船舶的腐蚀与防护
船舶上材料保护研究进展作者姓名卜祥星
专业班级材研1302
指导教师姓名乔宁
学号
摘要：船舶海上腐蚀是影响其寿命的最大因素之一。因腐蚀导致结构损坏和破坏，
严重影响船舶性能和安全。本文介绍了当前船舶防腐蚀技术措施的实际应用情况。探讨在船体防腐蚀新技术的发展情况，如船体防腐涂料技术、防腐涂装技术、阴极保护功能和涂膜结合技术、防腐蚀监测新技术等方面的新技术应用。
关键词：船舶，防腐蚀新技术，阴极保护，防腐蚀检测
ABSTRACT：The ships marine corrosion is one of the biggest factors that affect its life span，The structure damage and the destruction caused by corrodes affects the ships performance and security seriously．This article introduces the practical application situation of the current ships corrosion preventing technology and methods，discusses the development situation of new hull anticorrosion technology and new technology application，such as the hull an corrosion painting technology ，the anticorrosion painting and camouflage technology ，the cathode protection function and the painting film combination technology ，the new anticorrosion monitor technology and so on．
Key words: ship,new technology of corrosion protection ,catholic
protection,
corrosion test
目前，大多数船舶都采用金属外壳。而金属在海洋环境中，受海水温度、海水含盐度、海洋大气温度、海洋大气湿度的影响，腐蚀程度很严重，腐蚀不仅降低了船舶钢结构的强度，缩短了船舶的使用寿命，同时还会使航行阻力增加，航速降低，影响使用性能[1]。更为严重的是，一旦出现穿孔或开裂，还会导致海损事故的发生，造成惊人的损失[2]。这已引起国内外防腐专家的极大关注，并积极研究探索解决金属腐蚀的各种防护技
术方法和措施。
一、船舶腐蚀的类型及产生原因
船舶腐蚀发生的原因主要有以下几种：
1．船体在初次涂装时由于其表面处理不干净，存在残碱、残盐、残存氧化皮或锈斑等而引起的破坏作用。残碱对金属有较大的亲和势，即使在涂覆涂层后，它还能自发的沿着涂层与金属界面扩展而破坏涂层与金属表面的粘附；残盐与通过涂层渗透进来的水分子发生水解和受氧分子的作用生成不溶性产物，此物质与金属形成腐蚀电池，体积不断增大，使涂膜破坏；残存氧化皮在介质发生渗透时，轧制氧化皮和轧制氧化皮缝隙所暴露出的铁，在电解质溶液下形成腐蚀电池，结果腐蚀沿缝隙在轧制氧化皮下扩展，最后氧化皮带着表面的涂层一起脱落[3]。
2．机械作用腐蚀。机械作用的腐蚀包括腐蚀作用和机械磨损，二者相互加速[4]。其中包括冲击腐蚀，这是由于液体湍流或冲击所造成；空泡腐蚀，高速流动的液体，因不规则流动，产生空泡，形成“水锤作用”，常常破坏金属表面的保护膜，加速腐蚀作用，如螺旋桨、泵轴等处易发生；微振磨损腐蚀，两个紧接着的表面相互振动而引起的磨捐；应力腐蚀开裂，在拉伸应力和腐蚀介质作用下的金属腐蚀破坏，金属内会产生沿晶或穿晶的裂纹[5]。
3．生物腐蚀。生物腐蚀是由海洋生物的船底附着物引起的，这种腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种[6]。由于海洋生物在船底的附着，破坏了漆膜，造成钢板局部电化学腐蚀；由于微生物的新陈代谢作用，分泌出具有侵蚀性的物质以及其他有机酸和无机酸引起钢板的腐蚀作用等[7]。
4．由于光照、温度、化学介质、磨损或机械损伤等原因引起的破坏。光照会使涂层老化、粉化；过高的温度以致超过高聚物所能承受的极限温度时会出现发软或龟裂、熔化等问题；化学介质会使涂层溶胀或溶解、脆化等；机械损伤会造成涂层破裂[8]。
5．介质渗透后使涂层下金属表面发生电化学腐蚀所引起的破坏。当漆膜有电解质透过后，发生了电化学腐蚀[9]，会使漆膜下呈碱性，当漆膜不耐碱时，就会对涂膜造成破坏。水的渗透使涂层体积增加所引起的破坏。有些涂层在水的浸泡过程中因吸收水分使体积增加而产生内应力，这时，在任何粘附得较差的点上的涂层就会脱离金属并隆起成泡[10]。
二、船舶腐蚀防护措施
船舶的防护直接关系到船舶的使用寿命和航行安全。船舶的防护包括合理选材、表面保护、阴极保护，船舶电力系统的保护，船舶防护智能系统。
1合理选材
材料的选择是我们首选要考虑的，好的选材能为我们的防腐带来很大的便利。船舶的选材要考虑很多，要考虑其力学性能、热性能、密度、防腐性能等。现在越来越多的新材料被应用到船舶上。这些新材料有：碳素钢、合金钢、复合材料等。
韩国普泰有限公司研发的发泡铝已经应用到船舶的实际生产中。发泡铝是种十分轻的金属[11]。将铝锭熔解，经过发泡过程后，即形成比重为具有无数气孔的发泡铝。和铁7. 85的比重相比不过才1／40。所以这对于满足汽车，列车，轮船等使用轻型材料的要求绰绰有余。
发泡铝除了轻量化以外还有其他非凡特性。首先由于发泡铝拥有很多的气孔结构，所以具有吸收噪音的性能。而且，由于发泡铝为多层结构，所以能够充分吸收外界爆炸，抗击等能量的抗冲击性能。且使用后可以将发泡铝进行熔解，100％可再使用。由于发泡铝诸多优秀的特性，所以现止在广泛应用于建筑，国防，机械，原子能，交通运输等产业领域。船舶中应用的发泡铝产品大致可分为3种。第一种，发泡铝本身。主要安装于船舶的机舱壁和顶棚．进行吸音用。需要的话，将发泡铝和不燃聚氨酯泡沫复合．从源头上切断发动机向船体各部位传播的震动。第二种．是将发泡铝和薄型大理石相复合的‘发泡铝大理石复合板’产品[12]。游艇售价较高，从游艇使用者期望的内部装饰产品中天然大理石的重量和加工层面而言，会降低船舶的性能。第三种，环保型夹心复合扳。即发泡铝两面复合铝板作为高级船舶的地扳材料，船舱舱壁．顶棚材料等使用的板材。大部分的高级船舶现在均使用内部填充玻璃棉或者矿棉，两面复台铁板的复合板材。
2表面保护
表面保护主要是表面涂上一层保护膜。目前，船舶涂料的品种有：水线涂料、船壳涂料、甲板涂料、油舱涂料、饮水舱涂料、压载水舱涂料、防污涂料等。船舶用防腐蚀涂料的防蚀机理：(1)涂膜对腐蚀介质的屏蔽作用。当涂料在金属表面形成连续的涂膜以后，可以将金属和腐蚀介质隔离开。根据电化学腐蚀原理，如果能完全将腐蚀介质、氧气隔离，不和金属接触，就可以避免金属的腐蚀[13]。
(2)涂膜的阴极保护作用。有机高分子聚合物一般都是绝缘体，如果在成
膜物质中加入能成为牺牲阳极材料的金属颜料，当金属颜料和金属表面直接接触，有腐蚀介质渗入后，金属颜料被腐蚀，可以保护金属。例如富锌底漆中的颜料为金属锌的粉末，将其涂刷在钢板上时，锌可作为牺牲阳极[14]。
(3)涂料的阳极钝化和缓蚀作用在涂料中含有水溶性颜料，当水渗入涂膜后，颜料溶解会起到缓蚀作用，或使金属表面钝化的作用。
多层防腐蚀涂膜的构成
(1)底漆。底漆和金属表面直接接触，故底漆应具有以下特点：①和金属表面的结合力好，具有很好的润湿性；②含有阴极保护性颜料或阳极缓蚀性颜料；○3底漆的成膜物质具有很好的屏蔽作用，阻止腐蚀介质的渗透[15]。
(2)中间层漆。中间层漆起着连接底漆和面漆的作用。
(3)面漆。面漆是阻挡腐蚀介质的第一步，因此使用面漆时要注意以下要求。①根据腐蚀环境选择不同性质的面漆，例如船舶的面漆要具有防海洋气候的性能；②为减少孔隙度，最后一层面漆使用不含颜料的清漆，可获得致密的涂膜；③针对不同的要求，使用特殊功能的面漆。例如，船舶底部为防止因海洋生物的附着而造成的腐蚀，使用防污漆。下表是现在典型的船舶用涂料[16]。
现在有很多人在研究新型船舶用涂料。山西华海精细化工研究所科研人员经过长期探索研究，成功研制了一种纳米环保液体防腐涂料，并已获得国家发明专利(专利号为ZL03100894．1)，目前已投入批量生产，是有望成为替代当前热镀锌工艺的最佳产品[17]。本产品是由新型高分子聚合物组成的：有着优异性能的IPN(即互穿聚合物网络)和可再生原材料。在生产
和使用过程中没有三废排放，涂层耐酸、碱、盐，附着力强，硬度高，耐候性能优良，施工操作简便，成本低，耗能低。是目前国内有望替代热镀锌工艺的最佳新型材料。所研制的水性防火涂料，在舰船上已开始应用，是一个良好的开端。青岛海洋化工研究院研制的船舶用水性沥青漆，前两年已有报道[18]。欧美龙（南通）重防腐涂料有限公司申请的专利：船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂及改性环氧涂料。其所述添加剂组分及用量如下：聚异丁烯30~35wt%、酚醛环氧树脂20~25wt%、石油树脂40~50wt%。本发明所提出的添加剂具有降低无溶剂环氧涂料的粘度，漆膜韧性较之现有技术有很大的提高，添加涂料的耐阴极剥离性能及附着力。可以作为无溶剂涂料的添加剂使用[19]。
3．阴极保护技术
对于船舶中与海水直接接触的部位，采用比钢铁的电极电位更低的金属或合金与钢铁船体电性连接，使其在整体上成为阴极；或给钢铁船体不断地加上一个与钢铁腐蚀时产生的腐蚀电流方向相反的直流电，同样可使其在整体上成为阴极，并且得到极化，便可使钢铁船体免受腐蚀，即得到保护，对于这样的保护措施，称之为船舶的阴极保护。对于船舶的阴极保护来说，主要有牺牲阳极保护和外加电流保护两种[20]。
(1)牺牲阳极保护技术
牺牲阳极阴极保护技术是通过在船体外表面安装充当阳极的被牺牲掉的金属块，以保护作为阴极的船体钢板不被腐蚀。牺牲阳极阴极保护是船舶浸水部分最有效的、应用广泛的方法之一，所采用的阳极材料电化学性能的好坏是牺牲阳极阴极保护水平的技术关键。目前，船体使用的牺牲阳
极有锌—铝—镉三元合金(称为三元锌牺牲阳极)、高效铝合金阳极、铁合金阳极等[21]。渤船重工有限责任公司的张树琴提出的使用镁牺牲阳极进行阴极保护，是一种更有效更经济的防止金属腐蚀的方法。华侨大学所发明的钢铁表面化学镀镍-锌-磷镀层具有非晶态结构，外观层暗灰色，平滑致密，镀层与基体钢铁结合力强。而且镀液稳定性高，沉积速度较快（可达mg·cm-2·h-1），所得镀层锌含量～原子百分比（at％），磷含量～%。本发明的化学镀液体系由于使用了硼酸(一种缓冲剂)，可提高镀层中锌的含量和大幅度提高该镀层的沉积速率，此镀层能使钢铁在海洋性环境下具有优异的抗腐蚀性能。镍-锌-磷镀层在％（重量百分比wt%）氯化钠溶液中比钢铁开路电位更负一些，因此该镀层相对于钢铁为阳极镀层，保护钢铁的机理为牺牲阳极的阴极保护法。浸泡实验表明，该镀层在海洋性环境中不生锈、不起锌镀层引起的“白霜”，累计失重不超过 mg·cm-2(一个月)，抗海洋性环境腐蚀强，是一种理想的代替镉镀层。并且本发明还对镀层进行钝化和封闭处理，经过钝化处理和封闭处理后的镀层，浸泡在％氯化钠溶液中不生锈，不起锌镀层引起的“白霜”，累计失重不超过 mg·cm-2（六个月），进一步提高了其耐腐蚀性能。中国海洋还发明了一种可调式牺牲阳极阴极保护法及所用的装置。其特征在于将一种绝缘屏蔽套安装在被保护体金属1和金属2连接处，将参比电极安装在被保护体金属1和金属2连接处，将牺牲阳极一端的引出导线与可调电阻R、标准电阻和被保护体串联；用参比电极和毫伏计实时测量被保护体金属1与金属2连接处的电位；改变换向开关K的位置由毫伏计测量标准电阻Rs两端的电压，通过可调电阻R进行调整阳极发出电流，以控制被保护体保护效果和被保护体
金属1和金属2连接处的电位。本发明可以适当控制被保护体的保护效果和不同金属连接处的保护电位；能实时监测被保护体的状况；屏蔽套能扩大异种金属材料之间的电位梯度；并可预测牺牲阳极的使用寿命[22]。
(2)外加电流保护技术
外加电流阴极保护技术是将牺牲阳极保护中的牺牲阳极块更换成只起导电作用而不溶解的辅助阳极，在阳极和钢板之间加一直流电源，并通过海水构成回路。电源向钢板输入保护电流，使钢板成为阴极而得到保护[23]。该外加电流保护系统由恒电位仪也就是外加电源、参比电极、不溶性辅助阳极构成。整个系统使船体电位始终保持在保护电位范围内。外加电流保护技术越来越多地应用于船舶壳体的腐蚀保护，其优点是设计保护寿命长、电位、电流可调节性强，但目前仍存在可靠性和经济性较差等缺点，未来的发展趋势是通过在恒电位仪的可靠性、辅助阳极的排流量、参比电极的长期稳定性等方面的改进，提高外加电流系统的可靠性和降低保护费用，并进一步延长保护年限。
4防腐监测技术
船体的防腐蚀监测的内容包括两个方面：一是船体腐蚀状况监测：另一个是船体腐蚀防护效果监测。这类监测技术有船体阴极保护状态监测(船体电位监测)、船体腐蚀状况监测(超声波测厚技术测量船体钢板平均厚度，x射线或超声波腐蚀测试仪，钢板表面腐蚀坑深度监测)、水下电视监测系统(船体水下腐蚀及污垢状况监测)、热波成像检测系统等[24]。赵艳霞，李云飞，张文锋等研究的远程防腐监测系统。其基本原理如下：与其它远程监测系统相似，防腐远程监测系统实质上是一套集数据采集、传输、
接收、显示和处理于一体的综合系统，其实现的效果是将传统人工采集、记录、处理、递送和归档阴极保护数据的过程通过电子信息系统来实现。具体来说，防腐远程监测系统包括数据采集系统、数据传输系统、监控终端和辅助支持系统。其原理如下图所示[25]。
三几种防腐方法的比较：
比较几种防腐方法。合理选材能起到很好地防腐作用，但是新材料的开发是一个长期的过程，而且能综合满足各种功能的材料比较难找。表面保护虽然能起到很好地保护作用，但涂层经一段时间会由于各种原因发生破坏，所以要做好日常保养和监测。阴极保护技术也是一个比较有用的方法，但由于现在的船体越来越大，结构也越来越复杂，所以阴极保护的问题也越来越多，所以要根据实际情况调整保护方法。防腐监测技术是一个辅助技术，能很好地发现腐蚀的状况，以便及时修整。在实际应用中，这几种方法要综合使用，同时要加大新材料的开发力度。
参考文献：
[1]Wan H G，Gao s M，Peng Q s．Virtual Assembly In A CAVE Environment[A]．In：Proceedings of the Seventh International Conference on Computer Aided Design and Computer Graphics[C]．Kunming：International Academic Publishers，2001：552—557．
[2]Ballinger H J，Richer M，Seidel K A．Virtual Assembly Planning[J]．Human Factors and Ergonomics In Manu fracturing，2000，10 (3)：331—341．
[3]陈定方，罗亚波．虚拟设计[M]．机械工业出版社，2002．
[4]刘振宇，谭建荣．面向过程的虚拟环境中产品装配建模研究[J]．2004，40(3)：93—99．
[5]许友林，姚智刚，熊玲．船舶防腐蚀技术应用及其发展．中国修船，2008(6)：17—19．
[6]谷旭东．船体的腐蚀与保养.中国修船，2003(5)：40—41．
[7]李娅娟．船舶腐蚀防护计算机辅助设计系统．大连：大连海事大学2007：13-21．
[8]Soren Hill．Seawater—soluble pigments and their potential use in self polishing antifouling paints：simulation—based screening t001．Progress in Organic Coatings，2002(45)：423—434．
[9]王丙玲，边洪村,王晓丽，等．海水消毒净化技术开发与应用．海岸工程，2001，
20(3)，65—68．
[10]B T Waterman，B Daphne，S Sievers et a1．Bioassays and selected chemical analysisof biocide—free antifouling coatings．,(60)：1530—1541．．
[11]J Grant Burgess，et a1．The development of marine nature product based antifouling (19 supplement)：197—205．
[12]Burkard Watermann．Alternative Antifouling Techniques Present and Future．ww．1 imnomar．de／download／DHZ-GJH一1997．pdf．
[13]Hans-Curt，et a1．Antifouling strategies in technical system-a short review．Wat．Sci．Tech．V01．34，1996。No．5-6：517—524．
[14]Lolin J Evans．Organic Compound in Modern Technology：135—174．
[15]颜东洲，贾成功．防污涂料的应用和技木进展．化工科技市场，2002，25(12)：21—24．
[16]Watts，James L．Antifouling Coating Composition Containing Capsaicin．USPatent，5397385．1995．3．14．
[17]吴笠宇，李建新．抗海洋生物污染渔网．中国专利，ZL03100894．1
[18]Robert F Brady Jr．A fracture mechanical analysis of fouling release from nontoxic
antifouling coatings．Prog．In Org．Coat．2001，43：188—192．
[19]Paul Graham，Inn Joint，Thomas G Nevell，et a1．Fluorop01ymer films：surface energYcharacteristics and marine anti—fouling performance．10th International Congress onMarine Corrosion and Fouling，2002．
[20]La Que，F L．Congress On Marine Corrosion and Foul ing．Proc．of the 3 Internat．1972．2—3．
[21]金晓鸿．新犁船舶涂料性能评定和标准．中国涂料，2005，20，(6)：4—5．
[22]李听．舰船用防污涂料的研究进展．腐蚀与防护，2005，26，(7)：318—321．
[23]M Matsumura，Y Oka，S Okumoto．Jet—in—slit test for studying erosioncorrosion，Laboratory．Corrosion tests and standards．ASTM STP866AsTM Philadelphia。1985：358—372．
[24]徐初琪，金晓鸿，叶章基等．防污漆涂层磨蚀率方法研究．厦门市腐蚀与防护工学会2005年学术年会，厦门，2005．
[25]赵晓燕．海洋天然产物防污研究进展．材料开发与应用，2001，16(4)：34-37
金属管道腐蚀防护基础知识
编号：SY-AQ-09483 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 金属管道腐蚀防护基础知识 Basic knowledge of metal pipeline corrosion protection
金属管道腐蚀防护基础知识 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。 1．什么叫金属腐蚀？ 金属腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物而受破坏的一种现象。 2．金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为哪几种？ 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 3．常用的防腐措施有哪几种？ 常用的防腐措施有涂层、衬里、电法保护和缓蚀剂。 4．什么叫化学腐蚀？ 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。化学腐蚀又可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。 5．什么叫电化学腐蚀？ 电化学腐蚀是指金属与电解质因发生电化学反应而产生破坏的
现象。 6．缝隙腐蚀是如何产生的？ 许多金属构件是由螺钉、铆、焊等方式连接的，在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙，其缝宽（一般在 0.025~0.1mm）足以使电解质溶液进入，使缝内金属与缝外金属构成短路原电池，并且在缝内发生强烈的腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。 7．什么是点腐蚀？ 点腐蚀是指腐蚀集中于金属表面的局部区域范围内，并深入到金属内部的孔状腐蚀形态。 8．点蚀和坑蚀各有什么特征？ 点蚀：坑孔直径小于深度；坑蚀：坑孔直径大于深度。 9．什么是应力腐蚀，应力腐蚀按腐蚀机理可分为几种？ 由残余或外加拉应力导致的应变和腐蚀联合作用所产生的材料破坏过程称为应力腐蚀。应力腐蚀按腐蚀机理可分为：（1）阳极溶解（2）氢致开裂。
金属腐蚀与防护
第一章绪论 腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法： 失重法和增重法；深度法； 容量法(析氢腐蚀)；电流密度； 机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀
2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池： 四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)
材料腐蚀与防护
华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 题目材料腐蚀与防护论文 学院环境与市政工程学院 专业 姓名 学号 指导教师 完成时间2016年10月20日 华北水利水电大学
前言 工程材料的腐蚀给国民经济和社会生活造成的严重危害已越来越为人们所认识重视。金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震灾害（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池，金属在溶液中失去电子，变成带正电的离子，这是一个氧化过程即阳极过程。随着腐蚀过程的进行，在多数情况下，阴极或阳极过程会因溶液离子受到腐蚀产物的阻挡，导致扩散被阻而腐蚀速度变慢，这个现象称为极化，金属的腐蚀随极化而减缓。影响金属腐蚀的因素有内部因素、外部因素及设备结构因素。控制腐蚀的根本办法自然应是控制电化学作用，即如何消除腐蚀电池。即使不能完全消除，也要设法使腐蚀电流密度降至最低程度。常用的腐蚀防护方法有涂料、缓蚀剂和电化学保护 关键词：金属腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀 Abstract:The serious damage to the national economy and the social life caused by the corrosion of engineering materials has been more and more recognized by people. The loss of metal corrosion is far more than the flood, fire, typhoon and earthquake disaster (average) the total loss, here does not include indirect losses due to corrosion caused by production downtime, and explosion caused by. Corrosion of metals in aqueous solutions is an electrochemical reaction. The formation of a corrosion cell isolation of anode and cathode area on the metal surface, the metal loses electrons in solution, a positively charged ion, this is a process that the anodic process of oxidation. With the development of the corrosion process, in most cases, cathode or anode process will be blocked by ionic corrosion products, leading to the proliferation resistance and corrosion speed is slow, this phenomenon is called polarization, the corrosion of metal decreases with increasing polarization. Factors affecting metal corrosion include internal factors Keyword :Metal corrosion Electrochemical corrosion
管道的腐蚀与防护方法
管道的腐蚀与防护方法集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
管道的腐蚀与防护方法一、碱线腐蚀与防护 1．概况 大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度30%～40%的碱液，管道材质为碳钢，连接采用焊接方式，工作压力为0.6～0.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa压力的蒸气伴热，由于碱液温度高，造成管道焊口开裂，碱液经常泄漏，生产很被动。同时泄漏出的碱液腐蚀其它管道，每年维修费用很大，这种现象94年前一直没有得到解决。 2．腐蚀原因分析 普通碳钢在碱液中会形成一层以Fe３O４或Fe２O３为主要成分的表面膜，同时由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不稳定，易溶解。在外应力的作用下产生了晶界裂纹，使新暴露出来的铁产生FeO2－的选择性溶解，形成应力腐蚀。 碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆，而以30%左右的浓度最危险，发生碱脆的最低温度为50℃，在沸点附近的高温区最易发生。见图一。
管道使用过程中，夏季或管道不加热时，浓度在30～40%的碱液不发生碱脆；而在冬季，管道加热时，温度超过50℃，碱浓度仍为30～40%时则发生碱脆，因为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50℃。 另外，碱性溶液只有在非常富集的情况下，才会通过如下反应溶解铁： 3Fe+7NaOH→Na3FeO3·2Na2FeO2+7H Na3FeO3·2Na2·2Na2FeO2+4H2O→7NaOＨ+Fe3O4+H 7H+H→4H2 3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2 该管道每10日左右送一次碱，容易在焊口处沉积碱液。管道一般为单面焊，内壁常有未焊透处，存有间隙。随时间延长，碱液浓缩，造成碱液在焊口处富集，使焊口处首先腐蚀，而且使焊道不存在金属钝化膜，常露出新鲜的金属表面。根据电化学腐蚀原理，该处的金属表面常处于阳极处，处于腐蚀状态。 原管道的接头为焊接，焊口附近的金相组织比基体的金相组织晶粒大，加之焊接组织不均匀性及焊接后存在较多的缺陷，这样焊道与基体金属的表面机械性能及化学成分存在较大的差异。 该管道在50℃以上的情况下使用和停用交替进行时，由于碱液的富集及较高温度的双重作用，很快发生应力腐蚀开裂，使管道泄漏在冬季频繁发生。 3.材料选择依据
输油管道腐蚀机理与防护措施
输油管道腐蚀机理与防护措施 随着我国社会的不断进步和发展，我国的输油管道运输行业也获得了突飞猛进的进步，输油管道的一些节能和环保的功能也在自身发展的过程中逐渐的彰显出来，然而，近几年以来，却时常发生管道泄漏和失效的现象，而造成这一现象的主要原因就是管道遭受到了腐蚀，管道如果遭受到了腐蚀，就会对管道的使用寿命和所产生的经济收益产生直接的重要影响。因此，本文针对输油管道的腐蚀机理和防护措施进行了深入的探究和分析，从腐蚀的种类入手，对我国的管道腐蚀的保护对策进行了详细的总结，为日后我国研究输油管道的腐蚀工作奠定了一定的理论基础。 标签：输油管道；腐蚀；防护；措施 在油品运输的过程中，输油管道所具有的环保和节能的特征不断地彰显出来，在大多数的管道运输中，通常采取的都是无缝钢管，螺旋焊接钢管和直缝电阻焊钢管等材质，通过埋地和架空两种方式对管道进行铺设，因此，对于输油管道来说，它在输送油品的过程中，一定会受到来至周围介质所产生的腐蚀现象，主要会发生的是化学腐蚀和电化学腐蚀，一旦输油的管道遭到了腐蚀，不仅会大幅度的缩短管道的使用寿命，同时还会造成一定的环境污染，从而导致整体经济收益的缩减，严重的情况会导致整条管线失去自身的作用和价值。因此，本文针对输油管道的腐蚀工作进行了深入的探究和分析，提出了相关的输油管道防护措施，为日后防止输油管道腐蚀现象的发生提供了十分重要的理论意义。 1 腐蚀种类 金属由于受到周围环境的影响，从而发生一系列的化学或电化学的反应，对自身产生一种破坏性的侵蚀，就是我们所说的腐蚀。对于腐蚀来说，它具有一定的化学性质，大部分的腐蚀现象都是化学变化的过程，因此，我们根据输油管道腐蚀过程中所呈现出的特征的差异，将腐蚀的类型分为两种，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀。 1.1 化学腐蚀 化学腐蚀指的是输油管道的表面与相关的氧化剂直接接触而产生的化学变化，在化学腐蚀的过程中，它是氧化剂和金属之间进行电子的转移，在此过程中并不会产生电流，例如，金属长期暴露在空气中，就会与空气中的氧气进行氧化，从而生成相应的金属化合物，除此之外，油品中由于含有较多的硫化物和有机酸，这些物质也会对金属的输油管管道产生一定的腐蚀作用。 1.2 电化学腐蚀 在输油管道中发生的电化学腐蚀，它指的是在金属管道和一些电解质之间形成了一定的作用，從而使金属表面和电解池之间构成了原电池的组成结构，引起
金属腐蚀与防护课后答案
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6
=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。（2）对不锈钢在20%HNO ( 25℃)有： 3 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y 说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
材料的腐蚀与防护
姓名：贾永乐学号：201224190602 班级：机械6班 检索主题：材料的腐蚀与防护 数据库：中国知识资源总库——中国期刊全文数据库 检索方法：用高级检索，主题词：腐蚀与防护关键词：材料相与检索结果：1456篇，其中关于航空材料的13篇；金属材料的腐蚀的183篇；材料的防护的522篇，其余为腐蚀与防护相关 的其它技术和方法。 文献综述 1材料腐蚀与防护的发展史： 所有的材料都有一定的使用寿命，在使用过程中将遭受断裂、磨损、腐蚀等损坏。其中，腐蚀失效的危害最为严重，它所造成的经济损失超过了各种自然灾害所造成的损失总和，造成许多灾难性的事故，造成了资源浪费和环境污染。因此，研究与解决材料的腐蚀问题，与防止环境污染、保护人民健康息息相关。在现代工程结构中，特别足在高温、高压、多相流作用下，以及在磨损、断裂等的协同作用下，腐蚀损坏格外严重。据统计，材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1．8％～4．2％。而常用金属材料最容易遭受腐蚀，因此金属腐蚀的研究受到广泛的重视【1】。我们只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上，才能研制适宜的耐腐蚀材料、涂层及采取合理的保护措施，以达到防止或控制腐蚀的目的。从而减少经济损失和事故，保护环境保障人类健康。 每年由于腐蚀引起的材料失效给人类社会带来了巨大的损失。航
空材料的腐蚀损失尤为巨大。我国针对航空产品的腐蚀与防护的研究和应用起始于上世纪五十年代，经过几十年的曲折发展，取得了很大进步。目前在航空产品的常温腐蚀与防护上，已经进入了向国际接轨的发展阶段。航空材料由于服役环境复杂多变, 不同构成材料相互配合影响, 导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀, 增加了飞行器的运营成本, 对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。英美空军每架飞机每年因腐蚀造成的直接修理费用为11 000~ 55 000美元之间【2】。1985年8月12日,日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁,死亡500余人。因此航空材料的腐蚀防护技术研究对航空业的发展具有举足轻重的作用。 1978．10国家科委主任方毅在全国聘任27位科学家组建了我国《腐蚀科学》学科组，笔者作为学科组成员，第三专业组(大气腐蚀专业组)副组长，承担了航空航天部分的调查任务。1980．1—1982．6广泛函调一百多个工厂，并深入26个厂、所、部队，机场进行了实地考查，发现了大量的腐蚀问题，笔者1985年在我国首次出版了《航空产品腐蚀故障事例集》，汇集了数据比较周全，二十世纪六、七十年代的46个腐蚀故障【3】。 1990年前，铁道车辆车体结构通常采用普碳钢制造，加之使用涂料档次低，对表面处理和涂装工艺不够重视，车辆锈蚀严重，修理时车体钢板的更换率相当高，有些客车甚至仅使用1个厂修期就报废。1985年，耐大气腐蚀钢（即Corten钢，又称耐候钢）开始用于车辆，到1990年，已在全部新造车辆上采用。由于这类钢材含有(0.2%~0.4%
海洋平台腐蚀与防护1
第一章前言 1.1 国内外海洋平台事故 近30年来，海洋腐蚀向人类敲响的警钟。1980年3月，在北海艾克菲斯油田上作业的“亚历山大·基定德”号钻井平台，在8级大风掀起的高6∽8m的海浪的反复冲击下，5根巨大的桩腿中的D号桩腿因6根主撑管先后断裂而发生剪切断裂，万余吨重的平台在25min 内倾倒，使123人遇难，造成近海石油钻探史上罕见的灾难。挪威事故调查委员会检查报告表明，D号桩腿上的D-6主撑管首先断裂。该主撑管曾经开过一个直径325mm的孔，并焊上一个法兰，准备安装平台定位声纳装置，实际上后来并未安装，开裂就是从这个法兰角的6mm焊缝处开始的，裂纹在海浪与荷载的反复作用下不断扩展，最后导致平台沉没。 2010年9月7日23时，山东东营胜利油田位于渤海的作业3号修井作业平台受玛瑙台风影响(风力最大时阵风9级，浪高近4米)平台发生倾斜发生倾斜45度事故。平台上4人落水，32人被困平台。目前已有34人获救。平台设计通常都考虑台风的影响，况且又是在中国的内海-渤海，我觉得平台倒塌与海洋腐蚀应有一定的关联。 1.2 腐蚀工程 腐蚀工程包括腐蚀原理和防护技术两部分。 腐蚀原理是从热力学和动力学方面解释和论述腐蚀的原因、过程和控制。 防护技术泛指防止或延缓腐蚀损害所采用的有效措施。大体上有以下几种： ①选择材料，根据使用环境合理选用各类金属材料或非金属材料； ②电化学保护技术，主要是阴极保护技术、阳极保护技术与排流技术；③表面处理技术，如磷化、氧化、钝化及表面转化膜； ④涂层、镀层技术，主要有涂料、油脂、镀层、衬里与包覆层等； ⑤调节环境，即改善环境介质条件，如封闭式循环体系中使用缓蚀剂、调节pH值，以及脱气、除氧和脱盐等； ⑥正确设计与施工，从工程与产品设计时就应考虑腐蚀问题，如正确选材与配合，合理设计表面与几何形状，严格施工工艺，采取保护措施，特别是防止接触腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀及焊接腐蚀等。 由此可见，腐蚀工程涉及的专业知识领域很广，主要有冶金、材料、机械、表面处理、化学、
天然气长输管道的腐蚀与防护措施
摘要 天然气长输管道的腐蚀与防护措施 摘要 天然气使用量的急剧增加，而管网设施是天然气发展的基本条件之一,也是国家现代化的重要标志，特别是城市燃气管网设施的建设，它是一个城市生存和发展的必要保障和国家重要的基础设施。 天然气管道从天然气供应场所到其使用地方，经过各种各样复杂的地形，管道所处环境千变万化，且天然气中往往含有硫化氢、二氧化碳等酸性气体，它们对天然气管道造成腐蚀威胁，影响天然气管道的平安运行，因此天然气管道在运营中必须实施防腐蚀保护。 I
目录 1引言 ....................................................................................................................... - 1 -1.1腐蚀的定义 ........................................................................................................ - 1 -1.2腐蚀危害性 ........................................................................................................ - 1 -1.3腐蚀对天然气管道的危害 ................................................................................ - 2 -2天然气管道的腐蚀特点 ....................................................................................... - 4 -2.1天然气管道的内腐蚀 ........................................................................................ - 4 -2.2天然气管道的外腐蚀 ........................................................................................ - 4 - 2.2.1土壤腐蚀 ................................................................................................. - 4 - 2.2.1.1土壤腐蚀特点 .............................................................................. - 5 - 2.2.1.2土壤腐蚀的影响因素 .................................................................. - 5 - 2.2.1.3土壤腐蚀常见的几种形式 .......................................................... - 7 - 2.2.2大气腐蚀 ................................................................................................. - 8 - 2.2.2.1大气腐蚀特征 .............................................................................. - 8 - 2.2.2.2大气腐蚀的影响因素 .................................................................. - 9 - 3.天然气埋地钢管的防腐方法 ............................................................................. - 10 -3.1内腐蚀防护 ...................................................................................................... - 10 - 3.1.1防腐涂层的结构 .................................................................................... - 11 - 3.1.2防腐涂层的选择 .................................................................................... - 11 -3.2外壁腐蚀及防护 .............................................................................................. - 12 - 3.2.1阴极保护的两种方法 ........................................................................... - 13 - I
金属管道腐蚀防护基础知识
金属管道腐蚀防护基础知识 1．什么叫金属腐蚀？ 金属腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物而受破坏的一种现象。 2．金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为哪几种？ 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 3．常用的防腐措施有哪几种？ 常用的防腐措施有涂层、衬里、电法保护和缓蚀剂。 4．什么叫化学腐蚀？ 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 化学腐蚀又可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。 5．什么叫电化学腐蚀？ 电化学腐蚀是指金属与电解质因发生电化学反应而产生破坏的现象。 6．缝隙腐蚀是如何产生的？ 许多金属构件是由螺钉、铆、焊等方式连接的，在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙，其缝宽（一般在0.025~0.1mm）足以 使电解质溶液进入，使缝内金属与缝外金属构成短路原电池，并且在缝内发生强烈的腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。 7．什么是点腐蚀？ 点腐蚀是指腐蚀集中于金属表面的局部区域范围内，并深入到金属内部的孔状腐蚀形态。 8．点蚀和坑蚀各有什么特征？ 点蚀：坑孔直径小于深度；坑蚀：坑孔直径大于深度。 9．什么是应力腐蚀，应力腐蚀按腐蚀机理可分为几种？ 由残余或外加拉应力导致的应变和腐蚀联合作用所产生的材料破坏过
程称为应力腐蚀。应力腐蚀按腐蚀机理可分为：（1）阳极溶解（2）氢致开裂。 10．腐蚀疲劳的定义？ 金属在腐蚀的环境中与交变应力的协同作用下引起材料的破坏，称为腐蚀疲劳。 11．氧浓差腐蚀是如何产生的？ 地下管道最常见的腐蚀现象是氧浓差电池。由于在管道的不同部位氧的浓度不同，在贫氧的部位管道的自然电位（非平衡电位）低，是腐蚀原电池的阳极，其阳极溶解速度明显大于其余表面的阳极溶解速度，故遭受腐蚀。管道通过不同性质土壤交接处时，粘土段贫氧，易发生腐蚀，特别是在两种土壤的交接处或埋地管道靠近出土端的部位腐蚀最严重。对储油罐来讲，氧浓差主要表现在罐底板与砂基接触不良，还有罐周和罐中心部位的透气性差别，中心部位氧浓度低，成为阳极被腐蚀。 12．什么是细菌腐蚀？它是如何产生的？ 细菌腐蚀是当金属在含有硫酸盐的土壤中腐蚀时，阴极反应的氢将硫酸盐还原为硫化物，硫酸盐还原菌利用反应的能量进行繁殖从而加速金属腐蚀的现象。 在某些缺氧的土壤中含有硫酸盐时,硫酸盐还原细菌就会繁殖起来,它们在代谢过程中需要氢或某些还原物质将硫酸盐还原为硫化物利用反应的能量而繁殖。 SO42-+8H→S2-+4H2O 由于硫酸盐及其它H+的存在，金属在土壤中腐蚀过程的阴极反应有原子态氢产生。在土壤中它附在金属表面上，不能连续地成为气泡逸出，就会发生阴极极化，使腐蚀过程明显减慢。但硫酸还有菌的存在，恰好给原子氢找到了出路，把SO42-还原成S2-，再与Fe2+化合生成黑色的FeS沉积物。当土壤pH值在5~9，温度在25~30℃时，最有利于细菌的繁殖。 13．电偶腐蚀是怎样产生的？ 当两种具有不同电极电位的金属或合金互相接触，并处于电解质溶液之中时，电极电位较负的金属不断腐蚀，而电极电位较正的金属却得到了保护，这种腐蚀称为电偶腐蚀。
(完整版)金属腐蚀与防护课后习题答案
腐蚀与防护试题 1化学腐蚀的概念、及特点 答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。 是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点 在不电离、不导电的介质环境下 反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应 腐蚀速度与程度与外界电位变化无关 2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？ 答案：氧化膜保护作用条件： ①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度 氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。 PB原理的数学表示： 反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量 氧化物的体积： V MO = m'/ ρ ' 用? = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ） 当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值 氧化物?氧化物?氧化物? MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3 Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8 FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6 Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2 MgO 1.0 CaO 0.7 MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。 MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。 3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别 答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学反应而引起的变质与损坏。 与化学腐蚀比较： ①是“湿”腐蚀 ②氧化还原发生在不同部位 ③有电流产生 ④与环境电位密切相关
腐蚀与防护
《腐蚀与防护》课程教学大纲 一、课程性质 本课程是应用化学的专业选修课，有助于学生拓展知识面，更好的开展科研、生产专业学习。通过介绍工业生产过程中产生的各种腐蚀过程及其原理，各种防腐蚀技术，腐蚀试验方法等，使学生熟悉企业不同生产过程中所产生的各种腐蚀，充分了解如何对其进行有效的防护。 二、教学目的 本课程是化学工程专业一门应用性较强的专业课程。主要目的是使学生了解材料发生各种腐蚀的基本规律及作用机理，掌握材料腐蚀的评价方法。控制原理及防腐技术，并能够结合材料的成分与结构特征，分析耐腐蚀材料的设计及其热处理原理。 三、教材教参 教参 1. 王增品，姜安玺，腐蚀与防护工程高等教育出版社，1991 2. 美国腐蚀工程师协会编，腐蚀与防护技术基础，冶金工业出版社，1987 3. 化学工业部化工机械研究院主编，腐蚀与防护手册，化学工业出版社，1991 4. 尤里克，腐蚀与腐蚀控制，石油工业出版社，1996 5. 张远声，腐蚀破坏事故,100例，化学工业出版社，2001 6. 王保成，材料腐蚀与防护(21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材)，北京大学出版社，2012 四、教学方式 本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，适当使用多媒体课件进行教学，增大课堂容量，在有限的学时内取得最佳的教学效果。 五．教学内容及时数 根据化学本科专业人才培养方案，本课程共1.5学分，总的教学时数为27学时，具体如下： 第一章腐蚀与防护概论（2学时） 基本内容：腐蚀的定义、分类，影响腐蚀的因素及腐蚀的普遍性与严重性。腐蚀防护的意义，腐蚀与防护工作概况，防腐蚀方法。防腐蚀设备的使用与保养；防腐蚀工作中劳动保
发电机组海水冷却系统的腐蚀与防护
Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2014, 2, 64-69 Published Online October 2014 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/075362448.html,/journal/aepe https://www.wendangku.net/doc/075362448.html,/10.12677/aepe.2014.25009 Corrosion and Protection of Seawater Cooling System of Power Units Qiang Fu1, Yang Yang2, Ziyue Cao2, Rui Wang2, Zhao Li2, Xuejun Xie2* 1Guangdong Power Grid Electric Power Science & Research Institute, Guangzhou 2School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University, Wuhan Email: 446979438@https://www.wendangku.net/doc/075362448.html,, *xiexuejun@https://www.wendangku.net/doc/075362448.html, Received: Aug. 29th, 2014; revised: Sep. 24th, 2014; accepted: Sep. 28th, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/075362448.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Composition and main material of seawater cooling systems of power units are stated briefly. Some corrosion and protection examples of seawater cooling systems are summarized. In order to protect totally seawater cooling system, the right material should be chosen, and surface treat-ment such as coating or lining and cathodic protection should be done well. In order to protect seawater cycling cooling system, beyond that, protection of the seawater cycling cooling tower and biocide treatment of the seawater cycling cooling system should be done well, too. In addition, rubber ball cleaning should be done well; the seawater cycling cooling system, especially the inner surface of condenser tubes should be kept clean. Keywords Seawater Cooling, Corrosion, Protection 发电机组海水冷却系统的腐蚀与防护 付强1，杨洋2，曹子月2，王瑞2，李钊2，谢学军2* 1广东电网公司电力科学研究院，广州 2武汉大学动力与机械学院，武汉 Email: 446979438@https://www.wendangku.net/doc/075362448.html,, *xiexuejun@https://www.wendangku.net/doc/075362448.html, *通讯作者。
管道的腐蚀与防护方法(新版)
管道的腐蚀与防护方法(新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0382
管道的腐蚀与防护方法(新版) 一、碱线腐蚀与防护 1．概况 大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度30%～40%的碱液，管道材质为碳钢，连接采用焊接方式，工作压力为0.6～0.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa 压力的蒸气伴热，由于碱液温度高，造成管道焊口开裂，碱液经常泄漏，生产很被动。同时泄漏出的碱液腐蚀其它管道，每年维修费用很大，这种现象94年前一直没有得到解决。 2．腐蚀原因分析 普通碳钢在碱液中会形成一层以Fe３ O４
或Fe２ O３ 为主要成分的表面膜，同时由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不稳定，易溶解。在外应力的作用下产生了晶界裂纹，使新暴露出来的铁产生FeO2 － 的选择性溶解，形成应力腐蚀。 碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆，而以30%左右的浓度最危险，发生碱脆的最低温度为50℃，在沸点附近的高温区最易发生。见图一。 管道使用过程中，夏季或管道不加热时，浓度在30～40%的碱液不发生碱脆；而在冬季，管道加热时，温度超过50℃，碱浓度仍为30～40%时则发生碱脆，因为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50℃。 另外，碱性溶液只有在非常富集的情况下，才会通过如下反应溶解铁：
管道的腐蚀与防护
管道的腐蚀与防护方法 一、碱线腐蚀与防护 1．概况 大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度30%～40%的碱液，管道材质为碳钢，连接采用焊接方式，工作压力为0.6～0.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa压力的蒸气伴热，由于碱液温度高，造成管道焊口开裂，碱液经常泄漏，生产很被动。同时泄漏出的碱液腐蚀其它管道，每年维修费用很大，这种现象94年前一直没有得到解决。2．腐蚀原因分析 普通碳钢在碱液中会形成一层以 Fe ３O ４ 或Fe ２ O ３ 为主要成分的表面膜，同 时由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不稳定，易溶解。在外应力的作用下产生了晶界裂纹，使新暴露出来的铁产生FeO 2 －的选择性溶解，形成应力腐蚀。 碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆，而以30%左右的浓度最危险，发生碱脆的最低温度为50℃，在沸点附近的高温区最易发生。见图一。 管道使用过程中，夏季或管道不加热时，浓度在30～40%的碱液不发生碱脆；而在冬季，管道加热时，温度超过50℃，碱浓度仍为30～40%时则发生碱脆，因为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50℃。 另外，碱性溶液只有在非常富集的情况下，才会通过如下反应溶解铁： 3Fe+7NaOH→Na 3FeO 3 ·2Na 2 FeO 2 +7H
Na 3FeO 3 ·2Na 2 ·2Na 2 FeO 2 +4H 2 O→7NaOＨ+Fe 3 O 4 +H 7H+H→4H 2 3Fe+4H 2O→Fe 3 O 4 +4H 2 该管道每10日左右送一次碱，容易在焊口处沉积碱液。管道一般为单面焊，内壁常有未焊透处，存有间隙。随时间延长，碱液浓缩，造成碱液在焊口处富集，使焊口处首先腐蚀，而且使焊道不存在金属钝化膜，常露出新鲜的金属表面。根据电化学腐蚀原理，该处的金属表面常处于阳极处，处于腐蚀状态。 原管道的接头为焊接，焊口附近的金相组织比基体的金相组织晶粒大，加之焊接组织不均匀性及焊接后存在较多的缺陷，这样焊道与基体金属的表面机械性能及化学成分存在较大的差异。 该管道在50℃以上的情况下使用和停用交替进行时，由于碱液的富集及较高温度的双重作用，很快发生应力腐蚀开裂，使管道泄漏在冬季频繁发生。 3.材料选择依据 通过对几种防腐方法比较，认为“天津大学国家教委形状记忆材料工程研究中心”提供的“Fe基形状记忆合金管接头”效果最佳。因为形状记忆合金的效应是指材料经变形后（通常在Ms 温度以下或Ms附近），当加热到超过一定温度时能恢复原来的形状。这种具有形状记忆效应的材料称为记忆材料。 利用铁基形状记忆合金连接管道的原理如图2所示。在室温下，使管接头扩孔形变，形变后管接头内径大于被连接管子的外径，因此可使被连接管较容易插入到管接头中间，然后加热管接头到一定温度（Af以上），管接头欲恢复其原来小口径形状收缩而抱紧管子。达到连接管子的目的。 采用铁基形状记忆合金管接头连接管道，可以避免管道连接因焊接而引起的金相组织变化和管道焊口的应力腐蚀开裂。