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显微组织对桥梁钢在模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响

显微组织对桥梁钢在模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响
显微组织对桥梁钢在模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响

显微组织对桥梁钢在模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响

李琳徐小连陈义庆钟彬艾芳芳高鹏

(鞍钢股份有限公司技术中心,鞍山 114009)

摘 要 为考查不同显微组织的桥梁钢在模拟海洋潮差区环境下的腐蚀行为,采用不同热处理工艺的桥梁钢进行周期浸润加速腐蚀试验。采用电化学法、失重分析、腐蚀产物的相组成分析研究其腐蚀演化规律。结果表明:试样经过回火处理后,由粒状贝氏体非平衡组织向回火索氏体平衡组织转变,并且晶粒细化、组织更为均匀,因此在模拟海洋潮差区环境下回火索氏体组织的耐海水腐蚀性能好于粒状贝氏体组织的耐海水腐蚀性能。经过640℃回火处理的试样,碳化物颗粒弥散并且细小,其耐腐蚀性能较好。周期浸润试验中的锈层起到了对基体的保护作用,轧态试样粒状贝氏体组织的外锈层中FeOOH的α/γ比较低、内锈层的α-Fe较高,说明粒状贝氏体组织的锈层保护性较差。

关键词 周期浸润耐腐蚀性能显微组织锈层

Effect of Microstructure on Corrosion Behavior of

Bridge Steels under Simulated Ocean Tide Zone

Li Lin Xu Xiaolian Chen Yiqing Zhong Bin Ai Fangfang Gao Peng

(Technology Center of Angang Steel Co.,Ltd.,Anshan,114009)

Abstract To investigate the corrosion behavior of bridge steels with different microstructure under simulated ocean tide zone, the bridge steels with different heat treatment processes were used for alternate immersion accelerated corrosion test.

The rusting evolution of bridge steels was studied by electrochemical method, weight-loss method and corrosion product analyses. The results showed that the microstructure of the samples was changed from non-equilibrium granular bainite to equilibrium temper sorbite after drawing temper. Because of the grain refinement and uniformity of structure, corrosion resistance of temper sorbite microstructure was better than granular bainite microstructure in simulated ocean tide zone. As carbide grain was dispersion and fine, the seawater corrosion resistance of sample tempering at 640℃ was best in simulated ocean tide zone. The rust layer formed through alternated immersion test provided protection for the substrate steels. Because the outer rust layer α/γ of hot rolled sample with granular bainite microstructure was low and the percentage of α-Fe of inner rust layer was higher, it appeared that the protection capability of rust layer of granular bainite microstructure was worse.

Key words alternate immersion, corrosion resistance, microstructure, rust layer

1 引言

据不完全统计,我国每年腐蚀损失约占国民生产总值的5%,腐蚀所造成的经济损失约为每年6000亿元人民币。其中,海洋环境是一个腐蚀性很强的环境。海洋腐蚀约占总腐蚀损失的十分之一以上,海洋腐蚀

李琳,女,硕士,工程师,从事金属腐蚀与防护,lilin_19830512@https://www.wendangku.net/doc/b42496779.html,

显微组织对桥梁钢在模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响

对国民经济和人们生命生产安全造成巨大损失[1]。

海洋环境可以分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区五个腐蚀区带。金属在海水环境中的腐蚀行为会随其暴露条件的不同而发生很大的变化。海水区带不同,金属的腐蚀行为及规律往往也有所不同[2,3]。耐海水腐蚀性能是评价桥梁钢的一项重要指标,本文是通过对不同热处理工艺的桥梁钢在模拟海洋潮差区干湿交替变化环境过程,考察不同显微组织对桥梁钢在模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响。

2 试验材料及方法

2.1 试验材料

选取同一化学成分、不同热处理工艺的4组桥梁钢,试验钢的主要化学成分为(%):0.05C,0.29Si,0.67Ni,0.49Cr,0.4Mo。其中0号为热轧态,1号、2号、3号经过回火处理。1号、2号、3号试样的回火温度依次为660℃、640℃、590℃。试样用机床加工成50mm×50mm×5mm,用水砂纸逐级打磨至1000号水砂纸;测量试样表面尺寸;将试样进行热碱洗→热水清洗→冷水冲洗→去离子水清洗→酒精清洗→吹干,放入干燥器中备用。在进行阳极极化曲线测试及周期浸润腐蚀试验前要用1000号水砂纸重新处理试样,以确保试样表面无新形成的氧化层,表面状态均匀一致。

2.2 试验装置和方法

制备的金相试样经打磨、抛光后用4%的硝酸酒精溶液侵蚀,在OLYMPUS-PMG3光学显微镜下观察显微组织。

电化学设备为美国EG&G公司生产的M398电化学测试系统。试验装置采用三电极体系。工作电极(即研究电极)为待测试样,工作面积为1cm2;参比电极为饱和甘汞电极;辅助电极为铂丝网。

周期浸润试验使用ZQ-E03型周期浸润腐蚀试验机。试验参照GB/T 19746—2005进行。浸润溶液为人工海水,人工海水中各种盐含量为(g/l):24.53NaCl,5.2MgCl2,4.09Na2SO4,1.16CaCl2,0.695KCl;试验温度为28℃±1℃;每个干湿循环为60min,浸入时间10min,干燥时间50min,试验共进行30d。使用超景深三维数码显微镜 (VHX-600E),设定试验在8d、16d、30d时间段采集试样表面腐蚀演化信息。试验结束后,依照GB/T 16545—1996《金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除》,去除锈层,并计算腐蚀速率。

对周期浸润腐蚀试验后的试样表面用清水漂洗干净,烘干后刮取,取外锈层研磨成细粉,内锈层附着在基体上,对内外锈层通过XRD分别进行物相分析。使用X’PERT PRO X光衍射仪进行分析,采用Co靶、电压40kV、电流40mA。衍射范围为15°~105°,采用参比强度法(RIR值)对XRD分析结果进行半定量分析。

3 试验结果

3.1 组织观察

4组试样的显微组织如图1所示,0号组织为粒状贝氏体即铁素体基体上分布着连续或半连续的M/A岛。轧态试样经过回火处理后,1号、2号、3号组织均为回火索氏体,即铁素体基体上分布着球化渗碳体。

0号1号2号3号

图1 4组桥梁钢的金相组织

第八届(2011)中国钢铁年会论文集

3.2 阳极极化曲线

分别将0号、1号、2号、3号试样装入电解池中进行电化学试验,在3.5%NaCl溶液中进行极化曲线测试,设定扫描速度为0.166mV/s,结果如图2所示。试样的腐蚀速度与其腐蚀电流密度成正比,而腐蚀电流密度的相对大小在极化曲线上是通过极化电流密度来反映。所以,可以用同电位下的极化电流密度来比较腐蚀速度[4]。根据4组试样的极化曲线可知,极化电流密度大小依次为0号>1号>3号>2号。因此判断4种材料在3.5%NaCl电解液中的耐腐蚀性能强弱顺序为2号>3号>1号>0号。

图2 4组桥梁钢阳极极化曲线

3.3 周期浸润腐蚀试验

4组桥梁钢的周期浸润腐蚀试验的腐蚀速率如表1所示。从表1周期浸润试验30d各试样腐蚀速率的结果可以得出,各试样腐蚀速率的大小依次为0号>1号>3号>2号。故4组试样的耐海水腐蚀性能依次为:2号>3号>1号>0号。由周期浸润腐蚀试验的腐蚀速率得出的4组桥梁钢试样的耐海水腐蚀性能与电化学阳极极化曲线得出的结果一致。回火试样较轧态试样相比,均表现出较好的耐海水腐蚀性能,并且2#试样表现出的耐海水腐蚀性能较好。

表1周期浸润腐蚀试验试样腐蚀速率

试样号0 1 2 3

腐蚀速率

1.62 1.56 1.50 1.53

/g·m-2·h-1

观察4组试样不同时间段的表面腐蚀形貌(见图3),4组试验钢的腐蚀演化规律大致相同。即随着腐蚀时间的增长,试验钢表面都会形成一层锈层。腐蚀试验初期,锈层初步形成,均匀分布在试样表面,颜色为灰橙色,腐蚀程度较轻,试样表面较为平整,未出现小的鼓泡。试验进行到8d时,随着腐蚀的进行,试样表面进一步氧化,并且褐色面积越来越大,颜色越来越深,从而说明腐蚀程度越来越重。试样表面出现鼓泡,鼓泡出现的原因是由于在浸泡过程中铁的羟基氧化物在干燥过程中脱水所致。从不同周期的宏观形貌可以看到,其腐蚀是渐变和逐步累计的过程。随着暴露时间的延长,鼓泡数量增多,尺寸也增大,而且相近的小鼓泡可以连成小片状,形成大的鼓泡。试验进行到16d时,鼓泡不断长大,由于锈层的抗变形能力差,导致鼓泡开始破裂和脱落,腐蚀液进入鼓泡内部,导致腐蚀程度加重,鼓泡坑变大,腐蚀速度加快。试验进行到30d时,试样表面出现白色物质,为海盐中CaSO4的沉积。到腐蚀后期,有些鼓泡表层脱落的地方变成黑色,内部形成了一层致密的保护层,阻碍了腐蚀的进一步加剧。

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8d 16d 30d

0号试样

8d16d30d

1号试样

8d16d30d

2号试样

8d16d30d

3号试样

图3 4组试样不同试验时间后的表面形貌

3.4 XRD物相分析

图4、图5为四组试验钢在人工海水介质中周期浸润腐蚀试验后的锈层的相组成。由图可以看出,内锈层腐蚀产物主要由α-FeOOH、β-FeOOH、Fe3O4、FeCl2﹒4H2O、α-Fe组成;外锈层主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4组成。

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图4 周期浸润腐蚀后的试验钢内锈层XRD 谱 图5 周期浸润腐蚀后的试验钢外锈层XRD 谱 表2 周期浸润腐蚀试验后锈层物相组成 物相 /% 试样编号

α-FeOOH β-FeOOH γ-FeOOH Fe 3O 4 FeCl 2﹒4H 2O α-Fe α/γ比 0号内锈层

13 21 - 29 21 16 0号外锈层

21 — 36 43 — — 0.58 1号内锈层

16 21 — 38 17 13.1 1号外锈层

27 — 33 40 — — 0.81 2号内锈层

16.2 21.2 — 31.3 18.2 8 2号外锈层

27 — 31 42 — — 0.87 3号内锈层

22 19 — 28 19 12 3号外锈层 27 — 32 41 — — 0.84 在周期浸润腐蚀试验中,钢铁表面会有Cl -的吸附,吸附的Cl -会降低基体电极电位而加速钢铁腐蚀,Geniu [5]发现在Cl -的影响下,钢铁表面会形成[Fe 3Fe(OH)8][Cl ﹒nH 2O]型中间锈。在干湿交替的环境下,

[Fe 3Fe(OH)8][Cl ﹒nH 2O]型中间锈将进一步脱水而转变为β-FeOOH 。周期浸润试验腐蚀初期首先生成不稳定的β-FeOOH ,然后逐步转化为亚稳定的γ-FeOOH 或者在干燥过程中转化成稳定的Fe 3O 4,经过一段时间后才能最后转化成稳定的α-FeOOH ,因为α-FeOOH 的吉布斯自由能最低、最稳定,因此锈层具有向α-FeOOH 转变的热力学趋势。

周期浸润试验时间较短,锈层产物向α-FeOOH 转化得不够完全,使得外锈层不够致密,不能有效地覆

盖内锈层,无法彻底阻挡Cl -和O 2/H 2O 的侵入,因此在内锈层中Cl -与基体溶解出的Fe 2+结合生成FeCl 2﹒

4H 2O 。由于内锈层分析结果中仍存在α-Fe ,说明此时厚度的内锈层还不能阻碍x 射线穿透。由于β-FeOOH 不稳定,很容易转化为α-FeOOH ,因而在外锈层中没有检测到β-FeOOH 。

Dillmann 等[6]提出,锈层主要由具有保护性的α-FeOOH 及活性的γ-FeOOH 构成,在一定程度上,锈层的保护性能可由稳定的α-FeOOH 及活性的γ-FeOOH 含量的比α/γ来描述,并把这个参数称为锈层保护系数。表2为周期浸润腐蚀试验后锈层的物相组成,对4组试验钢的锈层分析发现,1号、2号、3号试样的外锈层α/γ比分别为0.81、0.87、0.84,大于0号试样0.58,说明回火试样的锈层保护系数较高、耐海水腐蚀性较好;并且0号试样内锈层的α-Fe 质量分数为16%,而1号、2号、3号试样内锈层α-Fe 质量分数为分别为13.1%、8%、12%,也反映出0号试样的内锈层与1号、2号、3号的内锈层相比更为疏松,x 射线更易穿透,内锈层保护性较差。故在周期浸润腐蚀试验中,0号试样的腐蚀失重率较高。

显微组织对桥梁钢在模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响

4 讨论

显微组织对桥梁钢耐海水腐蚀性能具有一定影响。0号组织为粒状贝氏体即铁素体基体上分布着连续或半连续的M/A岛。在贝氏体相转变过程中,C原子不断地从贝氏体基体向奥氏体中扩散,使得剩余奥氏体内逐渐富碳,但岛内的碳含量富集程度尚不够达到能析出碳化物的水平,故成为富碳奥氏体岛,在冷却过程中一部分将变为马氏体[7]。轧态试样经过回火处理后,1号、2号、3号组织均为回火索氏体。经过回火处理后,长条粗大的M/A组织已经分解为弥散的球形颗粒状,组织转化为回火索氏体,也就是铁素体和球化渗碳体的混合物。贝氏体和马氏体的复相组织是一种非平衡组织,在回火过程中必然有着向平衡组织回火索氏体转变的趋势,索氏体平衡组织的耐蚀性较好。回火后的晶粒得到细化,使得组织的均匀性较好,因此回火试样的耐海水腐蚀性能好于轧态试样的耐海水腐蚀性能。但是过高的回火温度会使得索氏体中析出的渗碳体有长大的趋势,使得晶粒长大。在3个回火处理试样中,2号试样析出碳化物颗粒弥散且细小,因此耐腐蚀性能较好。相比之下,1号试样回火温度较高为660℃,析出的碳化物尺寸较大,组织粗化,因此1号试样的耐蚀性在回火处理的试样中稍差。

5 结论

(1)试样经过回火处理,由粒状贝氏体非平衡组织向回火索氏体平衡组织转变,并且晶粒细化、组织更为均匀。在模拟海洋潮差区环境下,回火索氏体组织的耐海水腐蚀性能好于粒状贝氏体组织的耐海水腐蚀性能。

(2)经过660℃、640℃、590℃回火处理的三个试样中,经过640℃回火处理的2号试样的碳化物颗粒弥散并且细小,因此在模拟海洋潮差区耐腐蚀性能较好。

(3)XRD结果显示内锈层腐蚀产物主要由α-FeOOH、β-FeOOH、Fe3O4、FeCl2﹒4H2O、α-Fe组成;外锈层主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4组成。轧态试样粒状贝氏体组织的外锈层中FeOOH的α/γ比较低、内锈层的α-Fe较高,说明粒状贝氏体组织的锈层保护性较差,故在周期浸润腐蚀试验中,0号试样的腐蚀失重率较高。

参考文献

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[7] 李鹤林,郭生武,冯耀荣,等.高强度微合金管线钢显微组织分析与鉴别图谱[M].北京:石油工业出版社,2001:8.

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十大海洋腐蚀防护技术

盘点十大海洋腐蚀防护技术 前言 海洋工程构筑物大致分为:海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上),简称为船舶与海洋工程结构。船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括:均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括:涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。 从腐蚀控制的主要类型看(表1),涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之,表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法,电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段,缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用,结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据,腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。建立全寿命周期防护理念,结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数,在建设初期就重视防腐蚀方法,通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性,是重大海洋工程结构值得重视的问题。 表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例 一、防腐涂料(涂层) 涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。按防腐对象材质和腐蚀机理的不同,海洋防腐涂料又可分为

海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料;非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。 海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。海洋防腐涂料的用量大,每万吨船舶需要使用4~5万升涂料。涂料及其施工的成本在造船中占10%~15%,如果不能有效防护,整个船舶的寿命至少缩短一半,代价巨大。 海洋防腐领域应用的重防腐涂料主要有:环氧类防腐涂料、聚氨酯类防腐涂料、橡胶类防腐涂料、氟树脂防腐涂料、有机硅树脂涂料、聚脲弹性体防腐涂料以及富锌涂料等,其中环氧类防腐涂料所占的市场份额最大,具体见表2。实际上,从涂料使用的分类看,涂料可以分为:底漆、中间漆和面漆。其中,底漆主要包括富锌底漆(有机:环氧富锌;无机:硅酸乙酯)、热喷涂铝锌;中间漆主要有环氧云铁、环氧玻璃鳞片;面漆包括聚氨酯、丙烯酸树脂、乙烯树脂等。 表2我国重防腐涂料的种类与比例 我国重防腐涂料增长率较快,2012年我国涂料总产量1270万t,居世界第一位,但企业数量多,单产低。 我国涂料生产企业有上万家,但产量在5000t以上的涂料企业不足10%。美国涂料年生产总量约700万t,厂家只有400多个。日本是世界第3大涂料生产国,总产量200万t,生产企业只有167家。我国涂料公司的产值低:从企业销售额来看,我国最大的涂料公司的年销售额不足AkzoNobel(阿克苏诺贝尔)公司的1/50。此外,我国许多涂料公司的产品质量还有待进一步提高。我国虽有先进的纳米复

钢结构的防腐蚀措施

钢结构的防腐蚀措施 钢结构的发展使得钢结构工程逐渐取代了传统建筑工程。那么,为了使得钢结构建筑更好,更耐用,钢结构的防腐蚀措施要如何执行呢? (1)耐候钢:耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢,一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属,使金属表面形成保护层,以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。标准为《焊接结构用耐候钢》(GB4172-84)。 (2)热浸锌:热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm,对厚板不小于86μm.从而起到防腐蚀的目的。 这种方法的优点是耐久年限长,生产工业化程度高,质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。如大量输电塔、通讯塔等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。 也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈,然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。对于钢结构设计者,应该避免设计出具有相贴合面的构件,以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。造成镀锌表面流黄水的现象。热浸锌是在高温下进行的。对于管形构件应该让其两端开敞。 若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂,从而造成安全事故。若一端封闭则锌液流通不畅,易在管内积存。 (3)热喷铝(锌)复合涂层:这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈,使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔-氧焰将不断送出的铝(锌)丝融化,并用压缩空气吹附到钢构件表面,以形成蜂窝状的铝(锌)喷涂层(厚度约80μm~100μm)。 最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔,以形成复合涂层。此法无法在管状构件的内壁施工,因而管状构件两端必须做气密性封闭,以使内壁不会腐蚀。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强,构件形状尺寸几乎不受限制。 大到如葛洲坝的船闸也是用这种方法施工的。另一个优点则是这种工艺的热影响是局部的,受约束的,因而不会产生热变形。与热浸锌相比,这种方法的工业化程度较低,喷砂喷铝(锌)的劳动强度大,质量也易受操作者的情绪变化影响。 (4)涂层法:涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法(但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达50年)。 所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。它一次成本低,但用于户外时维护成本较高。涂层法的施工的第一步是除锈。 优质的涂层依赖于彻底的除锈。所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈,露出金属的光泽,除去所有的锈迹和油污。现场施工的涂层可用手工除锈。涂层的选择要考虑周围的环境。不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。涂层一般有底漆(层)和面漆(层)之分。底漆含粉料多,基料少。成膜粗糙,与钢材粘附力强,与面漆结合性好。 面漆则基料多,成膜有光泽,能保护底漆不受大气腐蚀,并能抗风化。不同的涂料之间有相容与否的问题,前后选用不同涂料时要注意它们的相容性。涂层的施工要有适当的温度(5~38℃之间)和湿度(相对湿度不大于85%)。涂层的施工环境粉尘要少,构件表面不能有结露。涂装后4小时之内不得淋雨。涂层一般做4~5遍。 干漆膜总厚度室外工程为150μm,室内工程为125μm,允许偏差为25μm.在海边或海上或是在有强烈腐蚀性的大气中,干漆膜总厚度可加厚为200~220μm.。

钢材的腐蚀与防腐

广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。 狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属,环境及其构成系功能受到损伤的现象。 腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀,干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气中普遍含有水,化工生产中也经常处理各种水溶液,因此湿腐蚀是最常见的,但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视。 湿腐蚀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。与此同时在接触水溶液的金属表面,电子有大量机会被溶液中的某种物质中和,中和电子的过程是还原过程,即阴极过程。常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化剂被还原和贵金属沉积等。 随着腐蚀过程的进行,在多数情况下,阴极或阳极过程会受到阻滞而变慢,这个现象称为极化,金属的腐蚀随极化而减缓。 干腐蚀一般指在高温气体中发生的腐蚀,常见的是高温氧化。在高温气体中,金属表面产生一层氧化膜,膜的性质和生长规律决定金属的耐腐蚀性。膜的生长规律可分为直线规律、抛物线规律和对数规律。直线规律的氧化最危险,因为金属失重随时间以恒速上升。抛物线和对数的规律是氧化速度随膜厚增长而下降,较安全,如铝在常温氧化遵循对数规律,几天后膜的生长就停止,因此它有良好的耐大气氧化性。 腐蚀的形态可分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种。在化工生产中,后者的危害更严重。 均匀腐蚀腐蚀发生在金属表面的全部或大部,也称全面腐蚀。多数情况下,金属表面会生成保护性的腐蚀产物膜,使腐蚀变慢。有些金属 , 如钢铁在盐酸中 , 不产生膜而迅速溶解。通常用平均腐蚀率(即材料厚度每年损失若干毫米)作为衡量均匀腐蚀的程度,也作为选材的原则 , 一般年腐蚀率小于 1 ~ 1.5mm, 可认为合用(有合理的使用寿命)。局部腐蚀腐蚀只发生在金属表面的局部。其危害性比均匀腐蚀严重得多,它约占化工机械腐蚀破坏总数的 70 % , 而且可能是突发性和灾难性的 , 会引起爆炸、火灾等事故。防腐蚀措施:金属腐蚀的防护主要方法有:①改变金属的内部结构。例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢 广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。 狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属,环境及其构成系功能受到损伤的现象。 腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀,干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中 的腐蚀。由于大气中普遍含有水,化工生产中也经常处理各种水溶液,因此湿腐蚀是最常见的,但高温操作时干腐蚀造成的

海洋环境污染与保护

海洋环境污染与保护教案 王梦天 [教学目标] (一)知识与技能 1.知道海洋污染防治的主要措施,理解海洋污染防治的意义。 2.知道海洋环境保护的重要措施——建立海洋自然保护区;了解海洋自然保护区的定义、分类,以及我国海洋自然保护区的基本情况。 3.结合“中国国家级海洋自然保护区”图,归纳我国海洋自然保护区的分布特点。(二)过程与方法 收集整理有关我国近海生态环境的资料分析面临的主要问题,提出并讨论保护我国海洋生态环境的主要对策。 (三)情感态度价值观 关注现实生活中可能引起海洋污染的事件,体会海洋环境保护对于人类社会的意义,增强学生的环境保护意识。 [教学重点] 1.海洋污染防治的主要措施 2.海洋自然保护区 3.我国近岸海域海洋生态环境所面临的主要问题 [教学难点] 海洋环境保护 [教学媒体与教具] 利用网络收集资料,结合案例分析、探究导学完成教学任务。

[课时安排] 1课时 [讲授过程] 【复习提问】海洋污染的类型、来源以及危害。 【导入新课】海洋环境是人类发展的重要基础。随着海岸带的大规模开发建设,海洋环境问题日益严重,防治海洋污染,进行海洋环境保护己经成为人类社会的共识。 【板书】第三节海洋污染的防治与环境保护 一、海洋污染的防治 【案例分析】阅读课本82页材料“水质污染鱼先知”探究讨论与陆地污染相比,海洋污染有哪些独特性?在治理上有哪些难度?你有什么治理良策? 【学生回答,教师总结】1.海洋污染的危害:海洋污染不仅威胁着海洋生物的生存环境,也危及人类的健康。 2.特点:海洋污染容易,治理难 3.海洋污染的防治措施主要有: 1. 对向海洋直接排污的企业实行强化管制; 2. 加快沿海城市污水处理厂的建设,生活污水处理之后再排放入海; 3. 禁止向海洋倾倒工业废料; 4. 禁止含磷洗涤用品的销售和使用; 5. 实施垃圾分类回收和循环利用,使用可降解塑料,不把海洋作为废水排放地和垃圾填埋场等等 【启发提问】除此之外,还有哪些措施可以防治海洋污染?

阴极保护在海洋平台上的应用_曹永升

化学工程与装备 2013年 第8期 180 Chemical Engineering & Equipment 2013年8月 阴极保护在海洋平台上的应用 曹永升,史勋汉,孙为志,王 沙,赵 晨 (海洋石油工程股份有限公司,天津 300451) 摘 要:本文通过分析对海洋平台所处环境的分析以及阴极保护的工作原理介绍,研究了阴极保护在海洋平台的腐蚀防护中的应用,分析了两种阴极保护的特点及其在海洋平台防腐工作中的应用情况和取得的效果。 关键词:阴极保护;海洋平台;腐蚀;防腐 1 概述 海洋平台是海上石油开采的主要装置。随着海洋石油开发逐步向深海迈进,海洋平台的体积也逐渐加大,结构日趋复杂,投资日益增高。并且海洋平台及其辅助设施都是由复杂的钢结构组成,长期受到海洋环境中着海水的侵蚀。因此,如何加强平台结构的腐蚀防护、有效地控制平台钢结构的腐蚀,提高其使用寿命、保障生产运行的安全成为人们关注的焦点。而阴极保护作为一种腐蚀防护方式,已广泛应用于各种环境的金属防腐实践中,这其中也包括海洋平台的腐蚀与防护。 2 阴极保护原理 阴极保护其实质是对阴极金属进行保护,防止金属结构的腐蚀。通常我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。腐蚀的危害性极大,世界上每年生产的钢铁中约有10%的钢铁因腐蚀而变成铁锈,大约30%的钢铁设备因为腐蚀而损坏。这样不仅造成了极大的材料浪费,还会导致停产、人生伤害和环境污染等严重的生产事故。据统计,有些国家由于金属的腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的2~4%。金属腐蚀发生的根本原因是金属热力学性质上的不稳定性造成的,即金属本身较其他某些化合物(如氧化物,氢氧化物,盐等)原子处于较高的自由能状态,使得金属极易失去电子而被氧化,这种倾向在相应条件具备时,就会发生金属由单质向化合物的转化,即发生了腐蚀。金属和金属的腐蚀主要是化学作用或电化学作用引起的,有时还包含了机械作用﹑物理作用及生物作用。 阴极保护一种用于防止金属在电介质中发生氧化还原反应的电化学保护技术,其基本原理是利用金属活性较大金属作为牺牲阳极、被保护金属作为阴极,或者是在被保护的金属表面施加一定的直流电流,从而使氧化还原反应不在阴 极金属上发生,进而达到保护阴极金属的目的。也就是利用牺牲阳极材料或辅助阳极的腐蚀来替代被保护金属结构的腐蚀,从而使被保护结构的金属的使用寿命得以延长,进而提高设备等的安全性和经济性。 根据阴极供电电流的提供方式不同,阴极保护可分为牺牲阳极保护和外加电流保护两种。 (1)牺牲阳极阴极保护。牺牲阳极阴极保护就是将电位更负,即金属活性较大的金属作为原电池的阳极,与被保护的金属相连,通过电负性金属或合金的不断溶解消耗,向被保护的金属提供保护电流,使处于电解质中的金属电子转移到被保护的金属上去,使得整个被保护的金属处于一个较负的相同的电位下,使阴极部分的金属免受腐蚀,达到保护的目的。这种保护方式简便易行,不需要提供外加电源,并且很少产生腐蚀干扰。牺牲阳极保护原理见图1。 图1 牺牲阳极保护原理图 (2)外加电流阴极保护。外加电流阴极保护就是指利用外加直流电源和辅助阳极,将外部交流电转变成低压直流电,通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属,使其产生阴极极化,使被保护的金属结构电位低于周围环境电位。也就是通过给金属补充大量的电子,使被保护金属处于电子

6现场检测钢结构防腐

6钢结构防腐工程检测方法 6.1自然腐蚀电位、保护电位检测方法 6.1.1目的与适用范围 1通过测定钢结构的自然腐蚀电位和保护电位来判钢结构的防腐蚀措施是否达到或超过设计使用年限。 2本方法适用于采用牺牲阳极阴极保护的钢结构。 6.1.2编制依据 《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》(JTFS 153-3-2007)、《港口水工建筑物检测与技术评估规范》(JTJ302-2006) 6.1.3仪具与材料 1万用表(B143):最小分辨率1mV、内阻大于10MΩ。 2银-氯化银电极(C082) 3钢筋锈蚀仪(B070) 6.1.4 自然腐蚀电位、保护电位试验步骤 1自然腐蚀电位试验步骤:连接试验装置,以一根钢结构作为阳极接仪器的“研究”与“*号”接线孔,另一根钢筋为阴极(即辅助电极)接仪器的“辅助”接线孔,甘汞电极的导线接仪器的“参比”接线孔。未通外加电流前,先读出阳极钢结构的自然腐蚀电位。 2 保护电位试验步骤: (1)将参比电极放入水中,并靠近待测钢结构的表面; (2)用导线将参比电极、万用表和所测钢结构形成回路,用万用表读取测试数据即为保护电位。 6.1.5 适用表格 《钢构件(钢筋)自然腐蚀电位和保护电位测试记录表》ZXJC/YS14-2011。 6.2涂层厚度检测方法 6.2.1目的与适用范围 1测定钢结构的涂层厚度。 2本方法适用于钢结构涂层的干膜厚度。 6.2.2编制依据 《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》(JTS 153-3-2007) 6.2.3仪具与材料 1覆层测厚仪(B132):精度不低于10%。 6.2.4 涂层厚度试验步骤 1测厚仪应经标准样块调零修正,将测头与测试面垂直地接触并轻轻压住,随着一声鸣响,屏幕显示测量值。每一测点应测取3次读数,每次测量的位置相距25~75mm,取3次读数的算术平均值为此点的测定值。 6.2.5适用表格 《钢板厚度和涂层厚度测试记录表》ZXJC/YS13-2011

金属材料的腐蚀

第9章金属材料的腐蚀 9.1概述 金属腐蚀是指金属与其周围介质发生化学或电化学腐蚀而产生的破坏现象。 锅炉与压力容器的一些主要承压元件在使用过程中与一些腐蚀介质接触,会发生各种腐蚀现象,引发破裂损坏事故后果 (1)往往引发事故造成巨大经济损失 (2)耗费大量资源和能源,1/3冶炼金属由于腐蚀而破坏 (3)污染环境 因此有必要对腐蚀现象进行研究。 9.1.1分类按机理 9.1.1.1化学腐蚀:金属与非电解质介质直接发生纯化学反应。服从于多相反应的化学动力学的基本规律。例如金属在高温下发生的氧化现象。 9.1.1.2电化学腐蚀:金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏现象,构成了原电池,服从于电化学动力 规律。 电化学腐蚀是金属腐蚀的更重要更普遍的形式。 9.1.2按腐蚀环境分类 大气腐蚀,土壤腐蚀,高温气体腐蚀,海水腐蚀等。 9.1.3按腐蚀的形式: 9.1.3.1均匀腐蚀 腐蚀作用以基本相同的速度在整个金属表面同时进行。危害性小,可估计腐蚀速度。 例:碳钢在强酸中的腐蚀 9.1.3.2局部腐蚀 发生在金属的局部地区。 9.1.3.2.1应力腐蚀裂开 材料在静拉伸应力与腐蚀介质作用下发生的破坏现象。主要是晶间,脆断。也有穿晶。在氮化物,碱性氮氧化物其它水溶性介质中常有发生。

9.1.3.2.2点蚀 发生在金属表面局部区域,点蚀形成后迅速向深处发展,最后穿透金属。出现后就及时磨光或涂漆,避免进一步入。不锈钢,铝及其合金,钛及其合金在氯离子介质中易发生。 9.1.3.2.3晶间腐蚀 在金属材料晶界部位的腐蚀。腐蚀沿晶间进行,使晶粒之间的结合力大大削弱,机械强度急剧降低。不锈钢,铝合金。 9.1.3.2.4缝隙腐蚀 金属与金属或金属与非金属之间存在细小缝隙中发生的腐蚀现象。法兰联接面,螺母压紧面。 9.1.3.2.5电偶腐蚀 电解质溶液中,不同的金属接触时,由于腐蚀电位差引起电位低的金属在接触部位腐蚀的现象。如碳钢与黄铜在水中接触。 9.1.3.2.6腐蚀疲劳 金属在交变应力和腐蚀介质的作用下发生。产生腐蚀坑和大量裂纹,显著降低钢的疲劳强度。 9.1.4腐蚀共同特性 9.1.4.1从热力学角度看,腐蚀是金属由非稳态自发向稳态的一个转变过程。 9.1.4.2是化学,电化学过程。 9.1.4.3总是发生在表面,从表面开始。 9.2金属材料的高温氧化 9.2.1高温氧化过程的机理 氧与氧化性气体介质的化学反应。 发生氧化反应判据 (1)初始系统(金属和氧)的等压-等温自由能与最终状态时的差值。

海洋污染与海洋环境保护[课件资料]

海洋污染与海洋环境保护[课件资料] 海洋污染与海洋环境保护 二十一世纪是海洋的世纪,“海洋权益”“海权之争”……越来越成为人们耳熟能详的名词,海洋既是人类生存的基本空间,也是国际斗争的重要舞台,海洋环境是我们维护海洋权益的重要平台,因此,海洋污染与海洋环境保护就必然成为不可忽视的问题。 “海洋污染”在地理学、环境地理学上的定义是人类活动排放的污染物进入海洋中,破坏海洋生态系统,引起海水质量下降的现象。就海洋科技、海洋科学、环境海洋学学科来讲是指人类直接或间接地把物质或能量引入海洋环境,以致发生损害生物资源、危害人类健康、妨碍包括渔业在内的海洋活动、损害海水使用素质和降低或毁坏环境质量等有害影响。海洋污染改变了海洋原来的状态,损害海洋的生物资源,妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动,使海洋生态系统遭到破坏,损坏海水质量和环境质量,最终危害人类健康。海洋污染主要发生在靠近大陆的海湾,由于密集的人口和工业,大量的废水和固体废物倾入海水,加上海岸曲折造成水流交换不畅,使得海水的温度、pH、含盐量、透明度、生物种类和数量等性状发生改变,对海洋的生态平衡构成危害。目前,海洋污染突出表现为石油污染、赤潮、有毒物质累积、塑料污染和核污染等几个方面。由于污染已造成渔场外迁、鱼群死亡、赤潮泛滥、有些滩涂养殖场荒废、一些珍贵的海生资源正在丧失。 由于海洋是一个完整的水体,海洋本身对污染物有着巨大的搬运、稀释、扩散、氧化、还原和降解等净化能力。但这种能力并不是无限的,当局部海域接受的有毒有害物质,超过它本身的自净能力时,就会造成该海域的污染。海洋污染物通过风、陆上径流、沿海工程建设、人类海上活动排放入海。根据污染物的性质和毒性,以及对海洋环境造成的危害方式,主要的污染物有农药;石油及其产品;重金属

钢结构防腐蚀

钢结构防腐系统知识 摘要:1. 钢结构的防腐蚀措施.2. 钢结构的安装要点.3. 钢结构的验收. 1. 钢结构的防腐蚀措施 (1)耐候钢:耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢,一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属,使金属表面形成保护层,以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。标准为《焊接结构用耐候钢》(GB4172-84)。 (2)热浸锌:热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm,对厚板不小于86μm。从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长,生产工业化程度高,质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。如大量输电塔、通讯塔等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈,然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。对于钢结构设计者,应该避免设计出具有相贴合面的构件,以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。造成镀锌表面流黄水的现象。热浸锌是在高温下进行的。对于管形构件应该让其两端开敞。若两端封闭

会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂,从而造成安全事故。若一端封闭则锌液流通不畅,易在管内积存。 (3)热喷铝(锌)复合涂层:这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈,使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔-氧焰将不断送出的铝(锌)丝融化,并用压缩空气吹附到钢构件表面,以形成蜂窝状的铝(锌)喷涂层(厚度约80μm~100μm)。最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔,以形成复合涂层。此法无法在管状构件的内壁施工,因而管状构件两端必须做气密性封闭,以使内壁不会腐蚀。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强,构件形状尺寸几乎不受限制。大到如葛洲坝的船闸也是用这种方法施工的。另一个优点则是这种工艺的热影响是局部的,受约束的,因而不会产生热变形。与热浸锌相比,这种方法的工业化程度较低,喷砂喷铝(锌)的劳动强度大,质量也易受操作者的情绪变化影响。 (4)涂层法:涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法(但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达50年)。所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。它一次成本低,但用于户外时维护成本较高。涂层法的施工的第一步是除锈。优质的涂层依赖于彻底的除锈。所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈,露出金属的光泽,除去所有的锈迹和油污。现场施工的涂层可用手工除锈。涂层的选择要考虑周围的环境。不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。涂

热浸镀钢材在海洋环境中腐蚀行为的对比研究

热浸镀钢材在海洋环境中腐蚀行为的对比研究锌、铝由于其低廉的价格及良好的耐蚀性、牺牲阳极保护性能而作为镀层(热浸镀、热喷涂等)对钢基体实施保护应用到汽车、建筑、桥梁等行业。但是,目前有关镀层耐大气腐性能的研究仍以常规的实验手段为主,主要是是现场挂片。 而有关镀层在海水不同区带(飞溅区、潮差区和全浸区)的腐蚀行为、腐蚀机理研究开展的很少,缺少镀层在海水的基础腐蚀数据。本文通过干湿交替循环交流阻抗法模拟研究镀层在海洋大气区的腐蚀机理以及不同干期时间对镀层腐蚀的影响;通过实海挂片、电化学交流阻抗技术并结合其它研究手段研究热浸镀层在飞溅区、潮差区和全浸区的腐蚀行为、腐蚀机理、进行热浸镀层在海水不同区带的腐蚀机制对比,得到的实验结果如下:由于腐蚀产物在镀层表面的沉积,热浸镀锌镀层(GI)、Zn-5%Al-0.03%RE镀层(GF)、Zn-55%Al-1.6%Si镀层(GL)的k值逐渐减小,最后,三种镀层的k值分别稳定在4.00mV、1.55mV和2.47 mV。 GI、GF、GL镀层的腐蚀速度随着腐蚀的进行而逐渐减小,GL的耐蚀性最好,GF 次之,GI最差,但在后期GF、GL镀层的局部腐蚀较GI镀层要严重。改变干湿循环的实验参数发现,干期时间越长,三种镀层的平均腐蚀速度越小,同时局部腐蚀也越严重。 热浸镀锌等三种镀层在海水三个区带中的腐蚀暴露实验表明:GI镀层的腐 蚀速度最大,GF镀层次之,GL镀层最小,但在海水中容易发生局部腐蚀。在海水腐蚀的三个区带,由于镀层表面氧气含量的差别,全浸区腐蚀速度最快,潮差区次之,飞溅区最慢,且全浸区的腐蚀速度较潮差区、飞溅区要快很多,而潮差区、飞溅区的腐蚀速度基本相当。 镀层腐蚀形貌的显微结构分析和交流阻抗研究进一步证实了:锌铝合金镀层

保护海洋演讲 海洋污染的演讲稿

保护海洋演讲海洋污染的演讲稿 ----WORD文档,下载后可编辑修改---- 保护海洋演讲篇一 亲爱的老师,同学们: 大家好!今天我演讲的题目是:《走向海洋》。 《走向海洋》是我刚读过的一本书。顾名思义,这本书是介绍海洋的。其实在读这本书之前,关于大海,我只是听老师说过:大海是无边无际的,连接着天和地。海洋是一个蕴藏着大量能量的宝藏。偶尔也在电视上看到过海洋的一角。至于其他,我一无所知。 读完这本书,让我对海洋有了初步的了解,让我知道海洋占地球表面积的70.8%。四大洋是:太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋。第一个到达南极的是阿蒙森。在各国的海洋历史上也有过重要的战争。如鸦片战争、甲午战争、八国联军侵华战争等。流传至今的历史名人还有更多,郑和,他证明了地球是圆的,麦哲伦、哥伦布发现了新大陆,还有民族英雄郑成功等等,让我知道,我们的祖国不仅有960万平方公里的土地,而且还有人民海军用生命换来的300万平方公里的蓝色国土! 这本书也告诉我海洋对人类的重要性。海洋是人类的家园,海洋是人类之母,海洋与人类息息相关。海洋是生命的摇篮,海洋是蓝色的瑰宝。究其原因,正如书中所说:海洋中有大量的淡水资源、化学资源、生物资源、矿产资源、能源资源和空间资源。 它抚养我们,但不求回报。它给了我们,但并不要求得到。难道

这种无私的精神不值得学习吗?大海是美丽而无私的。然而,我们人类却在不断地破坏美,大海的无私换来的却是我们的伤害。过度的能源开发和严重的环境污染已经使美丽的海洋伤痕累累。同学们,让我们一起行动起来保护我们的星球,不要让它再受伤害,让它永远留在这里。它愿意奉献它的一切。难道我们不应该关心它吗?正如书中所说:世界的海洋是相通的,人类的利益是共同的。让我们携起手来,让海洋世纪的钟声响起高歌,与海同行...... 我的演讲到此结束,感谢大家。 保护海洋演讲篇二 亲爱的老师、同学们: 大家好! 今天我演讲的题目是:珍惜水资源,保护海洋资源。 水是生命之源。如果地球上没有水,那么地球母亲就不会养育我们人类的后代。因为最早的原始生命最初是在海洋中形成的,并逐渐扩展到陆地上。 海洋是人类生存环境的重要组成部分。在清澈的蓝色海水下,地球上80%的生物都得到了滋养。海洋促进水流,提供氧气和能量,平衡气候。一旦我们没有水,就没有海洋。然后地球上的生命就结束了。 随着社会经济的不断发展和土地资源的短缺,人类开始了对海洋的研究和开发。因此,海洋走进了我们的生活中,给我们带来了巨大的经济财富,给我们提供了很多生活中的必需品。 因此,当前的海洋对我们的生活和世界的发展起着举足轻重的作

海洋平台的腐蚀及防腐技术_胡津津

第23卷第6期2008年12月 中国海洋平台CHINA OFFSHORE PL A TFORM Vol.23No.6Dec.,2008 收稿日期:2008-08-26 作者简介:胡津津(19792)女,工程师,从事非金属材料研究。 文章编号:100124500(2008)0620039204海洋平台的腐蚀及防腐技术 胡津津, 石明伟 (上海船舶工艺研究所,上海200032) 摘 要:概括了海洋平台不同区域的腐蚀环境和腐蚀规律,对海洋平台重防腐涂料的选择要求及配套体 系进行简要叙述。针对海洋平台的长效防腐防护要求,介绍了几种具有长效的防腐材料和防腐技术特点,包括 海洋平台热喷涂长效防腐蚀技术、锌加保护技术、海洋平台桩腿防腐套包缚技术等,为我国对海洋平台长效防 腐防护技术的研究提供参考。 关键词:海洋平台;防腐;热喷涂;锌加技术;防腐套 中图分类号:T G 17 文献标识码:A CORROSION AN D ANTICORROSION TECHNOLOG Y IN OFFSH ORE PLATFORMS HU Jin 2jin , S H I Ming 2wei (Shanghai Ship building Technology Research Instit ute ,CSSC 200032,China ) Abstract :This paper summarizes t he corro sion environment and rules of t he different zones in off shore platforms ,also briefly int roduces t he requirement s and systems of t he an 2 ticorro sion coating.According to t he long 2term anticorro sion requirement s in off shore plat 2 forms ,t he paper int roduces several long 2term anticorro sion technology ,including t hermal spraying ,adding zinc protection and anticorrosion technology wit h platform legs wrapped etc , which will provide some references to t he research of t he long 2term anticorrosion technology in off shore platforms. K ey w ords :off shore platform ;anticorro sion ;t hermal spraying ;adding zinc technolo 2 gy ;anticorrosion wrap 海洋平台是一种海上大型工程结构物。其钢结构长期处于盐雾、潮气和海水等环境中,受到海水及海生物的侵蚀,而产生剧烈的电化学腐蚀。腐蚀严重影响海洋平台结构材料的力学性能,从而影响到海洋平台的使用安全[4]。而且由于海洋平台远离海岸,不能像船舶那样定期进坞维修保养,因此海洋平台的建造者及使用者都非常重视海洋平台的防腐问题。如何对海洋平台结构进行长效防腐,以及开发研究海洋平台结构长效防腐的新材料、新技术及新工艺都具有十分重要的意义。 1 海洋平台的腐蚀规律 1.1 海洋环境的腐蚀区域界定 海洋平台的使用环境极其恶劣,阳光暴晒、盐雾、波浪的冲击、复杂的海水体系、环境温度和湿度变化及海洋生物侵蚀等使得海洋平台腐蚀速率较快。海洋平台在不同的海洋环境下,腐蚀行为和腐蚀特点会有比

钢结构防腐措施

热镀锌,但是价格高,有些构件可能镀不了。其次,喷射除锈,氟碳涂料。再喷射除锈环氧富锌或氯磺化等防腐漆。其实,就实用角度讲,喷射除锈环氧类防腐漆效果不错,关键除锈要彻底。楼上,刷防火涂料也必须刷防锈漆的。 1. 钢结构防腐蚀措施 (1)耐候钢:耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢,一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属,使金属表面形成保护层,以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。标准为《焊接结构用耐候钢》(GB4172-84)。 (2)热浸锌:热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm,对厚板不小于86μm。从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长,生产工业化程度高,质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。如大量输电塔、通讯塔等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈,然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。对于钢结构设计者,应该避免设计出具有相贴合面的构件,以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。造成镀锌表面流黄水的现象。热浸锌是在高温下进行的。对于管形构件应该让其两端开敞。若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂,从而造成安全事故。若一端封闭则锌液流通不畅,易在管内积存。 (3)热喷涂铝(锌)复合涂层:这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈,使其表面露出金属光泽并打毛。再用热喷涂设备的热源(乙炔—氧燃烧火焰、电弧、等离子弧等)将不断送出的铝(锌)丝融化,并用压缩空气吹附到钢构件表面,以形成蜂窝状的铝(锌)喷涂层(厚度约80μm~100

金属材料的海洋腐蚀与防护习题(第一篇)

《金属材料的海洋腐蚀与防护》第一篇习题 一、填空题 1. 通常将海洋腐蚀环境分为5个区带,它们分别是:海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区以及海底泥土区。 2. 金属在海水中的腐蚀行为按其腐蚀速度受控制的情况分为: 控制和控制两大类。 3. 渤海的入海河流主要包括黄河、海河、辽河和滦河四条入海河流。 4. 南海北部海面12月份平均风速最大,台湾海峡及其南部海面以及巴士海峡海面由于狭管效应,是全年平均风速之冠。 5. 南海地形从周边向中央倾斜,依次分布着大陆架和岛架、大陆坡和岛坡及海盆等。 6. 在海洋环境中的金属结构件,腐蚀类型主要有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、冲击腐蚀、空泡腐蚀、电偶腐蚀、腐蚀疲劳等。 7. 金属结构腐蚀失效的主要原因可以归结为3个方面的原因:金属材料本身方面的原因、环境方面的原因、设计方面的原因。 8. 我国海水腐蚀试验确定的4个典型的试验点分别为黄海海域的青岛站、东海海域的舟山站和厦门站、南海海域的榆林站。 9. 在腐蚀学里,通常规定点位较低的电极为阳极,电位较高的电极为阴极。 10. 最重要最常见的两种阴极去极化反应是氢离子和氧分子阴极还原反应。 11. 多数情况下,发生氧去极化腐蚀主要由扩散过程控制。氧的扩散电流密度随溶解氧的浓度增加而增加,并与扩散层厚度成反比,流速越大,氧的扩散层厚度越小、氧的扩散电流密度越大,腐蚀增大。 12. 引起金属钝化的因素有化学及电化学两种。其中化学因素引起的钝化,一般都是有强氧化剂引起的。 13. 与腐蚀有关的微生物是细菌类,主要是硫酸盐还原菌。 14. 海水电导率以及氧在海水中的溶解度都主要取决于海水的盐度和温度两个 因素,其中任意一个因素的增加都会使海水电导率增加,氧的溶解度降低。15. 诸多海洋生物钟,与海水腐蚀关系较大的附着生物,最常见的附着生物主要有硬壳生物和无硬壳生物两种。 二、名词解释 1. 海洋飞溅区 答:在海洋环境中,海水的飞溅能够喷射洒到结构物表面,但在海水涨潮时又不能被海水所浸没的部位一般称为海洋飞溅区。 2. 海水潮差区 答:指海水平均高潮线与平均低潮线之间的区域。 3. 缝隙腐蚀 答:部件在介质中,由于金属与金属或金属与非金属之间形成特变小的缝隙,使缝隙内介质处于滞留状态引起缝内金属的加速腐蚀,这种局部腐蚀。

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