第二章腐蚀与环境
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5M（体积摩尔数）数量级。在海洋大气中，氯 化物沉积速度一般在0.3～300mg/(m2·d)C1-。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
8
2.工业污染
工业大气中的工业废气污染程度决定了它的腐 蚀性，工业废气中含有大量的SO2、CO2、CO、、H2S、 等，这些气体在大气中形成了酸雨，表3-2是长江 中游地区酸雨对钢材试样作用的统计数据。试验选 用了6种钢材，曝晒时间为1988年4月～1990年5月， 历时2年。取样3次(半年、1年、2年)，用失重法计 算其平均腐蚀速率。表3-3为我国上海、广州两城 市工业大气中灰分的成分，表3-4为上海、广州两 城市的工业大气的有害气体含量。
西南石油学院储运研究所
6
图3-1 大气腐蚀与金属表面上水膜层厚度之间的关 系 Ⅰ一水膜厚度δ=1～10nm的区域；Ⅱ一水膜厚度 δ=10nm～1μm的区域，Ⅲ一水膜厚度δ=1μm～1mm 的区域；Ⅳ一水膜厚度s MMlmm的区域δ＞1mm
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
7
水膜中溶解的物质除氧气外，还有硫的氧化
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
11
表 3-5 东南沿海各地盐雾沉降量（以NaC1计）
第二节 水 腐 蚀
水腐蚀指自然界中存在的水（如海水、江 河水、雨水、地下水等）对金属构件和设备产 生的腐蚀作用。这些水大部分为近中性介质， 其腐蚀过程的去极化剂为溶解氧，在某些受污 染的或含有H2S水介质中，还会发生H+还原的过 程。其腐蚀反应为：
第二章 腐蚀与环境
第一节 大气腐蚀
一、概述 在腐蚀学科中，常把大气分为工业、
海洋和农村大气三类，其中的海洋大气腐蚀 最为严重，工业大气次之，农村大气最轻。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
1
日常生活中，常可看到海边城市自行车圈 锈蚀比内陆的严重的多，据文献介绍钢在海岸 的腐蚀比在沙漠中大400～500倍；离海岸24m 的钢试样比离内陆24mm的腐蚀快12倍；工业大 气比沙漠区的腐蚀可能大50至 100倍。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
12
在水介质中，除了发生一般的电化学腐蚀外，某 些条件下（如厌氧环境）也会发生微生物腐蚀。微生 物主要为真菌、藻类和细菌，一般真菌和藻类并不直 接引起金属的腐蚀，但它们的分泌物或沉积物下金属 表面则常发生腐蚀。细菌主要指产粘泥细菌、铁沉积 细菌、产硫化物细菌和产酸细菌，它们引起的金属腐 蚀速率较大，除了钛合金具有耐微生物腐蚀能力外， 其他合金几乎都发生过微生物腐蚀的实例。
S9O523m最g/大m2，浓五度年达合1计.3相8m对g/湿m3 度，≥降7尘0％量RH高的日达
数 为 619 天 ； 上 海 大 0.19mg/m2，五年合计
气 中 SO2 最 大 浓 度 为 相对湿度＞70％RH的
日数为1162天，且Hale Waihona Puke Baidu温比沈阳高。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
3
实验结果表明腐蚀以上海最为严重， 广州次之，沈阳更次之，因为上海湿度 大的天数比沈阳高一倍，而侵蚀介质又 比广州高。可见，大气腐蚀是一个综合 作用的结果，在分析大气腐蚀性时，通 常碳钢的大气腐蚀速率取决于湿度、温 度、降水量、凝露以及大气组成、灰尘、 含盐量、大气污染等。
5
通常存在着临界相对湿度，即金属 腐蚀速率突然上升时的相对湿度。当 RHM65％时，物体表面上附着0.001～ 0.01μm的水膜，如水膜中溶解有酸、 碱、盐，则会加速大气腐蚀。空气中 相对湿度愈高，金属表面上的水膜愈 厚，其与腐蚀速度的关系见图3-l。一 般在干湿交替的情况下腐蚀性最强。
2020/4/7
工业大气的腐蚀性超过农村大气，主要原 因是空气污染严重，含有大量的腐蚀性气体， 如SO2、CO2等。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
2
海洋大气因其含有盐分及海水的蒸发使 其腐蚀性较之工业和农村大气都严重。
大气腐蚀是一种电化学过程，对于大气
的腐蚀性，有时不能光看某些腐蚀性气体的
含量和降尘量的大小，如沈阳大气污染中
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
13
水介质中的腐蚀形态可分为均匀腐蚀、点蚀、 电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、 磨损腐蚀、应力腐蚀和氢损伤等。不同的合金 在不同的水介质中其腐蚀形态是不一样的。
一、海水 海洋占地球表面积的71％，约为 361×106km2，平均水深为3795m，pH值为 8.l±0.2。海水的成分较复杂，而且随水的深 度而变，含盐量在3.3％～3.8％之间，溶解氧 量为3～8mg/L，并随水的深度而变化。海水的 主要成分列在表3-6中。
物SOX，特别是SO2，在城市大气中SO2的沉积速 度 可 达 100mg/(m2·d) ， 在 工 业 大 气 中 可 达 200mg/(m2·d) ， 乡 村 大 气 最 少 在 10 ～ 30mg/(m2·d) 之 间 。 大 气 中 CO2 的 浓 度 为 0.03 ％～0.05％（体积百分比），水膜中约在10-
表3-1列出了不同大气环境中碳钢的 腐蚀速率。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
4
表3-1 碳钢在各类大气中的腐蚀速率
二、大气腐蚀因素
1.湿度
大气腐蚀环境中，湿度对腐蚀性的影响有着 决定性的作用。空气中相对湿度(RH)的大小， 决定了大气中金属腐蚀的速度。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
9
表3-2 长江中游大气腐蚀曝晒结果（1988.4～1990.5）
表3-3 上海、广州两城市工业大气灰尘成分（1960～1963）
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
10
表3-4 上海、广州两城市工业大气（住宅区）有害气体含量
3.盐分
在海洋大气中，离海边越近，大气中氯化物 含量越高，其腐蚀性也越严重。氯化物加速点 蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐 蚀。表3-5给出了东南沿海各地盐雾沉降量的统 计数据。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
14
表3-6 海水的主要成分（氯度=19‰）
海水是导电良好的电解质，能引起电偶腐蚀 和缝隙腐蚀。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
15
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
8
2.工业污染
工业大气中的工业废气污染程度决定了它的腐 蚀性，工业废气中含有大量的SO2、CO2、CO、、H2S、 等，这些气体在大气中形成了酸雨，表3-2是长江 中游地区酸雨对钢材试样作用的统计数据。试验选 用了6种钢材，曝晒时间为1988年4月～1990年5月， 历时2年。取样3次(半年、1年、2年)，用失重法计 算其平均腐蚀速率。表3-3为我国上海、广州两城 市工业大气中灰分的成分，表3-4为上海、广州两 城市的工业大气的有害气体含量。
西南石油学院储运研究所
6
图3-1 大气腐蚀与金属表面上水膜层厚度之间的关 系 Ⅰ一水膜厚度δ=1～10nm的区域；Ⅱ一水膜厚度 δ=10nm～1μm的区域，Ⅲ一水膜厚度δ=1μm～1mm 的区域；Ⅳ一水膜厚度s MMlmm的区域δ＞1mm
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
7
水膜中溶解的物质除氧气外，还有硫的氧化
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
11
表 3-5 东南沿海各地盐雾沉降量（以NaC1计）
第二节 水 腐 蚀
水腐蚀指自然界中存在的水（如海水、江 河水、雨水、地下水等）对金属构件和设备产 生的腐蚀作用。这些水大部分为近中性介质， 其腐蚀过程的去极化剂为溶解氧，在某些受污 染的或含有H2S水介质中，还会发生H+还原的过 程。其腐蚀反应为：
第二章 腐蚀与环境
第一节 大气腐蚀
一、概述 在腐蚀学科中，常把大气分为工业、
海洋和农村大气三类，其中的海洋大气腐蚀 最为严重，工业大气次之，农村大气最轻。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
1
日常生活中，常可看到海边城市自行车圈 锈蚀比内陆的严重的多，据文献介绍钢在海岸 的腐蚀比在沙漠中大400～500倍；离海岸24m 的钢试样比离内陆24mm的腐蚀快12倍；工业大 气比沙漠区的腐蚀可能大50至 100倍。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
12
在水介质中，除了发生一般的电化学腐蚀外，某 些条件下（如厌氧环境）也会发生微生物腐蚀。微生 物主要为真菌、藻类和细菌，一般真菌和藻类并不直 接引起金属的腐蚀，但它们的分泌物或沉积物下金属 表面则常发生腐蚀。细菌主要指产粘泥细菌、铁沉积 细菌、产硫化物细菌和产酸细菌，它们引起的金属腐 蚀速率较大，除了钛合金具有耐微生物腐蚀能力外， 其他合金几乎都发生过微生物腐蚀的实例。
S9O523m最g/大m2，浓五度年达合1计.3相8m对g/湿m3 度，≥降7尘0％量RH高的日达
数 为 619 天 ； 上 海 大 0.19mg/m2，五年合计
气 中 SO2 最 大 浓 度 为 相对湿度＞70％RH的
日数为1162天，且Hale Waihona Puke Baidu温比沈阳高。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
3
实验结果表明腐蚀以上海最为严重， 广州次之，沈阳更次之，因为上海湿度 大的天数比沈阳高一倍，而侵蚀介质又 比广州高。可见，大气腐蚀是一个综合 作用的结果，在分析大气腐蚀性时，通 常碳钢的大气腐蚀速率取决于湿度、温 度、降水量、凝露以及大气组成、灰尘、 含盐量、大气污染等。
5
通常存在着临界相对湿度，即金属 腐蚀速率突然上升时的相对湿度。当 RHM65％时，物体表面上附着0.001～ 0.01μm的水膜，如水膜中溶解有酸、 碱、盐，则会加速大气腐蚀。空气中 相对湿度愈高，金属表面上的水膜愈 厚，其与腐蚀速度的关系见图3-l。一 般在干湿交替的情况下腐蚀性最强。
2020/4/7
工业大气的腐蚀性超过农村大气，主要原 因是空气污染严重，含有大量的腐蚀性气体， 如SO2、CO2等。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
2
海洋大气因其含有盐分及海水的蒸发使 其腐蚀性较之工业和农村大气都严重。
大气腐蚀是一种电化学过程，对于大气
的腐蚀性，有时不能光看某些腐蚀性气体的
含量和降尘量的大小，如沈阳大气污染中
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
13
水介质中的腐蚀形态可分为均匀腐蚀、点蚀、 电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、 磨损腐蚀、应力腐蚀和氢损伤等。不同的合金 在不同的水介质中其腐蚀形态是不一样的。
一、海水 海洋占地球表面积的71％，约为 361×106km2，平均水深为3795m，pH值为 8.l±0.2。海水的成分较复杂，而且随水的深 度而变，含盐量在3.3％～3.8％之间，溶解氧 量为3～8mg/L，并随水的深度而变化。海水的 主要成分列在表3-6中。
物SOX，特别是SO2，在城市大气中SO2的沉积速 度 可 达 100mg/(m2·d) ， 在 工 业 大 气 中 可 达 200mg/(m2·d) ， 乡 村 大 气 最 少 在 10 ～ 30mg/(m2·d) 之 间 。 大 气 中 CO2 的 浓 度 为 0.03 ％～0.05％（体积百分比），水膜中约在10-
表3-1列出了不同大气环境中碳钢的 腐蚀速率。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
4
表3-1 碳钢在各类大气中的腐蚀速率
二、大气腐蚀因素
1.湿度
大气腐蚀环境中，湿度对腐蚀性的影响有着 决定性的作用。空气中相对湿度(RH)的大小， 决定了大气中金属腐蚀的速度。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
9
表3-2 长江中游大气腐蚀曝晒结果（1988.4～1990.5）
表3-3 上海、广州两城市工业大气灰尘成分（1960～1963）
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
10
表3-4 上海、广州两城市工业大气（住宅区）有害气体含量
3.盐分
在海洋大气中，离海边越近，大气中氯化物 含量越高，其腐蚀性也越严重。氯化物加速点 蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐 蚀。表3-5给出了东南沿海各地盐雾沉降量的统 计数据。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
14
表3-6 海水的主要成分（氯度=19‰）
海水是导电良好的电解质，能引起电偶腐蚀 和缝隙腐蚀。
2020/4/7
西南石油学院储运研究所
15