材料腐蚀与防护ppt
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材料腐蚀与防护ppt课件
在某些情况下，磨损了的零件是可以修复的，例如， 用快速笔刷电镀法可以修复已轻微磨损了的车轴。 腐蚀: 是金属材料或其制件在周围环境介质的作用下， 逐惭产生的损坏或变质现象----化学变化。 金属材料的锈蚀是最常见的腐蚀现象之一。在机器设备 的损坏中，腐蚀与磨损经常是“狼狈为奸”，同时进行。
二:腐蚀的定义
(1) 电偶腐蚀(Galvanic Corrosion) (2)点蚀(Pitting) (3)缝隙腐蚀(Crevice Corrosion) (4)晶间腐蚀(Intergranular Corrosion)
(5)剥蚀(Exfoliation)
(6)选择性腐蚀(Selective Corrosion) (7)丝状腐蚀(Filiform Corrosion)
2 金属氧化物的蒸气压
物质在一定温度下都具有一定的蒸气压。当固体氧化物 的蒸气压低于该温度下相平衡蒸气压时，则固体氧化物蒸发。 蒸气压与标准自由能的关系：
X (s) X ( g )
蒸发热愈大，蒸气压愈小，固态氧化物愈稳定
2.金属氧化物的熔点 一些金属氧化物的熔点低于该金属的熔点，因此，当 温度低于金属熔点以下，又高于氧化物熔点以上时，氧 化物处于液态，不但失去保护作用，而且还会加速金属 腐蚀。
五：研究材料腐蚀的重要性及控制
第一章 金属与合金的高温氧化
重点：
1. Ellingham平衡图 2. 金属高温氧化的历程，物质在氧化膜内的传输途径
3. 氧化膜的P-B比
4.氧化膜的晶体缺陷 哈菲原子价规则 5. Wagner理论 6.合金的氧化形式 7.提高金属抗氧化途径
引言 一：高温氧化定义
其中以在干燥气态介质中的腐蚀行为的研究历史最 久，认识全面而深入，本章重点介绍金属(合金)高温氧 化机理及抗氧化原理。
二:腐蚀的定义
(1) 电偶腐蚀(Galvanic Corrosion) (2)点蚀(Pitting) (3)缝隙腐蚀(Crevice Corrosion) (4)晶间腐蚀(Intergranular Corrosion)
(5)剥蚀(Exfoliation)
(6)选择性腐蚀(Selective Corrosion) (7)丝状腐蚀(Filiform Corrosion)
2 金属氧化物的蒸气压
物质在一定温度下都具有一定的蒸气压。当固体氧化物 的蒸气压低于该温度下相平衡蒸气压时，则固体氧化物蒸发。 蒸气压与标准自由能的关系：
X (s) X ( g )
蒸发热愈大，蒸气压愈小，固态氧化物愈稳定
2.金属氧化物的熔点 一些金属氧化物的熔点低于该金属的熔点，因此，当 温度低于金属熔点以下，又高于氧化物熔点以上时，氧 化物处于液态，不但失去保护作用，而且还会加速金属 腐蚀。
五：研究材料腐蚀的重要性及控制
第一章 金属与合金的高温氧化
重点：
1. Ellingham平衡图 2. 金属高温氧化的历程，物质在氧化膜内的传输途径
3. 氧化膜的P-B比
4.氧化膜的晶体缺陷 哈菲原子价规则 5. Wagner理论 6.合金的氧化形式 7.提高金属抗氧化途径
引言 一：高温氧化定义
其中以在干燥气态介质中的腐蚀行为的研究历史最 久，认识全面而深入，本章重点介绍金属(合金)高温氧 化机理及抗氧化原理。
金属的腐蚀与防护完整版PPT课件
数据分析与结果讨论
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。
材料腐蚀与防护第七讲简PPT课件
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2
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678源自材料裂纹形核 裂纹亚临界扩展 裂纹达到临界尺寸 失稳断裂
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离子种类、浓度 溶液粘度，pH 氧及其他气体 搅拌或流速 缓蚀剂 温度、压力 辐照、微生物 外加电流
腐蚀原电池的阴极过程 和阳极过程 腐蚀电极的极化 腐蚀电位 腐蚀产物 腐蚀金属的钝化 微观电化学不均匀性
55
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显微空 穴聚结
沿晶
穿晶
63
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65
66
67
68
69
70
71
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
72
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
73
载荷类型 加载方向 载荷大小 加载速度
应力状态（平面应力、平面应变） 载荷-裂纹组态（I、II、III型） 缺陷（缺口或裂纹）的集合 应力集中系数或裂纹前端的应力 场强度因子 裂尖塑性区尺寸 应力诱发相变 力学行为 局部应力、应变集中
表面膜的类型、成分、结构、厚度、完整性、强度、塑性、表面粗糙度等
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678源自材料裂纹形核 裂纹亚临界扩展 裂纹达到临界尺寸 失稳断裂
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离子种类、浓度 溶液粘度，pH 氧及其他气体 搅拌或流速 缓蚀剂 温度、压力 辐照、微生物 外加电流
腐蚀原电池的阴极过程 和阳极过程 腐蚀电极的极化 腐蚀电位 腐蚀产物 腐蚀金属的钝化 微观电化学不均匀性
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显微空 穴聚结
沿晶
穿晶
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写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
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结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
73
载荷类型 加载方向 载荷大小 加载速度
应力状态（平面应力、平面应变） 载荷-裂纹组态（I、II、III型） 缺陷（缺口或裂纹）的集合 应力集中系数或裂纹前端的应力 场强度因子 裂尖塑性区尺寸 应力诱发相变 力学行为 局部应力、应变集中
表面膜的类型、成分、结构、厚度、完整性、强度、塑性、表面粗糙度等
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• 标准自由能的符号决定反应系统状态的变化
方向，如物质沸腾时，蒸汽压为1×105 Pa
（1atm)，△G0＝0，此温度以上气相稳定。
蒸气压与温度关系可用Clapeyron方程式表示
• dP/dT=△S0/△V=△H0/T△V
(1-7)
式中 S0-标准摩尔熵；V-氧化物摩尔体积；
H0-标准摩尔焓。
• 对于有气相参加的两相平衡, 固相与液相 和气相的体积比, 前者可忽略,上式可化简为；
• 材料很少是由于单纯机械因素(如拉、压、冲 击、疲劳、断裂和磨损等)或其他物理因素(如 热能、光能等)引起破坏的，
• 绝大多数金属和非金属材料的破坏都与其周围 环境的腐蚀因素有关。
• 材料的腐蚀问题已成为当今材料科学与工程领 域不可忽略的课题。
0.2 研究材料腐蚀的重要性
• 材料腐蚀问题遍及国民经济的各个领域 日常生活、交通运输、机械、化工、冶金，尖端科 学、国防，使用材料的地方存在着腐蚀问题。
表1—1某些元素及其氧化物的熔点
元 素 熔点/ºC
氧化物
熔点/ºC
B
2200
V
1750
Fe
1528
B2O3 V2O3 V2O5 V2O4 Fe2O3 Fe3O4 FeO
294 1970 658 1637 1565 1527 1377
Mo
2553
W
3370
Cu
1083
MoO2 MoO3 WO2 WO3 CuO2 CuO
777 795 1473 1277 1230 1277
1.2 金属氧化膜
1.2.1 金属氧化物的形成
金属形成氧化膜后继续氧化的决定因素
(1)界面反应速度，包括金属、氧化膜界面及气 体—氧化膜界面上的反应速度。
材料腐蚀与防护课件
氧化还原反应
金属与氧化剂直接发生化学反应 ，导致金属原子失去电子成为正 离子，氧化剂获得电子成为负离 子。
酸碱反应
金属与酸或碱发生中和反应，释 放氢离子或氢氧根离子，导致金 属溶解。
生物腐蚀机理
01
生物腐蚀是指微生物、藻类等生 物对材料造成的腐蚀。
02
生物腐蚀通常发生在潮湿环境， 如土壤、水体等，由于生物活动 产生的代谢产物对材料造成腐蚀 。
详细描述
腐蚀的本质是材料与环境中的介质发生化学或电化学反应，导致材料结构、性能 和外观发生变化。化学腐蚀是指材料与环境中的介质发生化学反应，生成新的物 质；电化学腐蚀则是材料与电解质溶液发生原电池反应，导致材料损失。
腐蚀的原理与过程
总结词
腐蚀的原理主要包括氧化还原反应和电化学反应。在氧化还原反应中，材料失去或获得 电子，与环境中的氧化剂或还原剂发生反应；在电化学反应中，材料作为原电池的一个
蚀性。
03
材料的耐腐蚀性能评价
耐蚀性能的测试方法
浸泡试验
将材料浸泡在腐蚀介质 中，观察其腐蚀速率和
程度。
盐雾试验
模拟海洋环境，通过盐 雾加速材料的腐蚀。
恒温恒湿试验
在恒定的温度和湿度条 件下，测试材料的耐腐
蚀性能。
电化学测试
利用电化学方法测量材 料的腐蚀电流和电位等
参数。
材料的耐蚀性等级评定
腐蚀等级标准
船舶海洋工程的腐蚀防护
总结词
船舶洋工程长期处于海洋环境中，面临严重的腐蚀问题。
详细描述
船舶和海洋工程结构的腐蚀不仅影响使用寿命，还可能引发安全事故。为了应对海洋腐蚀环境，通常 采用耐腐蚀的金属材料和涂层保护，同时对船体和海洋平台进行阴极保护，以减缓腐蚀速率。
《腐蚀防护培训》课件
记录与报告
对监测数据进行记录和整理，生成腐蚀监测 报告，为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题，导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理，腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀，通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式，通 常在金属表面形成小孔或坑洞
。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方，通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施，该船舶的结构强度得 到了保持，航行安全风险得到了降低，同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展，新型防腐材料将不断 涌现，为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术，减少对 环境的影响，实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题，导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题，该船舶采取了多种防护 措施，包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。
对监测数据进行记录和整理，生成腐蚀监测 报告，为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题，导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理，腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀，通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式，通 常在金属表面形成小孔或坑洞
。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方，通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施，该船舶的结构强度得 到了保持，航行安全风险得到了降低，同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展，新型防腐材料将不断 涌现，为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术，减少对 环境的影响，实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题，导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题，该船舶采取了多种防护 措施，包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。
金属腐蚀与防护ppt课件
阳极 （Fe） ：Fe(s)
Fe2+ (aq) + 2e-
阴极（杂质）： 1/2 O2 + H2O + 2e-
2OH- (aq)
总反应： Fe(s) + 1/2O2 (g) + H2O
Fe(OH)2 (s)
2Fe(OH)2 (s) H2O+O2 Fe(OH)3 (s)
条 件： 弱酸性、中性或碱性介质
原理，将工件加工成型的一种技术。
电解液的要求：
有良好的导电性 不使阳极产生钝化 有利于阳极溶解
电流
—
直流电源 电压
+
阴极（模件） 阳极（工件）
泵
电解液
电解加工示意图
2. 金属的防腐
1、正确选材 2、覆盖保护层
要 求：
a. 膜层致密，完整无孔，不透介质； b. 与基体金属结合强度高，附着力强； c. 高硬度，耐磨； d. 均匀分布。
① 金属保护层
镀层 > 基体
例如： 铜上镀银、金，铁上镀锡，主要起 隔离和装饰作用。
镀层 < 基体
例如：铁上镀锌，主要起防腐作用。
1. 金属的腐蚀
当金属与周围的介质接触时，由于化学或电化学作用 而引起的材料性能的退化与破坏，称为金属的腐蚀。
1) 化学腐蚀
O2 CO2
Fe C
H2O 脱碳现象
特点：(a) 无电流。
CC
(b) 腐蚀介质：非电解质溶液或干燥气体。
温度影响： 温度升高，腐蚀速率加快。
例如 在轧钢过程中，当 T >700℃时，会发生氧化脱碳：
难溶性碳酸钙覆盖于阴极表面，使电极的极化电势降低，阻滞 阴极反应继续进行，从而减缓金属的腐蚀速率。
金属的腐蚀与防护ppt课件
(2)在金属表面覆盖保护层 ①非金属保护层：如喷油漆、涂油脂。 ②金属保护层：如铁制品上镀铜、锌等。
铁制品镀锌，破损 后，仍能保护；
铁制品镀锡 ，破损 后，失去保护。
为什么？
(3)电化学防护法 ①牺牲阳极法
原理：原电池原理 要求：活泼性强的金属作负极，被保护金属作正极。
②外加电流法
原理：电解池原理 要求：被保护的金属与外接电源负极相连作阴极。
√C.可能产生Fe2O3·nH2O
D.腐蚀的总反应式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
12345
内容小结 04
课堂回顾
课后练习
1.金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。 (1)请写出有关电极反应式。 ①铁棒上电极反应式：_2_F_e_－__4_e_－_=__=_=_2_F_e_2_＋_。 ②(2)碳该棒图上所电表极示反的应是式__吸：__氧_O－___2_(＋填__2“_H_2析_O_氢_＋_”_4_e或_－_=_“_=吸_=_4氧_O_H_”_)。腐蚀。 (3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示__析__氢__(填“析 氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶 解，则可将碳棒改为_锌__(_或__其__他__比__F_e_活__泼__的__金__属__)_棒。
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，培养防止金属腐蚀 的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
一、金属的腐蚀 二、金属的防护方法 三、练习 四、总结
金属的腐蚀 01
1.金属的腐蚀
(1)概念：金属发生 氧化还原反应 而引起损耗的现象。 实质：金属原子 失去电子 变为阳离子发生氧化反应
铁制品镀锌，破损 后，仍能保护；
铁制品镀锡 ，破损 后，失去保护。
为什么？
(3)电化学防护法 ①牺牲阳极法
原理：原电池原理 要求：活泼性强的金属作负极，被保护金属作正极。
②外加电流法
原理：电解池原理 要求：被保护的金属与外接电源负极相连作阴极。
√C.可能产生Fe2O3·nH2O
D.腐蚀的总反应式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
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内容小结 04
课堂回顾
课后练习
1.金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。 (1)请写出有关电极反应式。 ①铁棒上电极反应式：_2_F_e_－__4_e_－_=__=_=_2_F_e_2_＋_。 ②(2)碳该棒图上所电表极示反的应是式__吸：__氧_O－___2_(＋填__2“_H_2析_O_氢_＋_”_4_e或_－_=_“_=吸_=_4氧_O_H_”_)。腐蚀。 (3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示__析__氢__(填“析 氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶 解，则可将碳棒改为_锌__(_或__其__他__比__F_e_活__泼__的__金__属__)_棒。
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，培养防止金属腐蚀 的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
一、金属的腐蚀 二、金属的防护方法 三、练习 四、总结
金属的腐蚀 01
1.金属的腐蚀
(1)概念：金属发生 氧化还原反应 而引起损耗的现象。 实质：金属原子 失去电子 变为阳离子发生氧化反应
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腐 蚀 与 防 护
吴钱林
1
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
目
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章
录
绪 论 金属腐蚀电化学理论基础 金属常见腐蚀形态及机理 应力作用下的腐蚀 自然环境中的腐蚀 典型工业环境中的腐蚀 金属的高温腐蚀与防护 金属腐蚀的防护与控制方法 典型无机非金属材料腐蚀防及防护 高分子材料的腐蚀与防护 功能材料的腐蚀与防护
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
高温高压水中的碱腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
高温高压水中的应力腐蚀断裂
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
熔盐腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
液态金属的腐蚀
• 热交换器、热浸镀、汞介质锅炉、核反应堆
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
第六章 典型工业环境中的腐蚀
6.1 石油化工腐蚀 6.2 化学工业腐蚀 6.3 核电工业腐蚀 6.4 航空航天装备的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
腐蚀给油气生产带来的危害
• 重大经济损失 • 灾难性事故
– 1988年英国阿尔法平台因腐蚀破坏而发生爆炸，造成166人死 亡，导致北海油田减产12% – 1971年5月，四川威成天然气管线腐蚀破裂导致爆炸燃烧，造成 24人伤亡，直接经济损失7000万元。 – 1991年1月，川东油田H2S腐蚀造成井喷，死亡2人，受伤7人。
3.
两种不同金属与土壤接触产生的宏电池:
钢管本体金属和焊缝金属成分不一样，两者的电位差有的可达0.275V，因此 埋入地下后，电位低的部位即遭受腐蚀。油田中常见的管线的焊口部 位，新旧管线连接部位的腐蚀穿孔就属于这种情况。
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
第六章 典型工业环境中的腐蚀
• 环境污染
– 1994年10月，俄罗斯北部多处地下输油管道腐蚀破裂，原油大量 泄漏，造成严重环境污染。
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
油气采输工业中的腐蚀特点
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
石油管的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
多相流腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
核电材料的腐蚀行为
1. 点蚀 2. 应力腐蚀开裂 3. 冲刷腐蚀 4. 氧化 5. 氢化 6. 辐照对腐蚀的影响
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
第六章 典型工业环境中的腐蚀
6.1 石油化工腐蚀 6.2 化学工业腐蚀 6.3 核电工业腐蚀 6.4 航空航天装备的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
压水堆型核电站
高温、高压、腐蚀性水介质、辐照、振动、疲劳、磨损、冲刷
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
压水堆核电站材料
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
日本美滨核电站低压加热器爆管事故
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
第五章 自然环境中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
腐蚀产物和溶液漏出(12 RFO)
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
SCC
• SG 蒸发 • Pb浓缩 • 在SCC处沉积 • 诱发裂纹扩展
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
异种金属焊接处SCC
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
核电工业的腐蚀环境
1. 射线与辐射 2. 高温高压水、高纯钠、高纯锂和高纯氦 3. 强侵蚀性介质
– 固态金属材料的合金元素溶解于液态金属 – 液态金属或其杂质与固态金属形成合金或化合物
• 温度梯度下的质量迁移
– 高温区，溶解金属多F液态金属流入低温区F溶解度下降，过剩溶 质金属析出 – 多次循环-高温区严重腐蚀，低温区管路堵塞
• 等温梯度下的质量迁移
– 奥氏体不锈钢和碳钢浸入液态金属Na – 碳通过液态Na由碳钢向不锈钢发生质量迁移
主要的腐蚀介质
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
二氧化碳腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
流型和流速
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
流型和流速
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
石油管外腐蚀的典型腐蚀类型
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
6.1 石油化工腐蚀 6.2 化学工业腐蚀 6.3 核电工业腐蚀 6.4 航空航天装备的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
• • • •
酸碱盐介质中的腐蚀 工业水中的腐蚀 熔盐腐蚀 液态金属腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
酸溶液中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
土壤宏电池腐蚀
1. 长距离管道穿越不同土壤形成的宏电池:
当管线从一种土壤进入另一种土壤的地方，因土壤组成、结构不同 形成电池。若是因氧的渗透性不同造成氧浓差电池，那么埋在密实、 潮湿的土壤的管线就作为阳极而遭受腐蚀。
2.
体距地表距离不同引起的腐蚀宏电池:
管体不同部分距地表距离不同，氧浓度不同，管线上部氧浓度大， 管线底部氧浓度小，底部的电极电位低，是腐蚀电池的阳极区，容 易遭受腐蚀。
工业水的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
冷却水腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
铜管冷凝器冷却水腐蚀类型
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
高温高压水腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
影响高温水腐蚀的因素
• 溶解氧 – 点蚀和缝隙腐蚀 • PH – PH提高，形成Fe3O4，腐蚀减弱 • 过热 – 蒸气泡-热传导变差 – 蒸气泡生成与破坏-温度急剧交变-破坏氧化膜，加速腐 蚀 • CO2含量 – 降低PH
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
多相流腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
高温和(或)高压环境
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
主要的腐蚀介质
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
主要的腐蚀介质
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
酸溶液中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
碱和盐溶液中的腐蚀
• 碱的腐蚀性比酸小
– 难溶氢氧化物或氧化物保护作用 – 比酸介质中电位负 – 碱脆
• 盐的腐蚀
– PH变化 – 具有氧化还原性 – 增大溶液导电性 – 络合能力 – 卤素离子
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
吴钱林
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材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
目
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章
录
绪 论 金属腐蚀电化学理论基础 金属常见腐蚀形态及机理 应力作用下的腐蚀 自然环境中的腐蚀 典型工业环境中的腐蚀 金属的高温腐蚀与防护 金属腐蚀的防护与控制方法 典型无机非金属材料腐蚀防及防护 高分子材料的腐蚀与防护 功能材料的腐蚀与防护
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
高温高压水中的碱腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
高温高压水中的应力腐蚀断裂
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
熔盐腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
液态金属的腐蚀
• 热交换器、热浸镀、汞介质锅炉、核反应堆
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
第六章 典型工业环境中的腐蚀
6.1 石油化工腐蚀 6.2 化学工业腐蚀 6.3 核电工业腐蚀 6.4 航空航天装备的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
腐蚀给油气生产带来的危害
• 重大经济损失 • 灾难性事故
– 1988年英国阿尔法平台因腐蚀破坏而发生爆炸，造成166人死 亡，导致北海油田减产12% – 1971年5月，四川威成天然气管线腐蚀破裂导致爆炸燃烧，造成 24人伤亡，直接经济损失7000万元。 – 1991年1月，川东油田H2S腐蚀造成井喷，死亡2人，受伤7人。
3.
两种不同金属与土壤接触产生的宏电池:
钢管本体金属和焊缝金属成分不一样，两者的电位差有的可达0.275V，因此 埋入地下后，电位低的部位即遭受腐蚀。油田中常见的管线的焊口部 位，新旧管线连接部位的腐蚀穿孔就属于这种情况。
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
第六章 典型工业环境中的腐蚀
• 环境污染
– 1994年10月，俄罗斯北部多处地下输油管道腐蚀破裂，原油大量 泄漏，造成严重环境污染。
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油气采输工业中的腐蚀特点
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
石油管的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
多相流腐蚀
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核电材料的腐蚀行为
1. 点蚀 2. 应力腐蚀开裂 3. 冲刷腐蚀 4. 氧化 5. 氢化 6. 辐照对腐蚀的影响
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
第六章 典型工业环境中的腐蚀
6.1 石油化工腐蚀 6.2 化学工业腐蚀 6.3 核电工业腐蚀 6.4 航空航天装备的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
压水堆型核电站
高温、高压、腐蚀性水介质、辐照、振动、疲劳、磨损、冲刷
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
压水堆核电站材料
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
日本美滨核电站低压加热器爆管事故
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
第五章 自然环境中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
腐蚀产物和溶液漏出(12 RFO)
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
SCC
• SG 蒸发 • Pb浓缩 • 在SCC处沉积 • 诱发裂纹扩展
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
异种金属焊接处SCC
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
核电工业的腐蚀环境
1. 射线与辐射 2. 高温高压水、高纯钠、高纯锂和高纯氦 3. 强侵蚀性介质
– 固态金属材料的合金元素溶解于液态金属 – 液态金属或其杂质与固态金属形成合金或化合物
• 温度梯度下的质量迁移
– 高温区，溶解金属多F液态金属流入低温区F溶解度下降，过剩溶 质金属析出 – 多次循环-高温区严重腐蚀，低温区管路堵塞
• 等温梯度下的质量迁移
– 奥氏体不锈钢和碳钢浸入液态金属Na – 碳通过液态Na由碳钢向不锈钢发生质量迁移
主要的腐蚀介质
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
二氧化碳腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
流型和流速
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
流型和流速
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
石油管外腐蚀的典型腐蚀类型
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
6.1 石油化工腐蚀 6.2 化学工业腐蚀 6.3 核电工业腐蚀 6.4 航空航天装备的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
• • • •
酸碱盐介质中的腐蚀 工业水中的腐蚀 熔盐腐蚀 液态金属腐蚀
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酸溶液中的腐蚀
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土壤宏电池腐蚀
1. 长距离管道穿越不同土壤形成的宏电池:
当管线从一种土壤进入另一种土壤的地方，因土壤组成、结构不同 形成电池。若是因氧的渗透性不同造成氧浓差电池，那么埋在密实、 潮湿的土壤的管线就作为阳极而遭受腐蚀。
2.
体距地表距离不同引起的腐蚀宏电池:
管体不同部分距地表距离不同，氧浓度不同，管线上部氧浓度大， 管线底部氧浓度小，底部的电极电位低，是腐蚀电池的阳极区，容 易遭受腐蚀。
工业水的腐蚀
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冷却水腐蚀
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铜管冷凝器冷却水腐蚀类型
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
高温高压水腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
影响高温水腐蚀的因素
• 溶解氧 – 点蚀和缝隙腐蚀 • PH – PH提高，形成Fe3O4，腐蚀减弱 • 过热 – 蒸气泡-热传导变差 – 蒸气泡生成与破坏-温度急剧交变-破坏氧化膜，加速腐 蚀 • CO2含量 – 降低PH
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
多相流腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
高温和(或)高压环境
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
主要的腐蚀介质
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
主要的腐蚀介质
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
酸溶液中的腐蚀
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀
碱和盐溶液中的腐蚀
• 碱的腐蚀性比酸小
– 难溶氢氧化物或氧化物保护作用 – 比酸介质中电位负 – 碱脆
• 盐的腐蚀
– PH变化 – 具有氧化还原性 – 增大溶液导电性 – 络合能力 – 卤素离子
材料腐蚀与防护---第六章 典型工业环境中的腐蚀