金属腐蚀的防护
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五、金属腐蚀的防护
1. 概述
腐蚀破坏的形式是很多的，在不同的条件 下引起的金属腐蚀的原因是各不相同的， 而且影响因素也非常复杂，因此，根据不 同的条件采用的防护技术也是多种多样的。 在实践中常用的是以下几类防腐技术：
金属腐蚀的防护
⑴ 合理选材：根据不同介质和使用条件， 选用合适的金属材料和非金属材料；
⑵ 介质处理：包括除去介质中促进腐蚀的 有害部分(例如锅炉给水的除氧)、调节介质 的pH值及改变介质的程度等；
金属腐蚀的防护
⑶ 阴极保护：利用电化学原理，将被保 护的金属设备进行外加阴极极化降低或防止 腐蚀；
⑷ 阳极保护：对于钝化溶液和易钝化的金 属组成的腐蚀体系，可采用外加阳极电流的 方法，使被保护金属设备进行阳极钝化以降 低金属的腐蚀；
〖不锈钢〗以铁碳合金为主体，在冶炼过程中 加入其它合金元素而得的合金钢。 一般泛指的不锈钢包括：不锈钢、耐酸钢 及耐热钢的通称。 严格说来，不锈钢是指在空气中能抵抗腐 蚀的钢；耐酸钢是指在某些化学介质中能抵 抗腐蚀的钢；耐热钢则是指在高温下能抗氧 化、抗蠕变并耐一定介质腐蚀的钢。这里只 讨论耐酸不锈钢。
金属腐蚀的防护
具有一定耐腐蚀的金属材料有很多，包括 各种合金钢如铬钢(铬的质量分数大于0.12) 和铬镍钢(一般铬和镍的质量分数分别为 0.18和0.08)、铝合金如铝硅合金、铝镁合 金、铝镁铜合金和钛合金如钛铝钼合金等。 根据不同腐蚀介质和不同机械性能的要求， 应选用不同的耐腐蚀金属。
金属腐蚀的防护
④ 抗硫化氢应力腐蚀性能：在温度80℃ 时，13Cr钢材抗硫化氢应力腐蚀能力非常强。
金属腐蚀的防护
3. 介质处理 处理介质的目的是改变介质的腐蚀性，以
降低介质对金属的腐蚀作用。 通常采用除去介质中有害成分、调节介质
的pH值、降低气体介质中的水分等方法进 行介质处理。
金属腐蚀的防护
⑴ 去除介质中的有害成分 ① 热力法除氧 这种方法的原理主要是提高温度以减小 氧的溶解度，其次是把水蒸气通进水面上 气体所占空间用以减小氧的分压。 温度越高，加热时间越长，加热蒸气中 游离的C02浓度越低，则重碳酸根的分解 率越高，其出水的pH值也就越高。
⑶ 马氏体不锈钢 用M表示，是指碳在α-Fe中的过饱和固
溶体。 这类钢中铬的质量分数为11.5%～18.0%，
但碳的质量分数最高可达0.6%。碳含量的 增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中 加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又 能提高其耐蚀性。
金属腐蚀的防护
在这些耐腐蚀的金属材质做成的钢管中，防 腐性能较好的是13Cr油管。这种钢管是由日 本川琦制铁株式会社生产，其主要指标和特 性如下：
⑸ 添加缓蚀剂：向介质中添加少量能阻止 或减慢金属腐蚀的物质以保护金属；
金属腐蚀的防护
⑹ 金属表面覆盖层：在金属表面喷、 衬、镀、涂上一层耐蚀性较好的金属或 非金属物质以及将金属进行磷化、氧化 处理，使被保护金属表面与介质机械隔 离而降低金属腐蚀；
⑺ 合理的防腐设计及改进生产工艺流 程，以减轻或防止金属腐蚀。
金属腐蚀的防护
⑴ 奥氏体不锈钢
在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。奥氏体是C 溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，具有面心立方晶 体结构，用字母A或者γ表示。
奥氏体不锈钢无磁性，具有高韧性和塑性，但强 度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加 工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具 有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀 外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以 及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。
① 化学成份：Cr为13%、C为0.2%、S为 0.001%； ② 温度与腐蚀速度：试验表明，13Cr钢管 在 50℃ ～ 250℃ 范 围 内 、 CO2 分 压 高 达 3MPa、NaCl溶液为3.5%的水溶液中，其 最大腐蚀速度为1mm.a-1，在温度小于50℃， 其腐蚀极低；
金属腐蚀的防护
③ CO2分压与腐蚀速度：通过试验证明， 在 温 度 为 80℃ 、 CO2 分 压 对 13Cr 钢 材 的 腐 蚀速度影1。
金属腐蚀的防护
② 化学除氧： 化学除氧是往水中加入化学药品以除去
水中的氧。用来进行给水化学除氧的药品， 必须具备能迅速地和氧完全反应、反应产 物和药品本身对锅炉的运行无害等条件。
常用化学除氧药品有联氨、亚硫酸钠等。
金属腐蚀的防护
③ 气提脱氧： 气提法通常在装有填料或有孔塔板的气提塔中进
行，水由塔顶进入，气提用的气体由塔底导入，气 体成为气泡通过水层、填料或塔板使水和气很好接 触。采用的气体通常是天然气或内燃机废气，即要 求其中不含氧。它的除氧原理是用气提的气体稀释 被水带入的气体，以减小其中氧的浓度，使混合气 体中氧的分压降低，从而使氧从水中逸出。 ④ 真空脱氧：真空脱氧的原理是减小混合气体压力 Pr，从而减小氧的分压。
此外，对介质的导电性、pH值及生成腐蚀 产物的性质等，都要了解清楚。
金属腐蚀的防护
材料加工工艺性能的好坏往往是决定该材 料能否用于生产的关键。例如，高硅铸铁在 很多介质中耐蚀性能很好。但因其又硬又脆， 切削加工困难，只能采用铸造工艺，而且成 品率较低，使设备成本费增高，限制了它的 应用。此外．在选材时还要考虑材料的价格 和来源，要有经济观点。
金属腐蚀的防护
2. 合理选材
为了保证设备的长期安全运转，合理 选材、正确设计、精心制造及良好的维 护管理等几个方面的工作密切结合，是 十分重要的。而材料选择是其中最重要 的一环。
金属腐蚀的防护
在选材时首先考虑介质的性质、温度、压 力。
介质的性质是氧化性还是还原性，其浓度 如何；含不含杂质，杂质的性质如何，杂质 是减缓腐蚀的还是加速腐蚀的，如果是加速 腐蚀的，其加速的原因是什么。
金属腐蚀的防护
⑵ 铁素体不锈钢 铁素体也是一种铬镍钢，它是C溶于α-Fe
中所形成的间隙固溶体,具有体心立方晶体结 构,用字母F或者α表示。 它的铬质量分数在11.5%～32.0%范围内。 随着铬含量的提高，其耐酸性能也提高，加 入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗 应力腐蚀的能力。
金属腐蚀的防护
1. 概述
腐蚀破坏的形式是很多的，在不同的条件 下引起的金属腐蚀的原因是各不相同的， 而且影响因素也非常复杂，因此，根据不 同的条件采用的防护技术也是多种多样的。 在实践中常用的是以下几类防腐技术：
金属腐蚀的防护
⑴ 合理选材：根据不同介质和使用条件， 选用合适的金属材料和非金属材料；
⑵ 介质处理：包括除去介质中促进腐蚀的 有害部分(例如锅炉给水的除氧)、调节介质 的pH值及改变介质的程度等；
金属腐蚀的防护
⑶ 阴极保护：利用电化学原理，将被保 护的金属设备进行外加阴极极化降低或防止 腐蚀；
⑷ 阳极保护：对于钝化溶液和易钝化的金 属组成的腐蚀体系，可采用外加阳极电流的 方法，使被保护金属设备进行阳极钝化以降 低金属的腐蚀；
〖不锈钢〗以铁碳合金为主体，在冶炼过程中 加入其它合金元素而得的合金钢。 一般泛指的不锈钢包括：不锈钢、耐酸钢 及耐热钢的通称。 严格说来，不锈钢是指在空气中能抵抗腐 蚀的钢；耐酸钢是指在某些化学介质中能抵 抗腐蚀的钢；耐热钢则是指在高温下能抗氧 化、抗蠕变并耐一定介质腐蚀的钢。这里只 讨论耐酸不锈钢。
金属腐蚀的防护
具有一定耐腐蚀的金属材料有很多，包括 各种合金钢如铬钢(铬的质量分数大于0.12) 和铬镍钢(一般铬和镍的质量分数分别为 0.18和0.08)、铝合金如铝硅合金、铝镁合 金、铝镁铜合金和钛合金如钛铝钼合金等。 根据不同腐蚀介质和不同机械性能的要求， 应选用不同的耐腐蚀金属。
金属腐蚀的防护
④ 抗硫化氢应力腐蚀性能：在温度80℃ 时，13Cr钢材抗硫化氢应力腐蚀能力非常强。
金属腐蚀的防护
3. 介质处理 处理介质的目的是改变介质的腐蚀性，以
降低介质对金属的腐蚀作用。 通常采用除去介质中有害成分、调节介质
的pH值、降低气体介质中的水分等方法进 行介质处理。
金属腐蚀的防护
⑴ 去除介质中的有害成分 ① 热力法除氧 这种方法的原理主要是提高温度以减小 氧的溶解度，其次是把水蒸气通进水面上 气体所占空间用以减小氧的分压。 温度越高，加热时间越长，加热蒸气中 游离的C02浓度越低，则重碳酸根的分解 率越高，其出水的pH值也就越高。
⑶ 马氏体不锈钢 用M表示，是指碳在α-Fe中的过饱和固
溶体。 这类钢中铬的质量分数为11.5%～18.0%，
但碳的质量分数最高可达0.6%。碳含量的 增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中 加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又 能提高其耐蚀性。
金属腐蚀的防护
在这些耐腐蚀的金属材质做成的钢管中，防 腐性能较好的是13Cr油管。这种钢管是由日 本川琦制铁株式会社生产，其主要指标和特 性如下：
⑸ 添加缓蚀剂：向介质中添加少量能阻止 或减慢金属腐蚀的物质以保护金属；
金属腐蚀的防护
⑹ 金属表面覆盖层：在金属表面喷、 衬、镀、涂上一层耐蚀性较好的金属或 非金属物质以及将金属进行磷化、氧化 处理，使被保护金属表面与介质机械隔 离而降低金属腐蚀；
⑺ 合理的防腐设计及改进生产工艺流 程，以减轻或防止金属腐蚀。
金属腐蚀的防护
⑴ 奥氏体不锈钢
在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。奥氏体是C 溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，具有面心立方晶 体结构，用字母A或者γ表示。
奥氏体不锈钢无磁性，具有高韧性和塑性，但强 度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加 工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具 有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀 外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以 及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。
① 化学成份：Cr为13%、C为0.2%、S为 0.001%； ② 温度与腐蚀速度：试验表明，13Cr钢管 在 50℃ ～ 250℃ 范 围 内 、 CO2 分 压 高 达 3MPa、NaCl溶液为3.5%的水溶液中，其 最大腐蚀速度为1mm.a-1，在温度小于50℃， 其腐蚀极低；
金属腐蚀的防护
③ CO2分压与腐蚀速度：通过试验证明， 在 温 度 为 80℃ 、 CO2 分 压 对 13Cr 钢 材 的 腐 蚀速度影1。
金属腐蚀的防护
② 化学除氧： 化学除氧是往水中加入化学药品以除去
水中的氧。用来进行给水化学除氧的药品， 必须具备能迅速地和氧完全反应、反应产 物和药品本身对锅炉的运行无害等条件。
常用化学除氧药品有联氨、亚硫酸钠等。
金属腐蚀的防护
③ 气提脱氧： 气提法通常在装有填料或有孔塔板的气提塔中进
行，水由塔顶进入，气提用的气体由塔底导入，气 体成为气泡通过水层、填料或塔板使水和气很好接 触。采用的气体通常是天然气或内燃机废气，即要 求其中不含氧。它的除氧原理是用气提的气体稀释 被水带入的气体，以减小其中氧的浓度，使混合气 体中氧的分压降低，从而使氧从水中逸出。 ④ 真空脱氧：真空脱氧的原理是减小混合气体压力 Pr，从而减小氧的分压。
此外，对介质的导电性、pH值及生成腐蚀 产物的性质等，都要了解清楚。
金属腐蚀的防护
材料加工工艺性能的好坏往往是决定该材 料能否用于生产的关键。例如，高硅铸铁在 很多介质中耐蚀性能很好。但因其又硬又脆， 切削加工困难，只能采用铸造工艺，而且成 品率较低，使设备成本费增高，限制了它的 应用。此外．在选材时还要考虑材料的价格 和来源，要有经济观点。
金属腐蚀的防护
2. 合理选材
为了保证设备的长期安全运转，合理 选材、正确设计、精心制造及良好的维 护管理等几个方面的工作密切结合，是 十分重要的。而材料选择是其中最重要 的一环。
金属腐蚀的防护
在选材时首先考虑介质的性质、温度、压 力。
介质的性质是氧化性还是还原性，其浓度 如何；含不含杂质，杂质的性质如何，杂质 是减缓腐蚀的还是加速腐蚀的，如果是加速 腐蚀的，其加速的原因是什么。
金属腐蚀的防护
⑵ 铁素体不锈钢 铁素体也是一种铬镍钢，它是C溶于α-Fe
中所形成的间隙固溶体,具有体心立方晶体结 构,用字母F或者α表示。 它的铬质量分数在11.5%～32.0%范围内。 随着铬含量的提高，其耐酸性能也提高，加 入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗 应力腐蚀的能力。
金属腐蚀的防护