金属腐蚀的防护与控制方法共41页
金属腐蚀的防护PPT课件
按对电极过程影响（阴阳抑抑极极制制缓缓阴阳蚀蚀极极剂剂反反::应S铬应b增酸C增l加基3、加阴、A阳极s硅C极极l酸3极、化基化及）、）多苯数甲有酸机钠缓蚀剂
混合型缓蚀剂:琼脂、烧碱、亚硝酸二环己胺
缓蚀剂
（ 对阴阳极极化都起作用）
按溶解性
水溶性缓蚀剂:亚硝酸钠、铬酸基、三乙醇胺 油溶性缓蚀剂:石油磺酸类、羧酸和羧酸盐 水油溶性缓蚀剂:石油磺醇盐、单乙二胺
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辅助阳极 要求如下：
①导电性能良好，电耗少； ②排流量大，即允许电流密度高； ③具有一定的强度，耐磨损，抗冲击震动； ④易于加工和安装； ⑤易于购买到，价格低廉。
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2.直流电源 低电压大电流，输出可调的直流电源，使用较 多的是可控硅恒电位仪。
钢，加入Ti、Nb、Cu、Mo和Si则可改善其耐硫酸腐蚀性能，Nb和Ti还提高抗晶间 腐蚀能力
2．马氏体不锈钢－Cr13型 ，高强度和高硬度 3．铁素体不锈钢 －Cr13及Cr16-19型，Cr25-28型
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（四）铝及其合金 1．工业纯铝 2．铝合金－Mn和Mg， MnAl2与固溶体的电极电位接近
阴极保护 －－经济效益非常显著:
◆海船--涂装费占5％，而阴极保护用的牺牲 阳极材料和施工费加起来不到1％。
◆ 一座海上采油平台的建造费超过1亿元，而 牺牲阳极材料和施工费只需100～200万元。不 采用保护，平台寿命只有5年，而阴极保护下 可用20年以上。
◆ 地下管线的阴极保护费只占总投资的0．3 ％～0．6％，就可大大延长使用寿命。
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（八）耐蚀金属材料的选择 1．大气：铝及其合金、钛及其合金、铜及其 合金、不锈钢等。 2．工业大气：铝及其合金、钛及其合金等。 3．海水：钛及其合金、铜及铜合金、铝及铝 合金、镍及镍合金、不锈钢等。 4．淡水：铝及铝合金、钛及钛合金、高硅铸 铁、不锈钢、铜及铜合金、铅及铅合金、镍等。 5．硫酸：高硅铸铁、低浓度用铅、高浓度用 Fe-C合金。 6．硝酸：钛及钛合金、高硅铸铁、低浓度用 不锈钢、高浓度用铝。
金属腐蚀与防护措施
金属腐蚀与防护措施金属腐蚀是指金属在特定环境条件下与周围介质发生一系列不可逆转的化学或电化学反应，导致金属表面质量和性能的变化。
腐蚀对于工业、制造和基础设施等各个领域都造成了巨大的经济损失。
为了延长金属的使用寿命和减少腐蚀带来的损害，各种防护措施得到了广泛的应用。
本文将讨论金属腐蚀的原因以及常见的防护措施。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀的主要原因是金属与外界环境中的化学物质相互作用，导致金属表面发生物理、化学或电化学的改变。
以下是金属腐蚀的几个常见原因：1. 氧化：金属与氧气反应会产生金属氧化物层，这层氧化物层可能会进一步被水和其他物质侵蚀，从而导致金属腐蚀。
2. 湿气：金属暴露在湿润的环境中，特别是含有盐类等腐蚀性物质的湿气中，容易发生腐蚀反应。
3. 酸碱腐蚀：金属与酸碱溶液接触会发生化学反应，破坏金属表面的结构和性能。
4. 电化学腐蚀：当金属处于电解质溶液中时，会发生电化学反应，从而引发金属腐蚀。
特别是存在电解质间隙效应或形成局部腐蚀的情况下，腐蚀会更为严重。
二、金属腐蚀的防护措施为了防止金属腐蚀，人们采取了多种防护措施，既包括表面防护措施，也包括合金改性和涂层防护等。
下面将列举一些常见的金属腐蚀防护措施：1. 电镀：通过电解的方法，在金属表面形成一层具有防护性的金属薄膜，如镀锌和镀铬等。
2. 钝化处理：将金属浸泡在含有腐蚀抑制剂的溶液中，形成一层钝化膜，提高金属的抗腐蚀性能。
3. 涂层：通过在金属表面涂覆一层具有防护性能的物质，如油漆、聚合物和橡胶等，来阻隔金属与外界环境的接触。
4. 合金改性：将其他金属或非金属元素与金属进行合金化，改变金属的组织结构和化学成分，提高其抗腐蚀能力。
5. 热处理：通过加热和冷却等工艺手段，改变金属的晶体结构，提高其物理和化学性能，提高抗腐蚀性能。
6. 阳极保护：通过将一个更容易被腐蚀的金属连接到需要防护的金属上，使其成为阳极，从而减少需要防护金属的腐蚀程度。
7. 控制环境：控制金属周围的环境条件，比如减少湿度、避免金属长时间暴露在潮湿、有害气体等恶劣环境中。
金属腐蚀与防护课件——防护方法
+0.15 +0.5
+0.6~+0.45
+0.15 -0.1
一些金属的保护电位 (单位：V) （1）比表数据取自1973年8月英国标准研究所制定的阴极保护规范 （2）海水指洁净，并未稀释的海水 （3）铝进行阴极保护时，电位不能太负，否则会加速腐蚀，产生负保护效应
防护技术
环境
稀硫酸 海水 淡水 高温淡水 高温淡水
*在两个保护参数中，保护电位是基本的控 制指标。
阴极保护适合的体系：
• 从理论上来讲，任何体系都可以。
• 但在工程上作为一种腐蚀控制技术还要 求保护电流密度比较小，在经济上才合 算。阴极保护的经济指标可以用保护效 益Z来衡量
腐蚀体系的阴极极化率大，阳极极化率小 (即阴极极化曲线陡而阳极极化曲线平)， 则随着电位负移，金属腐蚀速度减小快， 而保护电流密度增加慢，保护效益也就 较大，可以满足经济指标方面的要求。
电 位
(mv.sce)
-1000
-900
0.318
-800
0.55
1:静态 2:微搅动 溶液成分：Fnh₃ 56 滴度
CnH₃ 42.5 滴度 Cl- 113 滴度 Na+ 70.5 滴度 常温
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电流密度(A/m²)
碳钢在联碱盐析结晶器溶液中的阴极极化曲线
引自«电化学保护在化肥生产中的应用» P71
溶液
50%H₂So₄ 碳铵生产碳化液 25%NH₄oH 67%H₂So₄
温度°C
27 40 室温 24
致(A/m²)
2325 300左右 2.65 6
维(A/m²) Epp~Etp(v.sce)
金属腐蚀的防护与控制方法
缓蚀剂 的选用原则
• • • • 缓蚀剂的浓度及协同作用 金属材料 介质条件 环境保护
电化学保护
• 阴极保护
金属在外加阴极电流的作用下，发生阴极极化使金属的阳 极溶解速度降低，甚至极化到非腐蚀区使金属完全不腐蚀 ，这种方法称为阴极保护。
• 阴极保护参数
保护电位：指通过阴极极化使金属结构达到完全保护（最小 保护电位）或有效保护所需达到的电位值（合理保护电位 ） 保护电流密度：使被保护结构达到最小保护电位所需的阴极 电流密度称为最小保护电流密度。
• 除了耐蚀性要满足工程所需，材料的物理 性能、机械性能和加工性能也要满足服役 条件的要求， • 考虑经济上的合理性 • 在保证其它性能相近的情况下，尽量选择 对环境污染小且便于回收的材料
正确选材与合理结构设计
合理设计金属结构 • 设计时要考虑腐蚀裕量 • 合理设计构件之间的连接方式 • 避免电偶腐蚀 • 避免构件局部应力集中
缓蚀剂的保护效果与使用的金属材料、适用的环境介质种 类及工况条件（温度、流速等）密切有关，在应用中有严 格的选择性。
同一配方有时可以同时防止多种金属在不同环境中的腐蚀
缓蚀剂的分类与作用机理
• 分类
（1）按缓蚀剂的化学组成分类：无机缓蚀剂、有机缓蚀 （2）按缓蚀剂对电极过程的影响： • 阳极型缓蚀剂：抑制阳极 过程，增大阳极极化，使腐蚀 电位正移，从而使腐蚀电流下降。 • 阴极型缓蚀剂：抑制阴极 过程，增大阴极极化，使腐蚀 电位负移，从而使腐蚀电流下降。 • 混合型缓蚀剂：对阳极过程和阴极过程同时具有抑制作用 ，腐蚀电位的变化不大，但可以使腐蚀电流显著下降。
• 阳极保护参数
致钝电流密度、钝化区电位范围、维钝电流密度
金属涂镀层保护
• 金属镀层保护
金属腐蚀的防护方法
金属腐蚀的防护方法金属腐蚀是一个全球性的问题，对材料、设备、设施和结构产生重大影响。
为了防止和减轻金属腐蚀的危害，以下是一些常用的金属腐蚀防护方法：1.涂层保护：涂层保护是一种常见的金属腐蚀防护方法。
通过在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，如油漆、涂料、塑料等，隔离金属与腐蚀介质，从而减缓或阻止金属腐蚀的进程。
2.改变金属结构：改变金属结构可以改变金属在腐蚀环境中的耐蚀性能。
例如，通过合金化添加耐腐蚀元素，提高金属表面的耐蚀性能。
此外，还可以采用耐腐蚀的合金材料，如不锈钢、钛合金等。
3.电化学保护：电化学保护是通过外部电流或牺牲阳极等方法改变金属表面的电化学状态，使金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀介质与金属接触，从而达到防止腐蚀的目的。
4.表面处理：表面处理是通过物理或化学方法改变金属表面的形貌和结构，提高金属表面的耐蚀性能。
例如，表面抛光、喷砂处理、钝化处理等。
5.介质处理：介质处理是通过改变环境中的腐蚀介质来达到防止腐蚀的目的。
例如，去除环境中的腐蚀性气体或离子，控制湿度、温度等环境因素。
6.缓蚀剂：缓蚀剂是一种能够降低金属腐蚀速率的物质。
它们可以吸附在金属表面，形成一层保护膜，或改变金属表面的电化学状态，从而减缓或阻止金属腐蚀的进程。
7.温度控制：温度控制是通过控制环境中的温度来达到防止腐蚀的目的。
例如，通过加热、冷却、控制工作温度等方式，使金属表面保持干燥或维持适宜的温度范围。
8.维护保养：维护保养是通过定期检查、清洁、润滑、维修等方式来保持金属设备和设施的良好状态。
及时发现并修复腐蚀损伤，防止腐蚀进一步发展，是防止金属腐蚀的重要措施之一。
综上所述，以上这些方法可以单独或结合使用，以有效地防止和减轻金属腐蚀的危害。
在实际应用中，应根据具体的情况选择合适的方法。
金属腐蚀的方法[001]
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金属腐蚀的方法金属腐蚀是指金属在特定环境中与氧气、水和其他化学物质发生反应而产生的物理和化学变化。
金属腐蚀是一个普遍存在的问题，不仅会导致金属材料的性能下降，还会缩短其使用寿命。
为了保护金属材料免受腐蚀的侵害，我们可以采取一系列的方法。
本文将详细描述金属腐蚀的方法。
一、防止金属暴露于腐蚀环境最简单有效的金属腐蚀防护方法就是不让金属暴露于腐蚀性环境中。
这可以通过封闭金属表面、使用防护涂层或者在金属表面形成一层保护膜来实现。
封闭金属表面可以用于一些小件金属的防护，例如用密封胶封闭水龙头的螺丝或者用塑料套管包裹电线等。
防护涂层可以采用一些特殊涂料，例如防水漆、腐蚀防护漆等。
保护膜可以通过金属表面的氧化作用形成，例如铝和铜表面会形成氧化膜，保护金属不被腐蚀。
例如，我们在实验室中常用的不锈钢实验台面，它通常会在表面加工一层特殊的涂层，以防止实验药品和溶液对不锈钢的腐蚀。
这样可以有效保护不锈钢实验台面的使用寿命，延长其使用时间。
二、通过金属合金来抵抗腐蚀金属合金是由两种或更多种金属元素组成的，它可以通过调整合金中不同金属元素的含量来增加金属的抗腐蚀性能。
一些金属合金具有更好的耐腐蚀性能，例如不锈钢就是一种由铁、铬、镍等金属元素组成的合金，具有较强的耐腐蚀性能。
通过采用不同的合金配比，可以获得不同性能的金属合金，以满足不同环境下的需求。
航空航天领域中使用的铝合金可以有效抵抗大气腐蚀、高温腐蚀以及航天器周围的真空环境对金属材料的腐蚀。
这是因为铝合金中添加了适量的其他金属元素，形成了一种具有耐腐蚀性能的合金材料。
三、使用防腐蚀涂层防腐蚀涂层是一种将防腐剂溶解在溶剂中，通过喷涂、刷涂或浸渍等方法在金属表面形成一层防护膜的方法。
这种防腐蚀涂层可以有效隔离金属与腐蚀环境的接触，从而防止金属腐蚀。
常见的防腐蚀涂层有锌涂层、铝涂层、塑料涂层等。
在海洋工程领域中，我们常常会使用防腐蚀涂层来保护金属材料不受海水腐蚀的侵害。
例如，由于海洋环境中含有大量盐分，如果金属暴露于海水中，容易发生电化学反应而导致金属腐蚀。
金属腐蚀的防护
金属腐蚀的防护腐蚀是金属长期暴露于外界环境中所致的一种破坏性过程，它导致金属表面的失重和机械性能的降低。
因此，为了保护金属长期使用，减少腐蚀带来的损害，金属腐蚀的防护工作变得尤为重要。
本文将介绍几种常见的金属腐蚀防护方法，旨在探讨如何有效延长金属制品的使用寿命。
1. 腐蚀原理在介绍腐蚀的防护方法之前，我们有必要了解腐蚀的原理。
金属腐蚀是由于金属与其周围环境发生化学反应而导致的，主要包括电化学腐蚀和化学腐蚀两种类型。
电化学腐蚀是指金属和电解质溶液或湿度空气中的氧、水和酸碱等物质发生电化学反应，而化学腐蚀则是指金属与氧、硫化物和盐等物质发生直接的化学反应。
2. 防止金属腐蚀的方法2.1 表面涂层表面涂层是一种常见的金属腐蚀防护方法。
它通过在金属表面形成一个保护层，隔离金属与外界环境的接触，以阻止腐蚀的发生。
常用的表面涂层包括喷涂、镀层和涂料涂层等。
喷涂是将特殊的抗腐蚀涂料通过喷涂工艺涂覆在金属表面，形成均匀的保护层。
而镀层是在金属表面电化学上沉积一层金属或合金，以提高金属表面的抗腐蚀性能。
涂料涂层则是将涂料直接涂覆在金属表面，起到保护作用。
2.2 金属合金金属合金是指由两种或两种以上金属组成的材料。
与纯金属相比，金属合金具有更好的抗腐蚀性能，因为其内部结构的改变可以减少金属与环境的接触。
常见的金属合金包括不锈钢和铝合金等。
不锈钢由铁、铬和镍等元素组成，镍和铬的存在可以提高钢的抗腐蚀性能。
而铝合金通过合金元素的加入，如铜和锌等，可以提高铝的抗腐蚀性能。
2.3 阳极保护阳极保护是利用电流将金属表面形成氧化物膜以防止腐蚀的过程。
具体来说，通过在金属表面引入外部电流，使得金属表面成为阳极，形成稳定的氧化膜，防止金属被腐蚀。
这种方法常用于地下管道、船舶和海洋设施等金属结构的防腐。
然而，阳极保护需要一定的电源和控制设备，且操作较为复杂。
2.4 环境控制环境控制是一种有效的金属腐蚀防护方法。
通过控制金属周围环境的湿度、温度和化学物质的浓度等参数，可以减缓或消除腐蚀的发生。
浅谈金属腐蚀与防护方式
浅谈金属腐蚀与防护方式
金属腐蚀是指金属在接触某些物质时，发生化学反应，导致金属表面受到破坏的现象。
金属腐蚀通常会导致机械性能的降低、表面质量的变差或者甚至严重的安全事故。
因此，金属腐蚀的防护非常重要。
金属腐蚀的防护方式有很多种，以下是常用的几种：
1. 化学处理：化学处理是将金属表面处理成一层非常薄的化学膜，可以防止氧化物和其他化学物质与金属反应，从而防止腐蚀。
常见的化学处理方法有电镀和酸洗等。
2. 涂层防护：在金属表面涂上一层防腐涂料，可以有效防止金属腐蚀。
涂层防腐涂料的种类很多，根据具体的使用条件，选择合适的涂料可以增加涂层的使用寿命。
3. 电化学防护：电化学防护是将金属表面制成阴极，并在金属表面与阴极之间安装一个电池，使其产生电位差，从而防止金属腐蚀。
电化学防护的原理是利用电流进行防腐。
常见的防腐方法有阳极保护、热浸镀锌等。
4. 屏幕防护：在金属表面构建一层防护膜，可以有效的防止腐蚀。
屏幕防护可采用喷涂或面板组装，具有简单、耐候性好、造价低等优点。
5. 金属合金：使用贵金属或者其他合金替换传统的金属，可以使其具有更好的防腐能力。
例如，不锈钢在生产过程中添加铬、镍等元素即可增强其耐腐蚀性。
金属腐蚀的防护应该根据具体情况来选择适合的方法。
在实际使用中，可以通过多种方法的结合来提高金属防腐的效果。
金属腐蚀的控制方法
金属腐蚀的控制方法摘要：研究腐蚀的目的，是为了防止腐蚀和控制腐蚀的危害，延长材料的使用寿命。
各种工程材料，从原料加工成产品，直到使用和长期储存过程中都会遇到不同的腐蚀环境，产生不同程度的腐蚀。
金属腐蚀的过程是一个自发的过程，完全避免材料的腐蚀是不可能的，因此腐蚀控制的问题也就应运而生。
本文从多角度来讨论金属的腐蚀控制方法，从而为今后的金属防腐工作带来一定借鉴和指导作用。
关键词：腐蚀控制腐蚀金属腐蚀防腐工作一、基于腐蚀控制的设计考虑1.正确选用材料和加工工艺材料有各类金属材料和非金属材料，合理选材应主要从材料的力学性能、耐蚀性能、加工性能和经济性四个方面进行考虑。
选材时应遵循以下原则：1.1选材需要考虑经济上的合理性，在保证其他性能和设计的使用前提下，尽量选用价格便宜的材料。
1.2综合考虑整个设备的材料，根据整个设备的设计寿命和各部件的工作环境选择不同的材料。
易腐蚀部分应选择耐蚀性强的材料。
1.3对选择材料要查明对哪些腐蚀具有敏感性，在选用部位所承受的应力、所处环境的介质条件以及可能发生的腐蚀类型，与其它接触的材料是否相容，是否发生接触腐蚀。
1.4结构材料的选材不可单纯追求强度指标，应考虑在具体腐蚀环境条件下的性能。
1.5选择杂质含量低的材料可以提高耐蚀性。
1.6尽可能选择腐蚀倾向性小的热处理方法。
1.7采用特殊的焊接工艺防止焊缝腐蚀，采用喷丸处理改变表面应力状态防止应力腐蚀。
1.8基体材料加涂层可以作为复合材料来考虑。
选择耐蚀性能差的材料施加涂层，还是选择高耐蚀材料，需要综合考虑设备的设计寿命和经济成本。
2.防腐蚀结构设计设备的腐蚀在很多情况下都与其结构有关。
不良的结构常常会引起应力集中、局部过热、液体流动停滞、固体颗粒的沉积和积聚、电偶电流形成等，这些都会引起或加速腐蚀过程。
因此，在设计中应充分注重设备的结构设计。
防腐蚀结构设计，就是在保证满足设备的功能和工艺要求的条件下，适当地改变设备及部件的形状、布局，调整其相对位置或空间位置，达到控制腐蚀的目的。
腐蚀监控(共41张PPT)精选
电化学法：线性极化法、电偶法
介质条件测定：腐蚀性离子分析、溶解氧浓度测量、溶液pH
间
接
值测量、测量溶液氧化还原电位
监 缓蚀剂浓度测定
控
法 金属腐蚀电位测定
氢渗透量测定：氢探针
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三、监测方法的选择 总的原则是：使用(shǐyòng)一种以上的方法。可通过
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第二节 腐蚀监测(jiān cè)
一、现场调查法
的方法
最基本的腐蚀检查方法，一般作为检查的第一步。
方法简单，但要求检查人员有丰富的经验，且需一定的停 车时间。
能提供设备的综合观察结果和局部腐蚀的定性评价。
需借助工具：放大镜、内窥镜、卡钳(kǎqián)、孔蚀深度计 等。
针对破坏现象：裂纹、蚀孔、鼓泡、锈斑及材料的损坏、 变形、脱色、泄漏等。
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l 线性极化法主要任务是测量RF。 l 该法测量迅速，可测得瞬间速度，比较灵敏，可及 l 时反映设备操作条件中的变化。 l 基于电化学的测量原理决定只适用于电解质溶液， l 并且溶液的电阻率应小于10kΩ• m。 l 当电极表面除了金属腐蚀反应外还伴有其他电化学 l 反应时，该法无法将它们区分开而导致(dǎozhì)误差， 甚至 l 得出错误的结果。
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三、电阻法 1.原理
通过测量在生产过程腐蚀环境中受到腐蚀的测量元 件电阻的变化，来求得设备或管道壁厚的减小和材料的 腐蚀速度。
测量元件可以是线状的、管状的、条状的，称为电 阻探针。腐蚀过程中，其截面减小，电阻增大。 2.探针设计
温度对电阻的影响很大，因此制作(zhìzuò)电阻探针 的关键是温度补偿。该功能由温度补偿片完成。
金属腐蚀的控制与防护及耐蚀金属材料PPT课件
⑵对于单个部件：正确选材。不同材料在不同环境中，腐蚀的自发性 和腐蚀速度都可能有很大差别，所以在特定环境中，要选用能满足使用要求 ，且腐蚀自发性小，腐蚀速度小的材料。
我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新
3. 设计上：设计良好，结构合理。 有人认为在选材时只要查查腐蚀手册就能解决问题。事实却并非如此简单
，因为实际石油、化工过程往往涉及到非常复杂的介质和工况条件，腐蚀手 册不可能提供完整的腐蚀资料，不能真实反映生产实际情形，有些就找不到 相关资料。
a.腐蚀裕量=年腐蚀率×设计寿命×保险系数，保险系数一般取2。要考虑 到自然减薄和安全问题，以及现实中许多设备的超期服役。
b.外形设计：结构复杂，表面粗燥的会导致电化学的不均匀性而引起腐蚀 。因此。设计时，尽可能使结构简单，表面平滑，圆滑过渡，流线型设计， 避免尖角、凹槽、缝隙。防止冲击腐蚀。弯管的弯曲半径一般取3d，不同金 属要求不同。钢管、铜管为3d，90Cu10Ni合金管为4d，高强度钢管和强度 特别小的管子最小取5d。
我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新
非金属覆盖层分为有机覆盖层和无机覆盖层。 有机覆盖层包括涂料、塑料、橡胶、柏油、沥青涂层、衬里等。 涂料俗称油漆，是应用最广泛的一种防腐手段，通常以合成树脂（环氧 树脂、聚氨酯、酚醛树脂、丙烯酸树脂等）为主要成膜物质、颜料、溶剂 、助剂等配制而成，覆盖在金属面上，干后形成薄层多孔的膜。虽然不能 使金属与腐蚀介质完全隔绝，但使介质通过微孔的扩散阻力和溶液电阻大 大增加，腐蚀电流下降。油漆：环氧富锌底漆。如氟碳涂料是以含氟树脂 为主要成膜物的系列涂料的统称，它是在氟树脂基础上经过改性、加工而 成的一种新型涂层材料，其主要特点是树脂中含有大量的F-C键,其键能为 485kJ/mol在所有化学键中堪称第一。在受热、光（包括紫外线）的作用 下，F-C难以断裂，因此显示出超长的耐候性及耐化学介质腐蚀，故其稳 定性是所有树脂涂料中最好的。这就基本决定了它具有比一般其它类型涂 层材质更为优异的使用性能，因此在行业内有“涂料王”之称。氟涂料以 其优异的防护性能已在在重污染、强腐蚀的环境中得到了广泛应用。
金属腐蚀的防护与控制方法
§1.2 材料腐蚀的危害及腐蚀控制的重要性
§1.2.1 材料腐蚀的危害
造成巨大的经济损失 造成资源和能源的浪费 造成设备破坏、人员伤亡和环境污染 阻碍新技术的发展
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§1.2.1 腐蚀造成的经济损失
材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1.8～4.2％
•（1）设备和结构的更换 •（2）生产的损失 •（3）维护与修理的费用 •（4）过剩的能力和多余设备 •（5）腐蚀控制 •（6）指定的技术支持 •（7）保险 •（8）设备存货
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§1.3 腐蚀的分类
根据腐蚀的温度分类：
➢ 常温腐蚀：在常温条件下，材料与环境介质发生化学或电化学反应引起的破 坏。
➢ 高温腐蚀：在高温条件下(一般温度>100oC)材料与介质发生化学或电化学反 应而引起的破坏。
30
§1.3 腐蚀的分类
根据腐蚀的环境分类：
➢ 自然环境腐蚀 • 大气腐蚀 • 淡水和海水腐蚀 • 土壤腐蚀 • 微生物腐蚀
➢ 无应力条件下的腐蚀 ①电偶腐蚀 ②点蚀/孔蚀 ③缝隙腐蚀 ④晶间腐蚀 ⑤选择性腐蚀
➢ 应力条件下的腐蚀 ①应力腐蚀开裂 ②腐蚀疲劳 ③磨损腐蚀 ④氢损伤
⑥丝状腐蚀
⑦剥蚀 32
§1.3 腐蚀的分类
无应力条件下的局部腐蚀
①电偶腐蚀：异种金属相互接触，在电解质中发生的电化学腐蚀。
②孔蚀/点蚀：是一种腐蚀集中在材料表面的很小范围内，并深入到材料内部的腐蚀形态。
⑦剥蚀：又称层蚀。是铝合金的一种特殊腐蚀形式，其表现形式为鼓泡并如同云母一般可以层层剥 落。
34
§1.3 腐蚀的分类
应力条件下的局部腐蚀
①应力腐蚀开裂：材料在拉应力与环境介质共同作用下产生的破坏现象。 ②腐蚀疲劳：材料在循环载荷与环境介质共同作用下产生的破坏现象
金属腐蚀与防护
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。
〖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。
E
0 A
——阳极开路时电极电位；
E ——金属腐蚀时的电极电位；IC ——金属腐蚀时电流密度；
I —' —对应点位E’的腐蚀电流；I P ——保护电流。
⑵ 阴极保护的方法 实现阴极保护的方法通常有牺牲阳极法和
强制电流法。由于杂散电流排除过程中，在 管道上保留有一定的负电位，使管道得到了 阴极保护，所以排流保护也是一种限定条件 下的阴极保护方法。
为了使金属得到完全 保护，需进一步将阴极极 化到使总电位降至等于阳 极 的 初 始 电 位 EA0 ， 此 时 外加的保护电流值为IP。 从图上可以看出，要达到 完全保护，外加的保护电 流要比原来的腐蚀电流大 得多。
E EC0
E
C
E'
O
D
E
0 A
0
I'
IC ID
IP I
EC0 ——阴极开路时电极电位；
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：
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；
金属腐蚀与防护防护方法优秀课件
+0.15 +0.5
+0.6~+0.45
+0.15 -0.1
一些金属的保护电位 (单位：V) （1）比表数据取自1973年8月英国标准研究所制定的阴极保护规范 （2）海水指洁净，并未稀释的海水 （3）铝进行阴极保护时，电位不能太负，否则会加速腐蚀，产生负保护效应
防护技术
环境
稀硫酸 海水 淡水 高温淡水 高温淡水
金属腐蚀与防护防护方法优秀 课件
防护技术
阴极区
阳极区 腐蚀金属
Icor Ic
阴 极
Ia Icor=Oa=/Ic/
阳 极
腐蚀电池
I
直流电源
－＋
I－ － ＋
Ic
Ia
辅助
辅助 阳极
阴
阳
极 Ia 极
I-
阳极
外加电流阴极保护
电流关系:ⅠIcⅠ＝
ⅠIcⅠ-Ia
外加电流阴极保护示意图
防护技术
E
E /ic/
Eor
防护技术
腐蚀 介质
+-
辅助 阳极
直流电源
地面 接线盒
被保护设备
.外加电流保护法. 箭头表示电流方向
埋地管道
牺牲阳极
.牺牲阳极保护法. 箭头表示电流方向
两种阴极保护示意图
两种阴极保护法的比较：
• 牺牲阳极保护法安装简单，不需要直流 电源，对周围设备的干扰小。但牺牲阳 极消耗大，难以调节在最佳保护电位， 且提供的电流较小。
阴极保护的效果用保护度η表示
V0V10 % 01V10 % 0
V0
V0
(2) 保护参数
保显护然电，位要Ep使r：金阴属极的保腐护蚀中速所度取降的低极到化零电，位。 达到“完全保护”(即保护度η =100%)， 必须取阳极反应平衡电位作为保护电位， 即取Epr = Eea。
金属的防护及保护方法
一、金属的防护及保护方法【金属的防护】针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，常用的方法有：[改变金属的内部组织结构] 例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。
[保护层法] 在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。
如：1.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。
2.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。
这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
3.用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。
如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。
[电化学保护法] 利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。
电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。
应用较多的是阴极保护法。
[对腐蚀介质进行处理] 消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。
【电化学保护】将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。
这种方法主要有以下两种：[牺牲阳极保护法] 此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。
这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。
[外加电流的保护法] 将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。
通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。
此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。
电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。
控制金属腐蚀有哪些方法
控制金属腐蚀有哪些方法?冷却水对金属的腐蚀主要是电化学腐蚀。
大部分控制方法不能完全消除这种腐蚀，只能减缓腐蚀，使其控制在一个可接受的程度。
常用以下方法。
(1)化学处理法——添加缓蚀剂即在循环冷却水系统中加入低剂量的缓蚀剂(又称腐蚀抑制剂),使金属的腐蚀受到抑制。
缓蚀剂在水中的浓度一般保持几毫克到几十毫克每升。
缓蚀剂的缓蚀机理可从电化学腐蚀抑制和形成金属保护膜两个角度来看。
从电化学腐蚀角度看，缓蚀剂抑制了阳极或阴极过程，在金属表面产生极化作用，使腐蚀电流减小，达到缓蚀作用。
从成膜理论角度看，缓蚀剂在金属表面上形成一层难溶的保护膜，阻止了冷却水中氧的扩散和金属的溶解。
添加缓蚀剂的化学方法能将金属的腐蚀速度控制在允许的范围，可对全系统进行保护，且经济实用，是目前应用最广泛的方法。
(2)提高运行pH值提高循环冷却水系统运行的pH值可以降低碳钢的腐蚀速度。
这是因为天然水中均含有一定量的碳酸氢盐及碳酸盐，pH值提高之后碳酸盐碱度提高了，容易在金属表面形成碳酸盐保护膜。
同时当pH值达到8.0以上时，溶解氧能使碳钢表面生成一层钝化膜(Y-Fe₂O₃)。
提高pH值不需在水中加碱。
由于循环冷却水在曝气和提高浓缩倍数时，水的pH值会自然增长，一般在8.0～9.5之间，故可尽量在自然pH值下运行，系统中可不加酸或少加酸；也不宜在pH>9.5运行。
(3)涂料覆盖法这种方法是在碳钢换热器的传热表面或封头上涂上防腐涂料，形成一层连续的牢固附着的薄膜，使金属与冷却水隔绝，避免受到腐蚀。
此法可应用于系统中部分换热器的防腐蚀。
只要涂料选择合适、涂敷的质量好，换热器的使用寿命可以很长，已发现有的使用已超过20年。
在实际应用中证明在以下情况时，涂料覆盖换热器有特殊的效果。
①系统中不锈钢换热器比率大，碳钢换热器可全部采用涂料涂覆。
这样可以不考虑全系统的腐蚀问题，系统中可不加缓蚀剂。
②碳钢壳程水冷却器的管外极易结污垢而造成严重的垢下腐蚀，平均寿命约为30个月左右。
金属腐蚀的防护方法
金属腐蚀的防护方法金属腐蚀的防护方法【摘要】随着金属工具和设备的广泛应用，对于金属腐蚀的防护研究也应运而生，尤其是工业革命之后，现代海洋的开发和原子能技术的出现，金属防腐蚀研究更受重视。
研究金属防腐蚀对于我国经济建设和保护重要金属建筑具有十分重要的意义。
【关键词】金属;腐蚀;防护手段;涂料在工业生产合格经济建设过程中，金属材料腐蚀不仅给我们造成重大的经济损失，还可能致使有害物质污染我们生存的环境，破坏人类的健康。
每年因为金属腐蚀造成的灾难事故更是严重威胁我们的生命和财产安全。
本文阐述金属腐蚀的防护措施及方法，重点介绍当前涂层防护方法，为金属防腐蚀提供参考。
一、金属腐蚀的危害性金属的出现极大地推动了人类文明的进程，但是也给人类社会造成了重大的经济损失。
相关统计资料显示，美国因为金属腐蚀在1975年受到700亿美元的损失，占到美国国民生产总值的5%，直到现在美国每年因为金属腐蚀带来的经济损失超过国民生产总值的5%。
我国在1999年因为金属腐蚀而造成的损失超过3000亿元。
由此可以看出，无论是现在还是过去，金属腐蚀给我造成的巨大的损失，但是金属材料优越的机械性能又是其他工程材料短期内难以替代的，研究金属腐蚀防护措施和方法来延缓金属腐蚀，对于我国经济发展和环境保护具有十分重要的意义。
二、金属腐蚀的分类金属腐蚀是指金属在外界环境和金属性能变化的共同作用下而引起金属的变质或者破坏，最终影响金属的使用性能。
按照金属腐蚀的过程可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀;按照金属腐蚀破坏形态和腐蚀区域的分布可以分为局部腐蚀和全部腐蚀;按照金属腐蚀的环境条件可以分为常温腐蚀、高温腐蚀、湿腐蚀和干腐蚀等。
三、金属腐蚀防护措施1、隔离法。
造成金属腐蚀的重要原因是微电池作用，微电池的产生必须同时具有阴阳两极。
金属腐蚀防护的首要措施就是将金属的阳极同阴极隔离，使金属阴阳两极不能够构成微电池。
常见的隔离方法有钝化法、涂层法和电镀法。
2、缓蚀剂法。
金属腐蚀的防护
第九章金属腐蚀的防护前面几章，讲到了金属发生腐蚀的原理，影响腐蚀的速度的多种因素，金属腐蚀破坏的形式，以及在不同环境情况下，发生腐蚀的特征，这些为选择不同的防腐蚀措施提供了环境理论，为了达到金属防护目的而采取综合的方法手段称为防腐蚀，防腐蚀技术虽然很多，但归纳起来可分为以下几点：1．正确选择金属材料和改善材料的组织状态，2．采取电化学保护，3．添加缓蚀剂，4．采用有效的表面覆盖层。
每一种防腐蚀措施，都有其应用范围和条件，对于一个具体的腐蚀体系，究竟选择哪一种或哪几种方法，主要根据防腐蚀效果、施工难易和经济效益等方面来确定。
§7-1 正确选择金属材料和改善材料的组织状态制造在腐蚀环境中工作的机械或构件，势必应选择对使用介质具有耐蚀性的材料。
这是进行防腐蚀的积极措施，如果材料选择不当，常是造成腐蚀损坏的主要原因。
为此，必须了解这类金属及合金的耐蚀性能以及不同组织状态对腐蚀性能的影响。
一．提高金属材料耐腐蚀性的合金化原则以前我们曾多次讲到，热力学上最稳定的纯金属材料（即电极电位正）是金、钯、铂等，除了从热力学上判定纯金属耐腐蚀性之外，还存在一些金属虽然在热力学上并不稳定，但在适当条件下，这些金属发生钝化而使表面变得耐蚀。
常见的能参与钝化的金属有Zn、Ti、Nb、Al、Cr、Ni、Co等。
在实际机械制造和工程中大量使用的是合金，要提高合金的耐蚀性，其主要措施有：（一）降低合金中阳极相的活性具体方法是：1．提高合金的热力学稳定性（提高电极电位），即以热力学稳定性高的元素进行合金化（以电极电位为正的金属加入到电极电位为负的金属中，以提高电极电位为负的金属的耐蚀性），如Cu中加Au，Ni中加Cu，钢（或Cr钢中）加入Ni等。
2．减少阳极区的面积: 腐蚀过程中，如果合金的基体为阴极，强化相为阳极,则减小阳极区面积可提高合金耐蚀性。
然而对于大多数合金是难以实现的，如钢中，Fe3C为阴极，基体为阳极，但也有一些合金是可以的，如镁作为铝的的合金元素，其强化相是Al2Mg3（阳极），而基体为阴极。