不锈钢在大气中的腐蚀研究
不锈钢在大气中的腐蚀研究
摘要：本文主要叙述了不锈钢的大气腐蚀机理，不锈钢在大气中是耐蚀的，当含Cr 量达到18 %以上时耐蚀性很好，钼能明显提高不锈钢的耐蚀性,超低碳也能提高其耐蚀性，二氧化硫的影响很小。还讨论了防止大气腐蚀的主要措施。
关键词：大气腐蚀，不锈钢，防护措施
1.引言
金属材料暴露在空气中，由于空气中的水和氧的化学和电化学作用而引起的腐蚀称为大气腐蚀。大气腐蚀是最为常见的腐蚀现象[1]。
钢的大气腐蚀是一个普遍而严重的问题，每年造成巨大的损失。1995 年的统计表明，我国每年因腐蚀而损失的钢材达1×107 t，由于大气腐蚀而造成的损失约占一半[2]。又如美国因各种腐蚀导致的损失达人均1 000 美元，其中大部分是大气腐蚀引起的。因此，自20 世纪初钢的大气腐蚀便成为一个重要的研究领域。钢在自然环境中的大气腐蚀是钢与其周围的大气环境相互作用的结果，由于自然环境的复杂性，其腐蚀过程也是相当复杂的[3]。钢的自然环境腐蚀暴露试验可使人们对钢材在各种自然环境中的腐蚀行为进行评价，抑或对各种钢材的腐蚀性能进行对比，同时亦可能建立起钢的腐蚀速率与多种环境因素数据之间的某种关联。暴露腐蚀试验结果对于研究钢在实际服役条件下的腐蚀情况具有重要参考价值。因此，研究钢在自然环境中大气腐蚀具有重要意义。世界各国以及一些大型钢铁企业都非常重视该项研究，投入了大量的财力、物力进行钢在自然环境下的腐蚀研究工作。
不锈钢具有良好的抗蚀性，一些成熟的不锈钢品种已在大气中获得广泛的应用。铁素体不锈钢430 ( Cr17 ) 在一般大气中通常能成功地使用，304 ( 0Cr18Ni9 ) 及316(0Cr18Ni10Mo2) 奥氏体不锈钢可用在腐蚀性强的大气环境中，如广泛使用于表壳、餐具等各种日常用品及建筑物的柱面等结构中。而马氏体不锈钢410 ( 0～2Cr13) ，由于价格便宜，大量用于要求较低的场合。人们对不锈钢的关注
主要是在特殊介质中的腐蚀。
我国自20世纪60年代开始进行不锈钢的大气腐蚀研究及相应的大气暴露试验。为了获得全面而系统的腐蚀数据，国家科委和国家自然科学基金委组织建立了全国自然环境腐蚀试验研究站网，从1983 年开始进行了5个周期20 a 的数据积累及研究工作[4]，到2006 年，又进一步增加了研究钢种和试验站点，全面拓展了研究领域。
2. 不锈钢的大气腐蚀机理
不锈钢是靠表面形成钝化膜而耐腐蚀的。钝化性能主要来自铬,钝化膜的稳定性随含铬量而增高。含12. 5 %的铬足以在大气中形成自发的钝化膜,但在实际使用中这种钢对钝化膜破坏的自修复能力不足。在大气中保持光亮而经常使用的是含铬17 %以上的不锈钢,镍、钼能促进其钝化膜的稳定性。
一般大气条件下，在表面水膜的单一因素下，不锈钢的钝化膜不会破坏，即使受到破坏，也很容易自修复。但是当表面存在灰尘时,在尘粒的沉积处造成了缝隙，容易保持水膜的存在，同时妨碍了氧的补充。当溶氧量降到很低时，导致钝化膜溶解，而一旦溶解开始，此溶解区与钝化区形成闭塞电池进一步加剧了溶解过程。
不锈钢腐蚀的产生，总是在沉积的尘粒处以点蚀的形态发生，试样向上的一面比向下的一面腐蚀点更普遍。
Azzeri[5 ]根据所测量的腐蚀电位随暴露时间的变化，将初始阶段的抛物线增长解释为钝化膜的扩散控制增厚的过程，而将后期的降低解释为钝化膜结构发生变化。这种解释是很勉强的。还没有人观察到钝化膜结构随时间的变化。这一后期降低过程反而可以说明我们所叙述的机制。在暴露初期,样品表面光亮,尘埃沉积少,钝化膜的破坏不易发生,腐蚀电位随时间的变化反映了钝化膜的增厚过程;而当局部蚀坑产生后,蚀坑数量增加、变大时,必将对宏观腐蚀电位产生影响,造成电位下降。
3.大气腐蚀性的影响因素
除化学成份以外，表面灰尘沉积、不锈钢中Cr的含量、表面粗糙度以及空气中的SO2浓度，也会对不锈钢的大气腐蚀产生影响
1、表面附着的尘埃粒子可以促进不锈钢的腐蚀。当表面存在灰尘粒子时，在尘粒沉积处形成缝隙，容易保持含氯离子的水膜，阻碍了氧的补充，导致钝化膜破坏。另外，此溶解区与临近尘粒沉积处的钝化区会形成闭塞电池加剧了点蚀坑的形成和发展
2、增加不锈钢中Cr和其它合金元素的含量可提高不锈钢的抗腐蚀性能。有实验表明，对于合金元素含量最低的2Cr13不锈钢，在万宁和青岛，第一年锈斑已遍布试片，第三年样品已普遍被锈点覆盖，十二年后在青岛腐蚀失重达到约40g/m2，在万宁达到约80g/m2。而具有高Cr含量的1Cr18Ni9Ti和00Cr18Mo2不锈钢，暴露在Cl-含量最高的万宁地区，第一年后也基本没有腐蚀，三年后有一些锈斑，十二年后腐蚀率分别仅为15g/m2和3g/m2。Kain等研究了在LaQue腐蚀技术中心海洋大气测试点暴露15年和60年后的不锈钢试样，发现不锈钢的抗腐蚀性随合金中铬含量的增加和钼元素的存在而增加，316(0Cr17Ni12Mo2)、310(0Cr25Ni20)、317(0Cr19Ni13Mo)等300系列的奥氏体不锈钢抗腐蚀性最好，其次是201(1Cr17Mn6Ni5N)和202(1Cr18Mn8Ni5N)型奥氏体不锈钢，最后是430(1Cr17)型铁素体不锈钢
3、表面粗糙度对不锈钢抗腐蚀性能有较大影响。De2gerbeck等研究发现精抛光的表面比磨光和酸洗表面在海洋大气环境下更抗腐蚀。Asami等测量了暴露前不同表面状态的钝化膜组成，表面膜中富Cr物质最多的是镜面抛光，然后是光亮退火、2B精饰和精纺呢抛光，而抗腐蚀性顺序也是如此，他们认为不同的表面精度具有不同的表面组成，表面膜中铬的富集是不锈钢在海洋环境下的抗腐蚀性的主要因素。Wallinder等研究了具有四种不同表面状态的304不锈钢在暴露于海洋大气环境下2和7个月后的腐蚀，发现抗腐蚀顺序从大到小依次为光亮退火、酸洗、磨光和未经处理的轧制表面，认为这是由于不同的表面粗糙度具有不同的表面组成和吸湿性引起的。
4、SO2通常不会加速不锈钢的大气腐蚀，甚至可提高其抗腐蚀性。研究结果表明，属于SO2污染大气环境的江津地区对不锈钢的腐蚀性和广州、武汉、北京一样低，非活性阴离子SO2-4能阻碍蚀孔向深度方向发展。硫酸盐的存在和增加
SO2-4在NaCl溶液中的浓度，除了能升高不锈钢点蚀电位外，还能减小亚稳态点蚀坑的数量，另外硫酸盐具有低的溶解度，能降低坑内金属阳离子的溶解。
4.防止大气腐蚀性的措施
4.1 提高材料的耐蚀性向碳钢中加入Cu、P、Cr、Ni等合金元素可显著提高耐大气腐蚀性能。近年发现向钢中加入微量Ca和Si也可有效提高绣层的防护性能。
4.2表面涂层保护涂层保护包括油漆、金属镀层或暂时性保护涂层，是防止大气腐蚀最简便的方法。涂层的主要作用是对水和氧进行屏蔽，涂料中的颜料也有缓蚀和阴极保护的复合作用。常常采用多层涂装或几种防护涂层的组合使用来提高保护效果。在大气中许多有色金属的耐蚀性比碳钢好，作为镀层有的还能起到阴极保护作用。常用的金属镀层有电镀锌、锡、铬，热浸镀和热喷涂锌、铝等。暂时性保护层包括加入石油磺酸盐、羊毛脂等油性缓蚀剂的防锈油脂，以及加入亚硝酸钠等水溶性能缓释剂的防锈液。防锈油脂用于金属制品的封存防锈，防锈液则主要用于金属制品加工工序间防锈。
4.3 改变局部大气环境一般指使用气相缓蚀剂和控制大气湿度。气相缓蚀剂的蒸气能在金属表面上形成吸附膜，从而起到保护作用，如亚硝酸二环已胺和碳酸已胺可用于保护钢铁和铝制品，苯三唑三丁胺可用于保护铜合金。此外，降低大气湿度，将湿度控制在50%，最好是30%以下，可以明显减轻大气腐蚀，可以采用加热空气、吸湿剂和冷冻除水等方法。常用的吸湿剂有活性炭、硅胶、氯化钙、活性氧化铝等。降低湿度对在密封空间是适用的。此外，还可把金属制品封存在干燥空气或氮气环境中。
4.4 合理设计和环境保护通过合理设计防止缝隙中存水，避免金属表面落上灰尘，特别是加强环保，减少大气污染可有效降低大气腐蚀的程度。
5.结语
1) 灰尘的沉积及钢材表面的缺陷处,是不锈钢大气腐蚀的主要起始点。
2) 不锈钢在大气中是很耐蚀的,当含Cr 量达到18 %以上时,则完全耐蚀。钼能
明显提高不锈钢的耐蚀性,超低碳也能提高其耐蚀性,即使在腐蚀性最强的湿热海洋大气中也有明显作用。
3) 在影响大气腐蚀性的主要环境因素中,对不锈钢危害最大的大气污染物是氯离子,如果再加上湿热,会造成严重的腐蚀。二氧化硫的影响很小。
参考文献
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工业冷却水对不锈钢换热器腐蚀的研究及对策
编号：AQ-JS-03383 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 工业冷却水对不锈钢换热器腐 蚀的研究及对策 Study on Corrosion of stainless steel heat exchanger by industrial cooling water and Countermeasures
工业冷却水对不锈钢换热器腐蚀的 研究及对策 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 摘要：不锈钢换热器在石化、电力工业的生产中有着广泛的应用。但是，不锈钢管局部腐蚀（主要是孔蚀和应力腐蚀破裂）的发展速度和所造成的破坏也是惊人的。本文简要介绍了不锈钢的腐蚀类型；针对火电厂运行、基建机组凝汽器不锈钢管的防腐蚀工作，阐述了相应的化学处理措施和成功的工作实例。 关键词：不锈钢；凝汽器；孔蚀；应力腐蚀破裂；防腐；化学处理 1不锈钢换热器的应用情况 不锈钢是铁、铬和镍的合金，最早出现在２０世纪初。铬镍钢，特别是18Cr－8Ni型奥氏体不锈钢，由于它在许多化学介质中具有高度的稳定性，并且能耐高温气体腐蚀，所以在化学工业中得到最
广泛的应用，在许多有机产品和聚合物的生产过程中（如尿素、醋酸、聚丙烯、聚乙烯醇等），大多数设备都是由铬镍合金钢和奥氏体不锈钢制造的。其中大量与各种工业水接触的列管换热器、冷凝器和夹套反应器多用奥氏体不锈钢（主要类型为AISI304、304L、316、316L）制造。 在电力工业中，不锈钢的应用范围也越来越广泛。在发电厂，不锈钢主要用来制造凝汽器的冷却管。 凝汽器是汽轮发电机组的重要辅机之一，它的性能好坏直接影响机组的运行。而它的主要传热组件—冷却管，是凝汽器的最重要部分，价格占其总价的一半以上。因此，冷却管的选材和选型是凝汽器的设计关键。 早在20世纪90年代初，我国就开始应用螺旋槽管传热理论，研制新型凝汽器。经过反复论证和试验，研制出理想的冷却管凝汽器—高效不锈钢波螺焊管凝汽器。 不锈钢波螺焊管比铜管的总体传热系数提高25～30%，在几家热电厂的实际运行当中，当保持真空度不变的情况下，循环水量比
大气腐蚀环境分类
大气腐蚀环境分类 材料在不同大气环境中的腐蚀破坏程度差异很大，例如，距海24.3米处的钢腐蚀速度为距海243.8米处的大约12倍。试验表明，若以Q235钢板在我国拉萨市大气腐蚀速率为1，则青海察尔汉盐湖大气腐蚀速率为4.3，广州城市为23.9，湛江海边为29.4，相差近30倍。因此，在防腐蚀工程设计和制定产品环境适应性指标时，均需按大气腐蚀环境分类进行。 大气环境分类一般有两种方法，一种是按气候特征划分，即自然环境分类；另一种是按环境腐蚀严酷性划分。后者更接近于应用实际而被普遍采用。国际标准ISO9223～9226便是根据金属标准试片在环境中自然暴露试验获得的腐蚀速率及综合环境中大气污染物浓度和金属表面润湿时间进行分类。将大气按腐蚀性高低分为5类，即： C1：很低 C2：低 C3: 中 C4：高 C5：很高 在涂料界，国际标准化组织又颁布了更有针对性的标准：ISO12944-1～ 8:1998 《色漆和清漆─保护漆体系对钢结构的防腐保护》（Paints and varnishes ─ Corrosion protection of steel structures by protective paint systems）［。这是一部在国际防腐界通行的、权威的防护涂料与涂装技术指导性国际标准。目前，在国内涂料、涂装行业、腐蚀与防护行业及相关设计研究院所、高等学校，在重大防腐工程设计、招投标及施工过程中都使用到这一综合性标准。标准共分八个部分： 第1部分总则 第2部分环境分类 第3部分设计上的考虑 第4部分表面类型与表面处理 第5部分保护漆体系、 第6部分试验方法 第7部分涂漆工艺 第8部分新工程和维护工作规范的制定。
氯离子对不锈钢的腐蚀
氯离子对不锈钢的腐蚀 问题描述：对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀，各种权威的书籍均有严格的要求，氯离子含量要小于25ppm，否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢，因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀，采取预防措施，延长使用寿命，或合理选材。 不锈钢的腐蚀失效分析： 1、应力腐蚀失：不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施：合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力：装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力，防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程：严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6 以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。 2、孔蚀失效及预防措施 小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解，结果在基底金属上生成孔径为20μm～30μm小蚀坑这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施：在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。 3、点腐蚀：由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物，这些非金属化合物，在Cl 离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀，在闭塞电池的作用，坑外的Cl离子将向坑内迁移，而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中，加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好，Mo含量添加的越多，耐坑点腐蚀的性能越好。 4.缝隙腐蚀 缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样，是由于缝隙中存在闭塞电池的作用，导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙，以及换热管与管板孔的缝隙部位，缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系，一旦有了缝隙腐蚀环境，其诱导应力腐蚀的几率是很高的。 总结 1：几种不锈钢在含氯(Cl—)水溶液中的适用条件 一、板片材料的选用 （1）注：不含气体、PH值为7(即中性)、流动的含氯水溶液。 （2）奥氏体不锈钢对硫化物(SO2 、SO3)腐蚀有一定的抗力。但是，Ni含量越高，耐蚀性将降低（因生成低熔点NiS）,可能引起硫化物应力腐蚀开裂。硫化物应力腐蚀开 裂同材料的硬度有关，奥氏体不锈钢的硬度应≤HB228；Ni-Mo或Ni–Mo–Cr合金的 硬度不限；碳素钢的硬度应≤HB225； 3）必须注意板片材料与垫片或胶粘剂的相容性。例如，应避免将含氯的垫片或胶粘剂（如氯丁橡胶或以其为溶质的胶粘剂）与不锈钢板片组配,或者将氟橡胶、聚四氟乙烯（PTFE）垫片与钛板板片组配；
外文文献304不锈钢晶间腐蚀研究
晶间腐蚀在石油石化行业的危害及防护 帕德·马纳班 每一个石油化工企业年度改革、更新和超过6/809的维修费用,都是由于腐蚀和废弃设备、管道及金属非金属结构更新维护造成的，腐蚀易引起恶性破坏事故,不仅会带来巨大的经济损失,而且经常会引起火灾和爆炸、伤害和灾难性的环境污染等的罪恶,并导致严重的社会后果。腐蚀损坏,必须尽力设法避免。因为消除腐蚀是不可能的,成功的方法是控制腐蚀,或进入是为了防止腐蚀。因此,这些腐蚀问题已引起人们的关注来控制。本文主要针对表面产生晶间腐蚀的危害的石油工业,并介绍了如何防止和减缓腐蚀采取 的措施。 1晶间腐蚀的定义 晶间腐蚀是局部腐蚀的一种，是沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的沿着或紧挨着金属的晶粒边界发生的腐蚀。晶间腐蚀（Intergranular corrosion），又叫晶界腐蚀。现在对晶间腐蚀的科技名词定义如下： 沿着或挨着晶粒边界发生的腐蚀。:海洋工程(1级主题);船舶腐蚀与防护(要求等级2的主题)。 由于金属部件中这一媒介溶解率远远高于粮食本体的速度从局部腐蚀溶解。是金属强度、塑性和韧性大大降低危险的大量的腐蚀类型。所属主题:电力(一级学科);核能(要求等级2的话题)。 沿着或挨着金属颗粒边界腐蚀。所属属主题:机械工程(1级主题);腐蚀与防护(二级学科);腐蚀类型(三级学科)。 晶间腐蚀由微电池作用而引起局部破坏，这种局部破坏是从表面开始，沿晶界向内发展，直至整个金属由于晶界破坏而完全丧失强度,这是一种危害很大的局部腐蚀。 2晶间腐蚀发生的条件
金属及其结构在其所处的环境中，许多因素往往和环境化学因素及电化学因素一起， 参与和影响金属腐蚀过程。除化学因素及金属的冶金因素（成分、金相组织和结构等）外，影响金属腐蚀的环境因素还包括：应力、振动、冲刷、摩擦与磨损等力学、机械学因素；生物学因素等。这些因素与化学因素对腐蚀的影响，往往不是各个因素单独作用时所发生影响的简单加和，在多数情况下起着彼此相张的作用，因而，常常使腐蚀加速，造成更大的破坏性后果。 而晶间腐蚀的发生因素主要有内因和外因，如下： ⑴内因：即金属或合金本身晶粒与晶界化学成分差异、晶界结构、元素的固溶特点、 沉淀析出过程、固态扩散等金属学问题，导致电化学不均匀性，使金属具有品间腐蚀倾向。 ⑵外因：在腐蚀介质中能显示晶粒与晶界的电化学不均匀性。 3晶间腐蚀的机理 20世纪30年代以来,对晶间腐蚀进行了大量研究,所提出的贫化理论，特别是对奥 氏体不锈钢的贫铬理论已得到证实，并将贫化理论应用到铝铜合金的贫铜及镍钼合金的贫钼等方面。前者在晶界上析出了CuAl 2,后者在晶界上析出了Mo 2C 。 ⑴ 贫铬理论 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于10~12%。当温度升高 时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中 的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe ）23C6等。数据表明，铬沿晶界扩 散的活化能力162～252KJ/mol ，而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol ，即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小，内部的铬来不及向 晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数
金属腐蚀研究报告方法
金属腐蚀研究方法 院（系）：材料科学与工程学院专业班级：金材1101班 学生姓名：卢阳 学号：9 完成日期：2014年11月16日
金属腐蚀研究方法 ——缝隙腐蚀的研究 缝隙腐蚀是在电解质溶液(特别是含有卤族离子的介质)中，在金属与金属或金属与非金属表面之间狭窄的缝隙内，溶液的移动受到阻滞，当缝隙内溶液中的氧耗竭后，氯离子从缝隙外向缝隙内迁移，金属氯化物的水解酸化过程发生，导致钝化膜的破裂而产生与自催化点腐蚀相类似的局部腐蚀。缝隙腐蚀现象非常普遍，对一些耐蚀金属材料的危害尤其明显[1]。 1、缝隙腐蚀的机理[2] 缝隙腐蚀可分为初期阶段和后期阶段。在初期阶段，发生金属的溶解和阴极的氧还原为氢氧离子的反应： 阳极：M→M++e 阴极：O2+2H2O+4e→4OH- 阳极阴极此时金属和溶液之间电荷是守恒的，金属溶解产生的电子立即被氧还原消耗掉。在经过一段时间后，缝内的氧消耗完后，氧的还原反应不再进行。这时缝内缺氧，缝外富氧，形成了氧浓差电池，金属M在缝内继续溶解，缝内溶液中M+过剩，为了保持电荷平衡，缝隙外部迁移性大的阴离子（如氯离子）迁移到缝内，同时阴极过程转到缝外。缝内已形成金属的盐类(包括氯化物和硫酸盐)发生水解： M+CI+H2O→MOH↓+H+CI- 结果使缝内pH值下降，可达2至3，这就促使缝内金属溶解速度增加，相应缝外邻近表面的阴极过程，即氧的还原速度也增加，使外部表面得到阴极保护，而加速了缝内金属的腐蚀。 而Myer等人认为，至少还有氢离子、中性盐和缓蚀剂的浓差电池存在于缝隙腐蚀过程中，Brown以水解后局部酸化引起局部腐蚀的依据，提出了闭塞腐蚀电池（occluded corrosion cell）的概念。另外，Fontana和Rosefeld等人，指出了蚀孔或缝隙闭塞电池的自催化理论。 缝内外溶液的对流和扩散受阻，导致闭塞区贫氧，缝隙外仍然富氧，造成的氧浓差电池使缝隙内金属的电位低于缝隙外金属的电位，pH值的降低以及H+和Cl-的作用（HCl）使金属处于活化状态，促进闭塞区内金属的溶解，形成二次腐蚀产物Fe(OH)3在缝口，造成正电荷过剩，Cl-迁入。而氯化物在水中发生水解，使缝隙内介质（H+离浓度增加）酸化，pH值下降，因此，加速了阳极的溶解。阳极的加速溶解，又引起更多的Cl-离子迁入，氯化物浓度又增加，氯化物的水解又使介质进一步酸化，如此反复循环，形成了一个闭塞电池内的自催化效应。 2、缝隙腐蚀试验方法 在相对闭塞的狭小缝隙中存留的溶液容量甚微，因此必须设计一些特殊的研究方法
耐大气腐蚀钢
简介:耐大气腐蚀钢，又称耐候钢。耐候钢是指通过添加少量合金元素，使其在大气中具有良好耐腐蚀性能的低合金强度钢。耐候钢的耐大气腐蚀性能为普碳钢的2~8倍，耐候钢除具有良好的耐候性外，还具有优良的成形、焊接等使用性能。耐候钢是通过在普通钢中添加一定量的合金元素制成的一种低合金钢，主要合金成分为Cu、P、Cr、Ni等元素。耐候钢的耐大气腐蚀性能远高于普碳钢，在国外被广泛应用于集装箱、桥梁、汽车、铁路车辆和建筑等制造行业，目前国内耐候钢主要用于集装箱、铁路车辆，由此可见我国的耐候钢应用领域还有很大的发展空间。耐候钢作为一种高效钢材。一直是大气腐蚀用钢品种开发与腐蚀研究的热点。特别是近二十年来，人们进行了大量的大气暴晒、干湿循环等试验。并利用X-射线、扫描电镜、偏光显微镜、电子探针微区分析等现代物理测试手段对金属腐蚀产物的组成、结构及其形成过程进行了研究。对合金元素的作用及锈层的保护作用有了更深刻、更全面地了解，还开发了新型的耐候钢及其锈层稳定化处理技术。 1.耐候钢的发展 耐候钢的研制起源于欧美。早在1900年，欧美的科学家就发现Cu可以改善钢在大气中的耐蚀性能。1961年美国实验和材料学会(ASTM)开始了大气腐蚀的研究，30年代美国的U.S.Steel公司首先研制成功了耐腐蚀高抗拉强度的含Cu低合金钢-Corten钢，并在60年代不涂漆直接用于建筑和桥梁其中应用最普遍的是高P、Cu加Cr、Ni的Corten A系列和以Cr、Mn、Cu合金化为主的(Corten B系列这种耐候钢在欧洲、日本也得到广泛应用。我国自60年代起大量研制耐候钢，并发展了一些自己的钢种，如鞍钢集团的08CuPVRE系列、武钢集团的09CuPTi系列、济南钢铁公司的09MnNb、上海第三钢铁厂的10CrMoAl和10CrCuSiV等。现在，国外已将耐候钢逐渐当作普通钢种来广泛使用。在钢种开发、使用及设计施工上也逐渐作了详细规定。根据使用情况，耐候钢又可分为结构用高耐候钢和焊接结构用耐候钢。前者主要用于车辆、塔架、建筑等其它结构件中，具有优良的耐大气腐蚀性能，以Cu—P系为主，其中P含量在0.07％～0.15％之间由于含P 量高，所以这类钢的屈服强度一般在 343 MPa以下，板厚一般不超过16 mm，美国的 ASTMA242系列和日本JAS中的SPA系列耐候钢均属此类。目前我国这种结构用高耐候钢的发展十分迅速，除了仿制的几个品种如09CuPcrNi(仿 Corten)和09CuPTi(叉称09MnCuPTi)以外，还发展了具有中国特点的新品种，如09CuPTiRE、09CuPRE和08CuPvRE等。并且已经制定出国家标准<高耐候性结构钢)GB 4171—84。焊接结构用耐候钢主要用于桥梁、建筑等大型焊接结构中，以Cu-Cr-Ni系为主，含P量0.04％以下，具有优良的焊接性能和低温韧性，应用十分广泛。如已有美国的ASTM A588和A514系列、日本的JIS SMA 系列耐候钢等型号，而在我国尚在研制中。国内外耐候钢发展的主要历程如表1所示。 表1 耐候钢的发展历程 年份记述 1900 美国开始了含铜钢-早期耐候钢的研究和开发 1933 美国U.S.Steel公司推出Corten-A型低台金耐候钢商品 1955 日本开发耐候钢 1959 美国开始使用裸耐候钢 1961 中国开始试制16MnCu钢 1965 中国试制出09CuPTi薄钢板 日本建成第一座耐候钢大桥(涂漆)
不锈钢在各种环境中的耐腐蚀性能
不锈钢在各种环境中的耐腐蚀性能 来源:电源谷作者: 发布时间:2007-09-29 18:04:12 https://www.360docs.net/doc/9211165437.html,/jiaocheng/jingti/2007-09-29/2590.html 不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高，其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的致密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。 在各种环境中的耐腐蚀性能 ①大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随着大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境1Cr13 、1 Cr 17 和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途，其外观上不会有显著的改变。因此，在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格，市场供应情况，力学性能、制作加工性能和外观来选择。 工业环境在没有氯化物污染的工业环境中，1Cr17 和奥氏体型不锈钢能长期工作，基本上保持无锈蚀，可能在表面形成污膜，但当将污膜清除后，还保持着原有的光亮外观。在有氯化物的工业环境中，将造成不锈钢锈蚀。 海洋环境1Cr13 和1 Cr 17 不锈钢在短时期就会形成薄的锈膜，但不会造成明显的尺寸上的改变。奥氏体型不锈钢如1 Cr 17Ni7 、 1 Cr 18Ni9 和0 Cr 18Ni9 ，当暴露于海洋环境时，可能出现一些锈蚀。锈蚀通常是浅薄的，可以很容易地清除。0 Cr 17 Ni 12M 02 含钼不锈钢在海洋环境中基本上是耐腐蚀的。 除了大气条件外，还有另外两个影响不锈钢耐大气腐蚀性能的因素，即表面状态和制作工艺。精加工级别影响不锈钢在有氯化物的环境中的耐腐蚀性能。无光表面（毛面）对腐蚀非常敏感，即正常的工业精加工表面对锈蚀的敏感性较小。表面精加工级别还影响污物和锈蚀的清除。从高精加工的表面上清除污物和锈蚀物很容易，但从无光的表面上清除则很困难。对于无光表面，如果要保持原有的表面状态则需要更经常的清理。 ②淡水 淡水可定义为不分酸性、盐性或微咸，来源于江河、湖泊、池塘或井中的水。 淡水的腐蚀性受水的pH 值、氧含量和成垢倾向性的影响。结垢（硬）水，其腐蚀性主要由在金属表面形成垢的数量和类型来决定。这种垢的形成是存在其中的矿物质和温度的作
不锈钢腐蚀的机理
不锈钢腐蚀的机理 1 氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高[1 ] 。 氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为 2 穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合 ,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子,与金属形成氯化物,氯化物与 法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理[2 ] 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应
金属材料大气腐蚀研究进展
存档日期：存档编号: 北京化工大学 研究生课程论文 课程名称：材料保护学 课程代号： 任课教师： 完成日期： 专业： 学号： 姓名： 成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
金属材料大气腐蚀研究进展 摘要：本文对金属大气腐蚀研究做了简介，综述了我国的大气腐蚀研究进展，并比较了国内外的发展水平。得出我国的大气腐蚀研究已经进入了世界强国之列，但是总体上与美国等发达国家有着20-30年的差距。对以后的大气腐蚀研究方面提出了展望。 关键词：金属，大气，腐蚀
大气腐蚀是指大气中的腐蚀性气体溶解在水中作用于金属表面所引起的腐蚀[1]。大气腐蚀是金属腐蚀的基本类型，几乎所有与大气接触的金属材料都会受到大气腐蚀，大气腐蚀所造成的损失约占腐蚀总损失的一半以上[2]，因此，开展大气腐蚀与防护的研究具有重要的意义。 1.金属大气腐蚀研究简介 金属的大气腐蚀是自然界中存在的最普遍的腐蚀现象，因此人们在很早以前就已经开始对它进行研究。特别是基于自然环境中的大气腐蚀现场曝晒试验直观、可靠的特点，世界各国对其都格外重视。尤其是像美国、英国和日本等工业发达的国家，早在上个世纪初就开始通过现场曝晒试验研究多种材料在自然大气环境中的腐蚀行为。相比之下，我国开展自然环境的大气腐蚀研究起步较晚，始于20世纪50年代中期，即1955年开始建立大气腐蚀曝晒试验站，但由于历史原因，发展迟缓，不具系统性，期间由于“文革”影响还中断了十几年，直到1980年才在全国范围内恢复自然环境腐蚀试验网站的建设工作[3]。我国在大气腐蚀基础研究方面在国内外发表了大量的论文，这些系列论文的发表极大的提高了我国在大气腐蚀方面的研究地位，标志着我国已经进入大气腐蚀研究强国之列，而且这方面还保持着很好的发展势头[4]。 2.大气腐蚀行为与规律若干研究进展 （1）金属材料自然环境腐蚀幂指数规律的建立和金属大气腐蚀初期行为与规律研究[5]。以黑色金属和有色金属材料在我国典型大气环境中的长期现场腐蚀试验为基础，通过数据采集、评价和综合分析，获得了金属材料在我国典型大气环境中的腐蚀速率幂函数规律和相关参数以及拟合曲线，由此建立的幂函数模型可以表征我国典型大气环境下金属材料的腐蚀规律，这一规律的确认与获得是我国材料大气腐蚀学科领域的重要进展。其模型为： D A n t 其中，D——腐蚀深度（mm）； t——暴晒试验时间（a）； A——第一年的腐蚀深度（与环境及材料有关）； n——代表腐蚀发展趋势（随钢种和环境变化极大，数值一般小于1）； 对Q235和09CuPCrNi耐候钢在模拟潮湿和湿热大气环境中的腐蚀初期行为；铝合金AZ91D镁合金在模拟大气环境中的腐蚀初期行为与机理；Q235、09CuPCrNi耐候钢、铝合金AZ91D镁合金在单一SO2、CO2、NaCl沉积污染状况下和SO2、CO2、NaCl沉积复合污染下的腐蚀初期行为与机理等进行了系统研究，得到了一系列结果，发表在国内外学术刊物上。
不锈钢腐蚀的分析
电化学腐蚀 电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。例如铁和氧，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极，遭到腐蚀。特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包，次层是黑色粉末 状溃疡腐蚀坑陷。 一、基本介绍： 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。 我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。 金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。 在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主
要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。 二、相关原理： 金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池（其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极）。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中N5等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体（F勺C）以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。 三、方程式： （1）析氢腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较强时） 负极（Fe）: 蠱-2L fF严 F^+2H2O-^Fe（OH）2 + 2H+ + 2e J H2 正极（杂质）: 电池反应： Fe+2H3O = Fe（OH}2 + H3T 由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
不锈钢的腐蚀研究
无机酸对316L不锈钢的腐蚀 1.前言 不锈钢是含铬11%以上或同时含镍的钢种的统称。它在常温氧化性环境（如大气、水、强氧化性酸等）中容易钝化，使表面产生一层氧化铬为主，保护性很强的薄膜，其腐蚀速率极低。但当温度增高或环境的氧化能力减小时，将由钝态变为活态，腐蚀显著增大。各类不锈钢对有机酸、有机化合物、碱、中性溶液和多种气体都有良好耐蚀性。在非氧化性酸（硫酸、盐酸等）中腐蚀严重。不锈钢设备的腐蚀常常为局部腐蚀，当处于钝态和活态边缘，在含有卤素离子的盐溶液中，可能产生孔蚀。在含有对应力腐蚀敏感离子（如Cl-、OH-等）的溶液中，受应力的部分（如焊缝附近）则可能产生危险的应力腐蚀破裂。焊缝两侧的敏化区还易产生晶间腐蚀。 铬镍钢的耐蚀性和机械性能都超过单纯铬钢。镍的加入促进奥氏体结构的生成，可以得到更好的机械性能，特别是使韧性提高，同时又增大了钝化范围，使它更容易钝化。 316L不锈钢和一般的铬镍不锈钢相似，但由于加入了2%的钼，所以在许多方面比铬镍不锈钢更为优越，特别是在非氧化性酸和热的有机酸、氯化物中的耐蚀性要比铬镍不锈钢好得多，抗孔蚀的能力也较好。 2.不锈钢成分牌号对照表 各种不锈钢的成分表 中外不锈钢牌号对照表
3.无机酸对316L 不锈钢的腐蚀 铬镍钢对一切浓度和温度的盐酸都不适用，316L 在盐酸中的溶解度少许降低一些，但也只能用于极稀的酸。如某些氯化物的溶液中，由于水解作用可能产生极微量的盐酸，可使用316L 不锈钢，但一般容易发生孔蚀。 铬镍不锈钢可使用于常温下5%以下的稀硫酸和90%以上的浓硫酸，316L 的耐蚀性比较好，但使用温度也不宜超过50~70 ℃。对于中等浓度的硫酸和发烟酸，所有的铬镍钢腐蚀都很大，不适用。所有的铬钢对一般浓度的不充气的硫酸都不适用。硫酸中如含有其它物质，如铬酸、重铬酸钠、硝酸钠和大多数硫酸盐类，对不锈钢具有缓蚀效果。 各种牌号的铬和铬镍不锈钢对硝酸都有良好的耐蚀性。对70%以下的稀硝酸，适用温度可到沸点上下。 浓度更高的硝酸，常温下还是适用，但超过50℃则腐蚀很快，特别是90~99%的高浓酸。一般不锈钢只用于常温的浓硝酸。 无机酸对304不锈钢的腐蚀
大气腐蚀
姓名：段平学号：2010214145 科目：腐蚀与材料保护指导老师：陈存华 大气腐蚀的研究进展 摘要：大气腐蚀是指在环境温度下由于空气中的水气、氧气以及污染物质等的电化学或者化学作用而引起的金属腐蚀，电化学腐蚀是由潮湿大气所引起的，即金属表面存在着许多肉眼看不见的薄膜液层和凝结水膜层，大气腐蚀主要是氧通过金属表面所形成液膜的扩散，而发生氧去极化的腐蚀。而化学腐蚀是由于干大气所引起的。 关键词：大气腐蚀；种类；原因；影响；金属；措施 正文： 一、大气腐蚀的种类 通过大气含水的多少可以将大气腐蚀分为三种。（1）干的大气腐蚀：空气十分干燥，金属表面上不存在水膜,金属的腐蚀属于常温氧化。（2）潮的大气腐蚀：Rh<100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜,随水膜厚度增加,V-迅速增大。（3）湿的大气腐蚀：Rh≈100%，金属表面上形成肉眼可见的水膜，随水膜厚度增加，V-逐渐减小。 Rh指的是相对湿度。还可以通过其他的条件进行分类，具体划分见下表： 大气环境腐蚀分类 腐蚀类型腐蚀速度 （mm/a）腐蚀环境 等级名称环境气体类型相对湿度（年平均）% 大气环境I 无腐蚀＜1.001 A ＜60 乡村大气 II 弱腐蚀0.001～0.025 A B 60～75 ＜60 乡村大气 城市大气 III 轻腐蚀0.025～0.050 A B C ＞70 60～75 ＜60 乡村大气 城市大气 工业大气 IV 中腐蚀0.050～0.2 B C D ＞70 60～75 ＜60 城市大气 工业大气和海洋大 气 V 较强腐蚀0.2～1.0 C D ＞70 60～75 工业大气 VI 强腐蚀1～5 D ＞75 工业大气 腐蚀气体分级 气体类型腐蚀物质名称腐蚀物质含量 （mg/m3） 气体类型腐蚀物质名称 腐蚀物质含量 （mg/m3）
腐蚀环境种类
环境种类 大气腐蚀环境 1.农村大气农村大气是最洁净的大气，空气中不含强烈的化学污染，主要含有有机物和无机物尘埃等。影响腐蚀的因素主要是相对湿度、温度和温差. 2.城市大气城市大气的主要污染物主要是城市居民生活所造成的大气污染，如汽车尾气、锅炉排放的SO2等。实际上，很多大城市往往也是工业城市，或者是海滨城市，所以大气环境污染的相当复杂。 3.工业生产区大气工业生产区所排放的污染物含有大量的SO2、H2S等含硫化合物，所以工业大气环境最大的特征是含有硫化物。他们易溶于水，形成的水膜成为强腐蚀介质，加速金属的腐蚀。随着大气相对湿度和温差的变化，这种腐蚀作用更强。很多石化企业和钢铁企业往往非常大，可以形成一个中等城市规模，大气质量相当差，对工业设备和居民生活造成的污染极其严重。 4.海洋大气其特点是空气湿度大，含盐分多。暴露在海洋大气中的金属表面有细小盐粒子的沉降。海盐粒子吸收空气中的水分后很容易在金属表面形成液膜，引起腐蚀。在季节或昼夜变化气温达到露点是尤为明显。同时尘埃、微生物在金属表面的沉积，会增强环境的腐蚀性。所以海洋大气对金属结构的腐蚀性比内陆大气，包括乡村大气和城市大气要严重的多.海洋的风浪条件、离海面的高度等都会影响到海洋大气腐蚀性。风浪大时，大气中的水分含盐量高，腐蚀性增加。据研究，离海平面7～8m处的腐蚀最强，在此之上越高腐蚀性越弱。雨量的大小也会影响腐蚀，频繁的降雨会冲刷掉金属表面的沉积物，腐蚀会减轻。相对湿度升高会使海洋大气腐蚀加剧。一般热带腐蚀性最强，温带次之，两级最弱。中国最典型的处于海洋腐蚀环境中的是杭州湾跨海大桥，地处亚热带海洋性季风气候。 5.处于海滨的工业大气环境，属于海洋性工业大气，这种大气中既含有化学腐蚀污染的有害物质，又含有海洋环境的海盐粒子。2种腐蚀介质的相互作用对混凝土的危害更大。 淡水腐蚀环境 混凝土碳化模型 国内外学者提出了许多混凝土碳化深度预测模型,这些模型大致可分为两类:一类是基于试验数据或实际结构的碳化深度实测值,采用数学统计或神经网络等方法拟合得到的经验模型;另一类为基于碳化反应过程的定量分析建立的理论模型。 灰色理论 它是一门研究信息部分清楚、部分不清楚并带有不确定性现象的应用数学学科。传统的系统理论，大部研究那些信息比较充分的系统。对一些信息比较贫乏的系统．利用黑箱的方法，也取得了较为成功的经验。但是，对一些内部信息部分确知、部分信息不确知的系统，却研究得很不充分。这一空白区便成为灰色系统理论的诞生地。在客观世界中，大量存在的不是白色系统(信息完全明确)也不是黑色系统(信息完全不明确)，而是灰色系统。因此灰色系统理论以这种大量存在的灰色系统为研究而获得进一步发展。 基本观点 (1)灰色系统理论认为，系统是否会出现信息不完全的情况、取决于认识的层次、信息的层次和决策的层次，低层次系统的不确定量是相当的高层次系统的确定量，要充分利用已知的信息去揭示系统的规律。灰色系统理论在相对高层次上处理问题，其视野较为宽广； (2)应从事物的内部，从系统内部结构和参数去研究系统。灰色系统的内涵更为明确具体；
不锈钢腐蚀实验报告
不锈钢腐蚀行为及影响因素的综合评价 洪宇浩 实验一、钝化曲线法评价不同种不锈钢在同一介质中的腐蚀能力 1.实验目的 ●掌握金属腐蚀原理和金属钝化原理 ●掌握不锈钢阳极钝化曲线的测量 ●掌握恒电位仪软件的操作 2.实验原理 3.实验步骤 本实验测试430不锈钢（黑）和304不锈钢（黄）在0.25mol/L H2SO4和含1.0% NaCl 的0.25mol/L H2SO4中钝化曲线. 电位：-0.60 →1.20 V，50 mV/s 4.注意事项 ●电极的处理 ●灵敏度的选择 5.实验结果 1、304钢在0.25mol/L H2SO4的钝化曲线
-800 -600-400-20002004006008001000 -8-6 -4 -2 2 电流(m A ) 电位(mV) -293,1.841 -139,0.635410,0.235 904,0.708 2、304钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -800 -600-400-20002004006008001000 -7-6-5-4-3-2-1 01电流(m A ) 电位(mV) (-267, 0.59829) (-69, 0.38967) (398, 0.20901) (799, 0.38485) 3、430钢在0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线.
-800 -600-400-200020040060080010001200 -4-202468 1012电流( m A ) 电位(mV) (-287, 11.133) (930, 1.7327) (174, 1.1011) (-21, 1.5724) 4、430钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -600 -400 -200 200 400 -10 -5 5 10 15 20 电流(m A ) 电位(mV) (-221, 15.914) (180, 1.1999) (328, 1.9463) (-84, 4.9479)
不锈钢腐蚀牌制作方法
不锈钢腐蚀牌制作方法 金属腐蚀标牌大体分为凹字标牌.凸字标牌和凸凹字结合标牌这三种。腐蚀标牌的基本要求：图案美观.线条清晰.深度合适.底面平整.色彩饱满.拉丝均匀.表面色泽一致。腐蚀标牌的特点：耐候.耐溶剂性较强；即使油漆脱落仍然具有铭牌的功能。金属标牌怎样才能达到审美要求和客户的要求哪？我们必须抛弃八九十年代甚至六七十年代的落后技术和盆盆罐罐的陈旧设备。学习先进的生产技术，使用便捷的耗材和腐蚀液，更换专用设备。 我们青岛睿智达（标牌）表面装饰研究所是研究标牌生产工艺.设备和耗材的专业单位， 积累了较丰富的经验和技巧。就以上问题谈几点看法供大家参考。 一. 学习先进的生产技术。要想学习先进的技术必须做到以下几点： 1.打破陈旧的生产模式。许多标牌厂家有的已有几十年的历史，但至今仍沿用着建厂时的生产模式和技术，如自己熬骨胶.摔胶.太阳晒版.盆盆罐罐腐蚀.手工注漆等，有些技术在当时是先进的，可现在哪？耗费大量的人力物力，成本高.效率低.质量差.做不出理想的标牌。当然，有些老的技术手段至今还有使用价值，甚至还离不开它。但是，时代在发展，技术在进步，我们有些厂家固守陈规，为什么？值得我们思考。 2.加强与同行和标牌研究单位的交流。我认为改革开放的主要意义在于：走出去，拿进来。走出厂房.走出地域.甚至走出国门。去学习先进的管理模式，先进的生产技术，去借鉴.去筛选.拿来发展自己的企业。当然，有人会说，国门我走不出，同行不愿交流，研究单位找不到等一系列的问题。我想问，你去真诚的交流了吗？标牌的研究单位你真地去努力找了吗？ 3.合理定位，切勿“好高骛远” 。合理定位就是以多数客户的市场的需求定位，以自己的生产能力定位。各位老板，请问你们标牌的主打产品是什么？我想多数人的回答应该是设备标牌。因为设备标牌市场广阔，批量大，占标牌总量的80% 以上，且制作相对简单，定 型后几乎长期不变。只要你的质量过关，价格合理，可常年为同一客户生产。这里有两个关键词：质量过关.价格合理,也就是说质量决定价格。标牌不仅是设备的铭牌，同时也有为设备画龙点睛之妙笔。可以想象假如你生产的标牌拿在客户手中爱不释手，他还与你讨价还价吗？他还去找其他厂家吗？我想不会的。但反之则不然。切勿“好高骛远” 。如果基本的设备标牌都没做好，你还想去学所谓高档的标牌吗？即使你学会了，有市场吗？我个人认为，从基础做起，先做好基本的，再寻求所谓高档的。 二. 选用耐腐蚀油墨的问题。金属腐蚀标牌使用的耐蚀刻油墨必须具备以下几点要求：便于丝
腐蚀现象与研究
腐蚀现象与研究 腐蚀现象非常普遍，从天上（飞机）到地上（火车，汽车，各种用具――），从地上到地下（地下管道，设施），无不存在腐蚀问题。有些是我们可直接观察到的――宏观腐蚀，有些是我们眼睛观察不到的微观腐蚀。 目前，广泛理解和接受的材料腐蚀定义是“材料腐蚀是材料受环境介质的化学作用而破坏的现象”。 腐蚀对于各种材料都可能发生，金属腐蚀现象我们经常见到，其它非金属材料的腐蚀也是普遍存在的， 由于时间所限，这里我们还是以金属的腐蚀为讨论对象。 所谓金属腐蚀指金属与周围环境发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，多数情况下，金属腐蚀后失去金属特性，往往变成某种化合物。如金属构件在大气、酸、碱、盐水种的腐蚀，金属在热加工时氧化皮的形成。 一金属腐蚀与防护科学在发展国民经济中的意义 1．金属腐蚀问题遍及国民经济各个领域 从发展历程来看，人们首先并且仍在广泛地研究金属腐蚀。这种趋向是由于两方面因素引起的：一方面，从性能和经济两方面考虑，由于“物美价廉”，金属材料仍是人类广泛而大量使用的材料；另一方面，在地球上，绝大多数金属是以化合态——定义(1—37)中的腐蚀态——存在的，金属腐蚀是一种自然趋势，这种趋势可用热力学第二定律(熵增原理，0 G ?<过程可自 ?>时，过程可自发进行)及自由能变化（0 S 发进行）来定量地表述。 19世纪的赫胥黎在介绍达尔文的进化论时，对于宇宙过程(即自然过程)得到如下的精辟而富于哲理的看法：… “大自然常常有这样一种倾向，就是讨回她的儿子——人——从她那儿借去而加以安排结合的、那些不为普遍的宇宙过程所赞同的东西”。(1—48) 在金属界，确是如此。人类从大自然通过采掘“借来”矿石，耗费能量将矿石还 1
不锈钢管道点腐蚀的理论分析
不锈钢管道点腐蚀的理论分析 1 循环水旋转滤网反冲洗系统简介 循环水过滤系统(CFI)的主要设备是旋转海水滤网，在其运行中要不断清除滤出的污物，通过反冲洗系统来实现。反冲洗的水源与主循环水一样引自旋转滤网后的海水水室，后经两级泵加压和中间过滤输至旋转滤网的特定部位冲洗污物，设计流速2.3m/s。反冲洗海水管道设计采用公称直径150mm(壁厚7.11mm)的316L不锈钢管。输送的海水含氯量为17g/L，摩尔浓度为0.48mol/L，为防止回路中海生物滋生，注入次氯酸钠溶液，使循环水入口次氯酸钠的质量分数控制在1×10-6。 2 316L不锈钢管道的使用情况 CFI系统于2000-05-17完成安装交付调试，进行单体调试及系统试运。2001年4月，1号机组管道首次出现泄漏，泄漏部位位于管道竖直段与水平段弯头焊口处，泄漏点表现为穿透性孔，孔的直径很小，但肉眼可见，管道内壁腐蚀处呈扩展状褐色锈迹，判断为典型的不锈钢点腐蚀。当时的处理措施是切除泄漏的管段，更换同材质的新管段，并在新管段底部增加了一个疏水阀，目的是在管道停运期间排空管内积水以防止腐蚀的再次发生。但在2001年9月，1号机管道又发现漏点。2001年10月电厂决定将所有反冲洗管道更换为碳钢衬胶管道。改造后运行至今未发生泄漏。 3 316L不锈钢的抗腐蚀性分析 316L不锈钢属300系列Fe-Cr-Ni合金奥氏体不锈钢，由于铬、镍含量高，是最耐腐蚀的不锈钢之一，并具有很好的机械性能。字母“L”表示低碳(碳含量被控制在0.03%以下)，以避免在临界温度范围(430～900℃)内碳化铬的晶界沉淀，在焊后提供特别好的耐蚀性。但316L不锈钢抗氯离子点腐蚀的能力较差。
各种不锈钢的耐腐蚀性能
各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性．316和317型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 不锈钢选用需要考虑的因素？ 在腐蚀环境中选择不锈钢时，除应对不锈钢的具体使用条件有详细的了解外，还需要考虑的主要因素有:不锈钢的耐蚀性，，强度，韧性和物理性能，加工，成形性能，资源，价格和取得的难易。 1、耐蚀性能 耐蚀性包括不锈性和耐酸，碱，盐等腐蚀介质的性能以及高温下抗氧化，硫化，氯化，氟化等的性能。由于选用不同不锈钢主要是为了解决实际工程中所遇到的各种腐蚀问题，为此在腐蚀环境中不锈钢的耐蚀性如何是选材人员首先需要考虑的。 腐蚀是金属与介质间由于化学或电化学作用而引起的破坏，而耐蚀性指不锈钢抵抗介质腐蚀破坏的能力，故当选材中涉及耐蚀性时，需要注意以下几点。 1、耐蚀性的标准是人为确定的，既要承认它，使用它，又不能受它的约束，要根据具体使用要求来确定是否耐蚀的具体标准。 目前对不锈钢的耐蚀性多采用10级标准，选择哪一级做为耐腐蚀的要求，要考虑设备，部个的特点(薄厚，大小)，使用寿命长短，产品质量(如杂质，颜色，纯度)等的要求。 一般说来，对使用过程中要求光洁镜面或尺寸精密的设备仪表和部件，可选择1~3级标准；对要求密切配合，长期不漏或要求使用限长的设备，部件选2~5级，对要求不高检修方便或要求寿命不很长的设备，部件则可选用4~7级，除特殊例外，不锈钢在使用条件下年腐蚀率超过1mm者一般多不选用，需要指出，10级标准对于产生局部腐蚀时是不适用的。 2、耐蚀性是相对的，有条件的，常说的不锈钢的不锈性，耐蚀性系指指相对于生锈和不耐蚀而言，是指在一定条件下(介质，浓度，温度，杂质，压力，流速等一定时)。