐蚀的一门学科。
电化学腐蚀是指金属在电解质中发生氧化或还原反应，从而造成金属表面的损坏。
在现实生活和工业生产中，电化学腐蚀是一个严重的问题，会导致设备的损坏、金属结构的衰退以及经济损失。
因此，了解电化学腐蚀的机理以及相应的防护措施显得尤为重要。
电化学腐蚀的机理主要涉及三个基本要素：金属、电解质和电流。
当金属与电解质接触并通电时，金属表面会发生氧化或还原反应。
这些反应产生的电流会通过电解质传递，导致金属表面的原子或离子发生变化，从而引起腐蚀。
在电化学腐蚀过程中，有两个重要的反应：阳极反应和阴极反应。
阳极反应是指金属表面的原子或离子失去电子并进入电解质中，从而形成阳极溶解。
阴极反应则是指电解质中的氧气或水接受电子并与金属表面的离子结合，从而形成阴极还原。
这两个反应共同作用，加速了金属的腐蚀过程。
为了防止电化学腐蚀，人们采取了各种防护措施。
其中最常见的方法是使用保护涂层。
保护涂层可以阻隔金属与电解质的直接接触，减少氧气和水分子进入金属表面的机会，从而降低了腐蚀的速度。
常见的保护涂层材料包括有机涂料、无机涂料和金属涂层。
有机涂料一般用于室温下的腐蚀防护，而无机涂料和金属涂层则适用于高温和腐蚀性环境下的防护。
除了保护涂层，还有其他的防护方法可以应用于电化学腐蚀。
例如，可以通过电化学方法来保护金属。
电化学保护是利用外加电流来抵消电化学腐蚀反应，从而保护金属不受腐蚀。
这种方法常常用于防护埋地管道和水下设备。
另外，还可以采用合金化、电镀和阳极保护等方法来提高金属的抗腐蚀性能。
还需要注意一些因素来预防电化学腐蚀。
例如，要控制电解质的浓度和温度，避免过高的浓度和温度加速腐蚀的发生。
电化学腐蚀与防护是一个重要的学科，关乎到工业生产和设备的正常运行。
了解电化学腐蚀的机理和防护措施对于保护金属材料的完整性和延长使用寿命至关重要。
通过合理的防护措施和预防措施，可以有效地减少电化学腐蚀的发生，降低经济损失。
金属腐蚀机理及腐蚀防护方法比较
金属腐蚀机理及腐蚀防护方法比较摘要：金属腐蚀是随着时间的推移会导致材料表面损坏的一种常见现象。
本文将重点探讨金属腐蚀的机理，并比较不同的腐蚀防护方法的优缺点，以帮助人们选择最适合保护金属材料的方法。
引言：金属腐蚀被认为是一种无法避免的现象，它对许多行业的设备和结构产生了负面影响。
理解金属腐蚀的机理以及采取适当的腐蚀防护方法，对于延长金属材料的使用寿命、减少维修成本和保障安全至关重要。
一、金属腐蚀的机理金属腐蚀是由于金属表面与周围环境中的化学物质相互作用而导致的。
腐蚀过程主要包括电化学腐蚀和化学腐蚀两种机制。
1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属表面与电解质溶液中的电子和离子发生氧化还原反应的过程。
当金属表面出现缺陷时，形成阳极和阴极之间的电池，电流通过金属导致阳极腐蚀，同时阴极则发生还原反应。
常见的电化学腐蚀形式包括点蚀、焊缝腐蚀和晶间腐蚀等。
2. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属与酸、碱、盐等非电解质溶液直接发生化学反应，导致金属的损耗。
与电化学腐蚀不同，化学腐蚀不需要电导体和电流的参与。
常见的化学腐蚀形式包括脱层、溶解和氧化等。
二、腐蚀防护方法为了延缓金属腐蚀的发生，人们发展了各种腐蚀防护方法。
下面将比较常见的腐蚀防护方法的优缺点。
1. 防护涂层防护涂层是一种常见的腐蚀防护方法，通过在金属表面形成一个隔离层来阻止金属与环境物质的接触。
常见的防护涂层包括有机涂层和无机涂层。
有机涂层一般由聚合物组成，具有较好的耐磨损性和耐腐蚀性能；无机涂层一般采用瓷或陶瓷材料，具有较高的硬度和抗腐蚀性能。
然而，涂层的质量和厚度不均匀或受损时，仍然容易发生腐蚀。
2. 阳极保护阳极保护是一种以金属表面电化学保护为基础的腐蚀防护方法。
它通过在金属表面引入一个更易被氧化的金属，使其成为阳极，从而保护原金属的阳极氧化过程。
常见的阳极保护方法包括热浸镀锌、电镀涂层和阳极保护涂料等。
3. 缓蚀剂缓蚀剂是一种向金属表面提供一层化学保护膜的腐蚀防护方法。
锂离子电池腐蚀损伤机理和防护策略
锂离子电池腐蚀损伤机理和防护策略随着科技的飞速发展，锂离子电池已经广泛应用于电动车、移动通信、电子设备等诸多领域。
然而，在锂离子电池的使用过程中，腐蚀损伤是一个常见的问题，严重影响了电池的性能和寿命。
因此，深入了解锂离子电池腐蚀损伤机理，并制定相应的防护策略，对于提高锂离子电池的使用效果具有重要意义。
锂离子电池腐蚀损伤机理主要包括内部和外部两个方面。
内部机理包括电解液中的氧化剂对电池内部金属腐蚀，如锂离子电池中阳极常采用的金属锂在与电解液中的氧化剂反应时会发生氧化反应，导致金属锂的腐蚀。
此外，硫酸和三氟化硫等物质也会引起电池内部金属的腐蚀。
外部机理主要包括环境条件和电池外部材料对电池的腐蚀影响。
首先，环境条件如高温、高湿度、氧气浓度和酸碱度等都是影响锂离子电池腐蚀损伤的关键因素。
高温环境会加速电池内部金属的腐蚀速度，在湿度较大的环境中，电解液中的氧化剂也更容易与金属发生反应。
其次，电池外部材料的选择也会对电池的腐蚀产生影响。
导电聚合物包覆技术、金属屏障膜技术和衬底材料选择的合理性等都是外部防护策略的一部分。
为了防止锂离子电池腐蚀损伤，需要采取一系列的防护策略。
首先，使用高质量的电解液是防止电池内部金属腐蚀的关键措施之一。
电解液中选择合适的添加剂，可以起到抑制金属的腐蚀作用。
其次，设计合理的电极和分离膜的选择也是防护策略的重要组成部分。
优化电极材料的组合和精细设计电极结构，可以减缓电解液中的腐蚀作用，降低电池的腐蚀损伤。
此外，正确选择电池外部的包覆材料也是防护策略的重要环节，导电聚合物包覆技术可以提供更好的防护层，减少金属与外部环境的接触。
除了以上的防护策略，正确的使用和储存方式也至关重要。
锂离子电池应存放在干燥、通风良好的环境中，避免高温和潮湿的环境。
同时，在使用过程中也要避免过度放电和充电，以减少电池内部金属的腐蚀。
综上所述，锂离子电池的腐蚀损伤机理涉及电池内部和外部两个方面，需要全方位的防护策略来保护电池的性能和寿命。
化工大气的腐蚀与防护（三篇）
化工大气的腐蚀与防护化工大气中的腐蚀问题是化工行业中一个非常重要的议题。
大气腐蚀不仅对设备和设施造成损害，还可能对人员安全带来潜在威胁。
因此，了解大气腐蚀的性质以及采取相应的防护措施至关重要。
本文将深入探讨化工大气的腐蚀机理、影响因素以及常见的防护方法。
首先，我们需要了解大气腐蚀的机理。
化工大气中的腐蚀主要是由于大气中存在的腐蚀性物质与金属表面发生反应导致的。
这些腐蚀性物质包括湿度、酸雾、氧气、氨气以及其他腐蚀性气体等。
当这些物质与金属表面接触，会引发化学反应，从而导致金属表面的腐蚀。
影响化工大气腐蚀的因素有很多。
首先是大气中的湿度。
湿度高会使得金属表面不断处于潮湿状态，进一步加速了腐蚀的发生。
其次，大气中的酸性物质也是重要的因素。
酸雾的蒸发会使金属表面形成腐蚀性的酸露，并导致腐蚀的发生。
此外，氧气也是造成腐蚀的重要因素，氧气会促进氧化反应，进而使金属表面发生腐蚀。
此外，氨气等其他腐蚀性气体也可能加速腐蚀的发生。
在防护方面，我们可以采取多种措施来减轻化工大气腐蚀。
首先是选择合适的材料。
可以选择一些耐腐蚀的金属材料，如不锈钢、镍、铬等，以及一些具有耐蚀性的非金属材料，如塑料、橡胶等，来替代易腐蚀的金属材料。
其次是通过涂层来保护金属表面。
一些特殊的涂层材料，如有机涂层、陶瓷涂层等，可以阻隔大气中的腐蚀性物质与金属表面的接触，起到保护作用。
此外，定期进行表面处理和维护也是必要的。
通过清洁和维护金属表面，可以减少腐蚀的发生。
另外，可以采取控制大气环境的方法来降低腐蚀的程度。
例如，可以通过控制湿度和温度来减少金属表面的潮湿程度。
此外，可以通过净化大气中的腐蚀性物质来降低其浓度，从而减轻腐蚀的发生。
总之，了解化工大气腐蚀的机理和影响因素，采取相应的防护措施可以有效减轻腐蚀对设备和设施的损害，提高工作环境的安全性。
在化工行业中，腐蚀问题需要引起足够的重视，并积极采取措施来进行预防和控制。
化工大气的腐蚀与防护（二）化工行业是一个涉及到众多化学物质和腐蚀性气体的领域。
HF生产装置的腐蚀机理及安全防护技术探讨
HF生产装置的腐蚀机理及安全防护技术探讨HF（氢氟酸）是一种具有强酸性和高腐蚀性的化学物质，对生产装置构件和设备的腐蚀是一个重要问题。
本文将就HF生产装置的腐蚀机理及安全防护技术进行探讨，以保证装置的安全运行。
1.酸腐蚀：HF具有强酸性，可以腐蚀金属表面，产生金属离子和氢气。
酸腐蚀对钢结构的腐蚀最为严重，特别是容器内表面、管道、阀门等直接与HF接触的部位。
2.氟化物腐蚀：HF可以与水反应生成氟化物，如气体中的氟化氢和氟化铵。
氟化物对金属具有强烈的腐蚀作用，尤其是对不锈钢等耐腐蚀合金的腐蚀更为显著。
3.氢腐蚀：HF中的氢离子具有较强的还原性，可以直接与金属表面发生电化学反应，导致金属氢化。
氢腐蚀对钢结构也会造成一定影响。
针对以上腐蚀机理，我们可以采取一系列的安全防护技术：1.材料选择：在HF生产装置中，应尽量选择具有良好耐腐蚀性能的材料。
例如，在接触HF的部位使用耐腐蚀合金如镍基合金，以减少腐蚀现象的发生。
2.防腐涂层：对于无法选用耐腐蚀材料的部位，可以采用防腐涂层进行保护。
常用的防腐涂层有氟塑料涂层、陶瓷涂层等，可以有效抵御HF 的腐蚀。
3.缓蚀剂添加：适量添加缓蚀剂可以减少HF对金属的腐蚀速率，常用的缓蚀剂包括氨、苯酚等。
但添加缓蚀剂需要考虑对产品质量的影响。
4.清洗保养：定期对HF生产装置进行清洗和保养，以去除表面的污垢和腐蚀产物，在装置使用寿命结束前进行修复和更换。
除了以上安全防护技术，还需配备相应的安全设备和措施：1.安全阀：安全阀用于在装置压力过高时进行自动泄压，以防止设备爆炸。
2.泄漏检测和报警装置：安装氟化氢气体泄漏检测和报警装置，及时发现气体泄漏，并采取相应的应急措施。
3.紧急洗眼器和淋浴器：在装置周围设置紧急洗眼器和淋浴器，以应对发生氢氟酸泄漏后人员的急救需要。
4.定期培训：对操作人员进行定期的安全培训，提高他们的安全意识和应急处理能力。
综上所述，HF生产装置的腐蚀机理及安全防护技术是十分重要的。
金属腐蚀 防护机理
金属腐蚀防护机理金属腐蚀是指金属表面与周围介质发生化学或电化学反应，导致材料破坏和变质的现象。
为了防止和减轻金属腐蚀，可以从以下几个方面探讨金属腐蚀防护机理。
1.抑制腐蚀反应抑制腐蚀反应是指通过添加缓蚀剂或改变金属表面状态，降低金属表面与周围介质发生化学或电化学反应的速度。
缓蚀剂可以在金属表面形成保护膜，阻止腐蚀介质与金属表面的接触，从而有效抑制腐蚀反应的发生。
改变金属表面状态也可以通过机械、化学或电化学方法在金属表面形成一层具有抗腐蚀性能的薄膜，如氧化膜、氮化膜、磷化膜等。
2.阻断腐蚀电流阻断腐蚀电流是指通过绝缘层或外加电压等方法阻断腐蚀电流的流动，从而防止和减轻金属腐蚀。
绝缘层可以阻止腐蚀电流在金属表面流动，从而避免电流对金属表面的破坏。
外加电压可以产生一个与腐蚀电流方向相反的电流，从而抵消腐蚀电流，达到保护金属的目的。
3.降低腐蚀速度降低腐蚀速度是指通过表面处理、改变金属结构或添加活性物质等方法，降低金属在腐蚀介质中的腐蚀速度，从而减少金属被腐蚀的可能性。
表面处理可以在金属表面形成一层具有抗腐蚀性能的薄膜，如镀层、涂层等。
改变金属结构可以通过合金化、热处理等方法改变金属内部结构，提高金属的抗腐蚀性能。
添加活性物质可以与腐蚀介质反应，从而减少对金属表面的破坏。
4.阴极保护阴极保护是一种通过外加电流使金属表面阴极极化，从而防止和减轻金属腐蚀的方法。
该方法需要在金属表面施加一个外加电流，使金属表面成为阴极，从而抑制腐蚀反应的发生。
阴极保护具有较高的保护效率，但需要持续供电，对能源需求较高。
5.阳极保护阳极保护是一种通过外加电流使金属表面阳极极化，从而防止和减轻金属腐蚀的方法。
该方法需要在金属表面施加一个外加电流，使金属表面成为阳极，从而加速腐蚀反应的发生。
阳极保护具有较低的保护效率，但不需要持续供电，具有较好的节能性。
综上所述，金属腐蚀防护机理主要包括抑制腐蚀反应、阻断腐蚀电流、降低腐蚀速度、阴极保护和阳极保护等方面。
高温氧化腐蚀的机理与抑制方法
高温氧化腐蚀的机理与抑制方法高温氧化腐蚀是一种非常常见的腐蚀形式，它对于许多高温设备的使用寿命会造成很大的影响。
了解高温氧化腐蚀的机理并采取有效的抑制措施，对于提高高温设备的使用寿命具有非常重要的意义。
一、高温氧化腐蚀的机理高温氧化腐蚀是由于过高的温度和空气中的氧气相结合，形成的氧化物膜层不够完整，导致其基础金属持续受到氧化腐蚀的一种现象。
常见的高温氧化腐蚀有热氧化和水蒸气氧化等。
热氧化是指高温下金属与氧气直接反应，生成金属氧化物的腐蚀现象；水蒸气氧化是指水蒸气经过金属表面，其中的氧气与金属表面反应生成金属氧化物。
二、高温氧化腐蚀的危害高温氧化腐蚀会使许多设备的工作寿命缩短，其中比较典型的是锅炉和汽轮机。
例如，在火力发电厂中，锅炉受热表面的高温氧化腐蚀会降低整个锅炉的效率，增加设备的维护和更换频次，甚至会引起严重的事故。
三、高温氧化腐蚀的抑制措施(一) 金属表面的涂层为了保护金属表面，可以对其进行涂层处理，如热障涂层、钝化层、耐金属高温涂层等。
其中较为常见的是热障涂层，热障涂层分为热障涂层和高温防蚀涂层两种。
热障涂层基于涂层的孔隙率来防止氧气通入金属。
高温防蚀涂层则主要采取涂层形成稳定氧化物膜的机制，进而保护金属。
涂层是高温氧化腐蚀防护的最常用的手段之一。
(二) 优化材料结构和化学成分在高温环境下，材料的化学成分和结构是非常重要的。
采用一些稀土元素或其他合金元素对基材进行合理的添加，可以提高合金材料的耐高温氧化腐蚀性能。
例如，铝在高温下会与氧发生反应，形成氧化铝，进而保护基材，增加了金属表面的氧化层，有效地防止金属基材的进一步氧化。
而类似铝这样的稀土元素的添加能够防止其他的元素被氧化，从而能够有效的防止高温氧化腐蚀。
(三) 加强工作环境的管理减少高温氧化腐蚀的另一种有效方法是通过改善工作环境来实现，例如对氧气浓度、工作温度、湿度和工作环境的大气组成等要素进行控制。
调整温度、压力和气体成分等关键参数，可以减少介质的氧含量，从而显著降低金属腐蚀的速率，因此，控制工作环境能够真正地减少高温氧化腐蚀对设备的危害。
金属腐蚀机理与防护技术
金属腐蚀机理与防护技术腐蚀是指金属在特定环境条件下遭受化学或电化学作用而发生的破坏现象。
金属腐蚀不仅会减少材料的使用寿命，还可能导致设备的失效和安全隐患。
因此，研究金属腐蚀机理并采取相应的防护技术是非常重要的。
一、金属腐蚀机理金属腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种机理。
化学腐蚀是指金属与环境中的化学物质直接发生反应，如金属与酸、碱等的反应。
电化学腐蚀是指金属与电解质溶液中的阳极、阴极发生的电化学反应，形成电池，导致金属发生腐蚀。
金属腐蚀的速度受多种因素影响，包括环境因素、金属本身的性质以及金属表面的处理等。
环境因素包括温度、湿度、氧气浓度等，这些因素会加速金属腐蚀的速度。
金属本身的性质也会影响腐蚀速度，例如，不同金属的电位差异会导致电化学腐蚀的发生。
此外，金属表面的处理也会影响腐蚀速度，例如，通过镀层、涂层等方式对金属进行防护，可以减缓金属腐蚀的速度。
二、金属腐蚀的防护技术1. 金属表面处理技术金属表面处理是防止金属腐蚀的重要手段之一。
常见的金属表面处理技术包括镀层、涂层和化学处理等。
镀层是将一层金属沉积在金属表面，起到保护作用。
常见的镀层有镀锌、镀镍、镀铬等。
涂层是将一层涂料覆盖在金属表面，形成一层保护膜。
涂层可以是有机涂料，也可以是无机涂料，如瓷釉涂层、陶瓷涂层等。
化学处理是通过改变金属表面的化学性质来提高金属的抗腐蚀性能，常见的化学处理方法有酸洗、磷化等。
2. 金属合金的应用金属合金是由两种或两种以上金属元素组成的材料。
金属合金通常具有比纯金属更好的抗腐蚀性能。
例如，不锈钢是一种常见的金属合金，它通过添加铬、镍等元素来提高金属的抗腐蚀性能。
此外，钛合金、铝合金等也具有较好的抗腐蚀性能，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
3. 电化学防护技术电化学防护技术是通过改变金属与电解质溶液之间的电位差，减缓金属腐蚀的速度。
常见的电化学防护技术包括阳极保护和阴极保护。
阳极保护是通过在金属表面施加一个较高的电位，使金属成为电池的阳极，从而减缓金属腐蚀的速度。
金属材料微生物腐蚀机理及防护
金属材料微生物腐蚀机理及防护摘要：微生物腐蚀(MIC)是通过附着在材料表面的微生物的生命活动直接或间接地引起金属腐蚀的反应。
在过去，微生物的存在并没有得到足够的重视，这一因素经常被忽视。
然而，随着科学技术的进步，各种微生物引起的腐蚀，如SRB，不断被发现。
硝酸盐还原菌NRB、铁氧化菌IOB、产酸菌APB、产黏液菌SFB等。
关键词：金属材料；微生物；腐蚀机理；防护1微生物腐蚀造成金属失效案例微生物可以腐蚀金属的第一个建议是Gaines在1910年提出的。
认为微生物产生的硫化氢是造成金属腐蚀的主要原因。
系统研究了硫酸盐还原菌对生活条件的要求及一系列生物学特性。
为腐蚀的研究奠定了基础。
2013年研究了SRB对X60管线钢的腐蚀。
本管道埋在常年有大量水体的蚯蚓滋生区，所以管道钢材腐蚀十分严重，孔洞和腐蚀的数量高达7~10个。
通过对腐蚀机理的分析，由于蚯蚓养殖区域往往存在大量的微生物，空气中含有少量的水溶性H2S气体，可提供腐蚀所需的酸性介质环境。
腐蚀产物的EDS分析也检测到大量的硫元素。
但是X60钢在短时间内的快速腐蚀并不能仅靠H2S气体完成，H2S气体是由微生物代谢产生的。
因此，根据形貌和成分分析，认为X60钢的失效是由微生物腐蚀引起的。
2微生物腐蚀反应机理微生物腐蚀(MIC)的范围很广，而且反应机理复杂，在自然界中，含有多种微生物，其中微生物腐蚀主要是细菌腐蚀，因为细菌微生物腐蚀最严重，而且因为细菌在金属表面能产生生物膜，生物膜的存在会引起金属电化学性能的变化，改变金属表面的状态，从而影响腐蚀速率。
2.1微生物腐蚀传统机理腐蚀的本质实际上是一个电化学过程，但微生物腐蚀的机理比普通腐蚀要复杂得多，因为材料所处的环境不同，微生物的种类不同，发生的机理也不同。
2.1.1阴极去极化理论根据这一理论,氢化酶存在于硫酸盐还原菌(SRB)将SO42 -转化为硫化氢,这消除了电化学氢生成表面的金属阴极和导致减少当地的分压,从而扮演的角色在阴极去极化。
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Ｆｅ — Ｆｅ２＋＋２ｅ
（１）
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ－ 一 ４ＯＨ－
（２）
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ－ 一 Ｈ２＋２ＯＨ－
（３）
氧化反应一般称为阳极反应，而还原反应一般
被称为阴极反应。两个电化学反应对腐蚀的发生是必
不可少的。氧化反应造成金属的实际损失，但还原反
应必须消耗由氧化反应释放出的电子来维持电荷的中
性。否则，大量的负电荷将会在金属和电解质间快速
Corrosion Mechanism and Corrosion Protection
Ｊｏｈｎ Ｂｅａｖｅｒｓ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｇａｌｖａｎｉｃ ｓｅｒｉｅｓ；ｃｏａｔｉｎｇ；ｃａｔｈｏｄｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．
２ 我们如何探测腐蚀？
腐蚀过程的电化学性质提供了探测和减缓地下 腐蚀的可能性。我们可以监测相关腐蚀过程的电压和 电流。
当一块金属放置在电解质例如土壤中，由于腐 蚀过程的电化学性质，电压将会在金属一电解质的接 触面上形成。我们虽然不能直接测量这个电压，但可 以用电压表我们测量放在土壤中的两块不同金属之间 的电压。我们也可以测量在一块金属和一个参比电极 之间的电压，通常这被称为一个半电池电极。这个电 压被称作为金属在此环境下可以测量获得的腐蚀电 位、开路电位或者自然电位。对于土壤环境，最广泛 使用的参比电极是铜／硫酸铜参比电极（ＣＳＥ）。
阴极保护的定义之一是通过使金属表面成为电 化学电池的阴极来减少金属表面的腐蚀率的一种技 术。这可以反向通过用一个外部能源（被称为外加电 流的阴极保护）或者利用一个牺牲阳极改变金属的电 位来实现。在外加电流系统中，借助于电源，也称为 整流器，及埋在地下的阳极把电流施加在设备上。在 牺牲阳极系统中，利用牺牲阳极材料例如锌或镁和管 道钢之间的电偶关系来提供所需的阴极保护电流。
１ 什么是腐蚀？
一般腐蚀的定义是指由于环境作用引起的材料 破坏。这个定义包含所有的自然存在的和人造的材 料，含塑料、陶瓷和金属。本书的核心是金属的腐蚀， 强调的是用在地下管道上的碳钢和低合金钢的腐蚀。 腐蚀的这个定义涉及到这样的问题：首先金属为什么 会腐蚀？答案可用热力学解释，它告知我们腐蚀过程 是否会发生。第二个问题是腐蚀速率是什么或者管道 可使用多长时间？腐蚀动力学可以提供我们这个问题 的答案。
点，在该点的氧气、水、或者另外的一些物质被还原，
该点称为阴极或者阴极区。一般腐蚀电极由四个必须
的部分组成。
１．必须有一个阳极
２．必须有一个阴极
— １４ —
全面腐蚀控制
Ｊｏｈｎ Ｂｅａｖｅｒｓ 腐蚀机理与腐蚀防护
２００４ 年第 １８卷第 １期
图１ 差异腐蚀电池的图示
３．必须有一个连接阳极和阴极的导电通路。（通 常这可能是管道自身）
从能量的意义上讲，当金属从矿石中提炼出以 后就被置位于一个高的能量状态。这些矿石是典型的 金属氧化物，例如钢对应的金属氧化物是三氧化二铁 （Ｆｅ２Ｏ３），铝对应的则是氧化铝（Ａｌ２Ｏ３·Ｈ２Ｏ）。热力学 的原理之一就是物质总是寻求最低的能量状态。换句 话，许多金属处于热力学不稳定状态而且趋向于寻求 一种较低的能量状态，也就是说有形成氧化物或者一 些其他化合物的趋势。金属转化成为低能量氧化物的 过程称为腐蚀。
电位测量通常用于确定地下管道上是否存在差 异腐蚀电池类型。管道进行电连接，管道的电位通过 放置在管道上的相应的参比电极测量，该过程如图２ 所示。通常，参比电极连接到数字电压表的负端得到
— １５ —
全面腐蚀控制
Ｊｏｈｎ Ｂｅａｖｅｒｓ 腐蚀机理与腐蚀防护
２００４ 年第 １８卷第 １期
一个负读数。如表１显示，土壤中的许多电位是负数。 对于这种测量的类型，设备中许多负区域是阳极而且 由于存在差异腐蚀电池加速腐蚀过程。
表１
在中性土壤和水中材料的电位序
材料
电位伏特值（ＣＳＥ）ａ
碳，石墨，焦碳
＋０．３
铂
０－０．１
钢上有热轧氧化皮
－０．２
高硅铸铁
－０．２
铜，黄铜，青铜
－０．２
混凝土中的低碳钢
－０．２
铅
－０．５
铸铁（没石墨化）
－０．２－０．５
低碳钢（被腐蚀）
－０．５－０．８
低碳钢（清洁和光亮的）
－０．８
腐蚀电位测量的另外一个用途是用来确定电偶 腐蚀发生的可能性。当两金属在一种环境下被电性连 接后，这对金属中电负性较高的（活泼的）一方在差异 腐蚀电池中成为阳极，较正（贵金属）一方将成为阴 极。一般而言，随电偶对电位差的增加，腐蚀加剧， 尽管也有例外。表１显示的系列值表明，当铜与低碳 钢在土壤中电性配对后，铜将成为阴极而钢将成为阳 极，从而加速了钢的腐蚀。
第 １８ 卷第 １ 期 ２００４ 年 ２ 月
全 面 腐 蚀 控 制
TOTAL C ORROSION CONTROL
Ｖｏｌ．１８ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ． ２００４
腐 蚀 机 理 与 腐 蚀 防 护
Ｊｏｈｎ Ｂｅａｖｅｒｓ 摘 要：本文论述了腐蚀的产生机理，从而探讨了防腐蚀的办法。 关键词：腐蚀 电位序 涂层 阴极保护
图 ２ 管道对地电位测量图
３ 我们如何减缓腐蚀的？
在地下管道上减缓腐蚀的主要方法是涂层和阴 极保护。
更正说明：
本刊２００３年第６期中陈晓钢先生所著论文 《金红石钛白粉生产中流态化塔的防腐施工维
修》一文中“金红石钛白粉”应为“金红石钛黄 粉”，特此更正，并向本文作者和读者致歉。
— １６ —
如果阴极和阳极足够大，电流测量也可以用来 检测差异腐蚀电池。大的电池产生的长线电流可以通 过测量管道和其他地下设备来确定。通过欧姆定律 （Ｖ＝ＩＲ，Ｖ 是 电 压 ，Ｉ 是 电 流 ，Ｒ 是 电 阻 ），我 们 知 道 在 土壤中的电流可以产生一个电压降。这个电压降可以 通过在管道上放置相同的参比电极测量出。电压的测 量可以被用来推断微观电池电流的方向。在管道上阳 极区和阴极区可以通过一系列沿着管道的电池对电池 电位测定被确定。
涂层通常是在被保护的金属的表面形成一个连 续性电绝缘材料薄层。这样的一个涂层的作用是隔离 金属与周围电解质的直接接触（防止电解质与金属的 接触），而且涂覆这样的高阻抗涂层使电化学反应不 容易发生。事实上，所有的涂层，无论总体质量如何， 都有缺陷，也可以说有针孔，它们是加工厂进行涂覆 管的施工、运输和安装的过程中形成的。涂层上的小 孔也可以由于涂层剥落、土壤的压力、地下管道的运 动或在使用过程中形成。在用涂层的剥落也可以导致 涂层与管道表面的脱离，进而使金属暴露在地下环境 中。在小孔和剥落区域中的高腐蚀率可以导致管道的 泄露和破裂，即使涂层可以有效的保护管道的大部分 表面。因而，涂层在缺少阴极保护的时候很少用于地 下管道保护上。阴极保护管道上涂层的主要作用是减 少在管道上暴露的金属的表面面积，从而减少对阴极 保护金属电流的需求。
许多普通工程材料在近室温时的腐蚀发生在有 水（含水）的环境下而且在性质上是电化学性质的。有 水的环境也被称为电解质，在地下腐蚀情况下的电解 质就是潮湿的土壤。腐蚀的过程涉及金属失去电子
（氧化作用）的过程〖见方程式（１）〗而失去的电子被另
外的还原反应消耗掉，例如氧和水的还原反应〖分别
见方程式（２）和（３）〗。
商业纯铝
－１．０５
铝合金（５％锌）
－１．１
锌镁合金（６％铝，３％锌，０．１５％锰） －１．６
商业纯镁
－１．７５
＊在中性土壤和水中通常获得的典型电位值，用硫酸
铜作为参比电极测得）
表１也表明低碳钢的电位值会因为它的表面是 否清洁或者是否被热轧氧化皮覆盖而不同。钢的电位 值也是土壤性质的函数，包括ｐＨ 值，离子浓度，氧 和湿气含量。由于这些原因，地下管道和设备中形成 的电位差可以导致产生严重的腐蚀。
电位测量可以被用来评估在给定环境下不同金 属的耐腐蚀性。贵金属，例如金和铂，具有非常高的 正电位因而比通常使用的工程金属如钢和铝有更强的 耐腐蚀能力。电位序是根据给定的环境下一系列金属 和合金相对腐蚀电位高低的排列。表ｌ是金属和另外
一些材料在中性土壤和水中的电位序，从表中可以看 到所列的材料中碳的正电位最高，镁的负电位最高。 电位序中不同金属的测量电位根据环境的性质略有差 异，但他们在土壤和海水这样的自然环境中的相对电 位顺序类似。
４．阳极和阴极必须浸入导电的电解质中。（通常 是潮湿的土壤）
管道和另外一些设备的地下腐蚀常常是由于存 在不同类型的差异腐蚀电池。这些包括充气差异电 池，此管道的不同部分暴露在土壤中不同的氧浓度 下，电池因管道表面性质或者土壤化学物质的不同而 产生。电偶腐蚀是差异电池腐蚀的一种形式，该形式 中两种不同的金属在电性上成对而且置于腐蚀性的环 境。
形成而且电池反应，
它们可以局部发生在金属的同一点或者分开发生。当
这些电化学反应被分开的时候，这个过程称为差异腐
蚀电池。差异腐蚀电池的图解见图１。金属被氧化的
点被称为阳极或者阳极区。在这一区域，当金属离子
离开金属表面时，直流电流（定义为正电荷的流向）从
金属表面流到电解质中。该电流流经电解质到达另一