腐蚀科学与防护技术1
现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术
现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术随着科学技术的不断发展，现代化工设备在生产过程中发挥着越来越重要的作用。
随之而来的问题之一就是设备的腐蚀问题。
腐蚀是指物质在与周围环境接触的过程中，受到化学、电化学、或电学作用而遭受破坏的现象。
腐蚀是化工设备常见的问题之一，不仅影响设备的正常使用寿命，还可能导致设备事故，产生严重后果。
对于现代化工设备的腐蚀问题，采取有效的防护措施显得尤为重要。
一、现代化工设备腐蚀问题的原因设备腐蚀问题的发生有很多原因，主要包括以下几点：1. 介质的腐蚀性：介质中的酸、碱、盐、氧化剂等物质，对设备的金属材料会产生腐蚀作用。
2. 温度、湿度和压力：工作条件中的高温、潮湿以及高压环境都会加速腐蚀的过程。
3. 金属材料的选择：不同的金属材料对于不同的介质有不同的耐腐蚀性，如果选用不当，就会导致腐蚀问题。
4. 设备结构设计不合理：设备内部结构设计不合理，导致介质停滞或者局部腐蚀。
二、现代化工设备腐蚀防护的技术手段为了有效解决现代化工设备腐蚀问题，需要采取一系列的腐蚀防护技术手段，主要包括以下几种常见方法：1. 金属材料的选用选择抗腐蚀性能较好的金属材料是预防腐蚀的首要步骤。
一般来说，不锈钢、镍合金等金属具有较好的耐腐蚀性能，适合于现代化工设备的制造。
对于一些特殊情况，还可以采用聚合物、陶瓷等非金属材料来代替金属材料，以达到抗腐蚀的目的。
2. 表面涂层技术表面涂层技术是一种常见的腐蚀防护手段，通过在金属表面涂覆一层防腐蚀材料，形成保护膜，从而阻隔介质对金属的腐蚀。
常用的涂层材料包括涂漆、镀层、热浸镀锌等，选用合适的涂层材料可以有效延长设备的使用寿命。
3. 电化学保护技术电化学保护技术是利用外加电流或者外加电势来改变金属表面的电化学性质，从而有效地减缓金属腐蚀的速度。
常见的电化学保护技术包括阴极保护、阳极保护以及电化学溶解沉积等方法。
4. 材料改性技术通过对金属表面进行改性处理，例如喷涂、喷焊、热喷涂等方法，可以改变金属表面的化学性质和物理性质，提高金属的耐腐蚀能力。
第1章-腐蚀与防护-绪论
损失可能减少的部分 （%） — — 15 — — 23
美国
英国 德国 瑞典 意大利 前苏联 日本 印度 中国
25
20 30
—
— — 40 —
1.2 腐蚀的危害与腐蚀控制的重要性
1.2.1 腐蚀的危害 1.2.1.3 间接经济损失
间接损失难以估计，一般包括如下几个方面： ① 停工，例如炼油厂更换一根腐蚀了的钢管可能只需数百美 元，但当由此造成的停工一小时，产值可能损失10000美元。 再如电站锅炉管因腐蚀而爆炸，造成电厂停电，由此导致其 供电范围内的工厂全部停电，其损失会是十分惊人的。 ② 降低产品效率，如腐蚀产物影响管路畅通，降低设备和管 道的换热效率及输送容量等。 ③ 产品的污染，如罐头或饮料因容器器壁腐蚀造成污染而报 废。
直接损失 825亿美元 1680亿美元 2000亿美元 3000亿美元 2757亿美元 100亿英镑 450亿德国马克 350亿瑞士克郎 480000亿里拉 67亿美元 92亿美元 52580亿日元 400亿印度卢比 2288亿人民币
占国民生产总值， % 4.9 — 4.2 4.2 3.5 3.5 3.0 — 6.0 2 1.8 1.02 — 2.4
腐蚀的危害
2～5%GDP！
• 腐蚀危害遍及日常生活和几乎所有的行业，包括冶 金、化工、能源、矿山、交通、机械、航空航天、 信息、农业、食品、医药、海洋开发、基础设施等。 • 能源和材料的损失 • 设备的失效，物料污染 • 工艺流程的中断 • 泄漏（跑、冒、滴、漏）、爆炸、伤亡 • 环境污染 • 高新技术产业发展的限制性因素
NH
3
H2
Cl2
N2
HCl,HF
SO2 CO2 CO N 2 O NO2 其它
中国腐蚀与防护学会 金属防腐蚀手册
我国腐蚀与防护学会金属防腐蚀手册第一章：金属腐蚀的基本概念1. 金属腐蚀的定义金属腐蚀是指在金属与其周围环境接触的情况下，金属表面受到化学或电化学的侵蚀，导致金属的质量和结构发生变化的过程。
金属腐蚀是一个不可逆转的过程，对金属的损坏是永久性的。
2. 金属腐蚀的分类根据腐蚀介质的不同，金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
化学腐蚀是指金属直接受到化学物质的腐蚀，而电化学腐蚀是指金属与电解质溶液接触时发生的一种电化学过程。
3. 金属腐蚀的危害金属腐蚀不仅会导致金属的质量和结构损坏，还会影响到金属制品的外观和使用寿命。
金属腐蚀也会对环境造成污染，对人体健康和安全构成威胁。
第二章：金属防腐蚀的原理和方法1. 金属防腐蚀的原理金属防腐蚀的原理是通过改变金属与其周围环境的接触状态，阻止金属腐蚀的发生。
常用的金属防腐蚀方法包括物理防腐蚀、化学防腐蚀和电化学防腐蚀等。
2. 金属防腐蚀的方法（1）涂层防腐蚀：将金属涂覆一层具有耐腐蚀性的涂层，以隔离金属与环境的接触，防止腐蚀的发生。
（2）阳极保护：在金属的表面放置一块较活泼的金属，使其成为阳极，从而保护被保护金属。
（3）合金化：将一种或多种金属或非金属添加到金属中，改变金属的组织结构和物理性能，提高金属的抗腐蚀能力。
（4）阴极保护：通过外加电流或外加电源，使金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的发生。
第三章：金属防腐蚀的应用实践1. 工业领域中的金属防腐蚀在石化、船舶、汽车、航空航天等工业领域中，金属制品往往需要具备较高的耐腐蚀性能，以确保设备和产品的安全、稳定和持久运行。
2. 城市基础设施中的金属防腐蚀城市基础设施中的钢结构、管道、桥梁、隧道等金属构件，常常需要经过防腐蚀处理，以保证其在潮湿、高盐度环境下的使用寿命和安全性。
3. 日常生活中的金属防腐蚀在日常生活中，我们经常接触到各种金属制品，如家具、电器、汽车等，这些金属制品也需要经过防腐蚀处理，以延长其使用寿命和美观度。
腐蚀与防护
✓ 1967年12月，美国俄亥俄大桥由于应力腐蚀和腐蚀疲劳 突然掉入河中，致使46人丧生。 ✓ 1982年9月一架日航DC-8喷气客机在我国上海降落时， 由于飞机刹车系统的高压气瓶发生应力腐蚀爆炸，致使刹 车失灵，飞机冲出跑道，致使数十人受伤。 ✓1985年8月12日一架日航波音747客机由于发生应力腐 蚀开裂而坠毁，死亡500多人。 ✓1980年3月北海油田的亚历山大·基兰德号采油平台发生 腐蚀疲劳破坏，致使 123人丧生。 ✓2004年8月9号，日本美滨核电站3号反应堆涡轮机房配 水管发生腐蚀穿孔，引起高温高压水蒸气泄漏，导致4死7 伤的生产事故。
腐蚀与防护
腐蚀事例（感性认识）
老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的生 锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管道 流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广场 上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首饰 的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的发 黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙齿 的坏烂、石头的风化等等。
✓ 震惊世界的印度博帕尔公害事件：1984年12月3日凌晨，印度
博帕尔市郊的"联合碳化杀虫剂厂"一贮罐的安全阀由于腐蚀发生毒气泄 漏事故。1小时后有毒烟雾袭向这个城市，形成了一个方圆25英里的毒雾 笼罩区。近邻的两个小镇上，有数百人在睡梦中死亡。火车站里的一些 乞丐死亡。一周后，有2500人死于这场污染事故，另有1000多人危在 旦夕，3000多人病入膏肓，20多万人双目失明。博帕尔的这次公害事件 是有史以来最严重的污染事故惨案。
c）造成产品污染，影响产品质量和企业的经济效益。如少量 的铜盐就可以毁坏整缸肥皂液，会加速肥皂变质，缩短肥 皂的贮用时间。皂液盒绝对不能用铜瓶、或镀铜的瓶子灌 装！
腐蚀与防护学科的最新进展
腐蚀与防护学科的最新进展、发展趋势、应用前景、腐蚀与防护学科的内容与最新进展随着社会的发展，三大公害(自然灾害、环境污染、腐蚀)之一的腐蚀越来越受到重视，腐蚀是悄悄自发的一种冶金的逆过程，发生在我们生产、生活和建设的各个环节。
1999年幵始的“中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策"，历时3 年。
其结果表明：我国每年腐蚀总损失可达5000亿元以上。
约占国民生产总值(GNP)的5%。
应如同对待医学和环保一样重视腐蚀问题。
在近一个世纪的研究中，腐蚀与防护学科基本形成了自己的体系，材料的腐蚀控制，从材料的研发、材料的腐蚀性能评价、材料的选择与设计、先进涂层的选用、阴极保护技术以及腐蚀的理论体系等方面开展了大量的工作，积累了丰富的经验。
目前，腐蚀科学与技术研究开发的新前沿扩展到从纳米技术到宏观材料的腐蚀科学与工程。
大气腐蚀、石油天然气化工工业腐蚀、有色金属与合金腐蚀、涂层和表面修饰、不锈钢的腐蚀与金属钝化、阴极保护等腐蚀问题继续受到尖注和重视。
尤以大气腐蚀、涂层和表面修饰及不锈钢的腐蚀与钝化研究及其在各行业的应用表现最为活跃。
1、在大气腐蚀方面从不同角度致力于耐蚀材料和材料耐蚀性的研究。
各国学者普遍尖注的问题是：耐候钢锈层组分分析和结构解析；合金元素在锈层中的作用和存在状态；应用X射线同步辐射技术分析锈层超细颗粒的组成和纳米结构；使用ACM传感器监测耐候钢的大气腐蚀；带锈电极的极化行为和阻抗性质等。
在日本，由于具有岛国气候以及步入人口老龄化社会和劳动力短缺的特点，开发具有免涂装和免维护功能的耐海岸大气腐蚀的耐候钢是其今后发展结构材料的战略选择，因此，耐候钢大气腐蚀的研究在日本十分活跃。
目前，为了降低耐候钢的生产成本，寻找价格较低的合金元素也正在成为研究热点，铝和硅是最有希望和前途成为向耐候钢中添加的合金元素之一。
同时，耐候钢的研究进展都与新的电子技术和表面测试技术紧密联系在一起，如X 射线衍射、电子探针、扫描电镜、透射电镜、电子能谱、红外光谱、交流阻抗技术等的相尖技术。
腐蚀理论与防护技术思考题
化工设备腐蚀与防护技术思考题绪论1. 什么是金属的腐蚀？金属腐蚀的根本原因是什么？2. 腐蚀的危害体现在哪些方面？3. 为什么说腐蚀与防护科学是一门边缘科学？4. 什么是化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？二者的区别与联系是什么？5. 常见的局部腐蚀有几种？6. 腐蚀过程的共同特性是什么？第一章化学腐蚀1. 什么是金属的氧化？2. 金属的化学腐蚀有什么特点？3. 金属氧化的热力学判据？4. 影响金属氧化膜形成的因素有哪些？5. 金属的氧化属于化学腐蚀，却又由电化学模型来解释之为什么？6. 满足哪些条件的金属氧化膜才有保护作用？7. N型氧化物和P型氧化物的导电机理是什么？如何用哈菲原子价规律解释合金化提高金属耐蚀性的原理？8. 金属氧化的动力学曲线有几种类型？9. 钢铁高温氧化时的氧化产物组成是什么？氧化膜增长机理又是什么？10. 铸铁肿胀的实质是什么？11. 什么是氢腐蚀？处于氢脆和氢腐蚀状态的金属材料有什么特性？12. 为什么说金属的硫化比氧化更严重？13. 加工高硫原油的减压填料塔停工处理不当可能会出现自燃，试分析其原因？如何防止自燃发生？14. 什么是高温烟气的硫酸露点腐蚀？如何防止之？第二章电化学腐蚀的理论基础5. 金属发生电化学腐蚀的热力学条件是什么？6. 电位-pH图中的三类曲线各代表什么含义？7. 氢电极和氧电极的电位-pH 图中氢、氧平衡线把图分成哪三个区域？8. Fe-H 2O 系的电位-pH 图被各条曲线分成几类区域？其在腐蚀科学研究中有什么作用？9. 什么是腐蚀电池？腐蚀电池的组成条件是什么？10．简述腐蚀电池的工作历程？11. 微观腐蚀电池形成的原因有哪些？12. 什么是极化现象、阳极极化、阴极极化？13. 电化学极化形成的原因是什么？14. 埃文斯极化图有什么作用？15. 什么是共轭体系？16. 什么是腐蚀电位？17. 什么是金属的钝化？金属钝化的特征是什么？18. 金属钝化曲线有几个特征电位？这些特征电位将曲线分成几部分？19. 什么金属钝化理论的成相膜理论及吸附膜理论？20. 什么是析氢腐蚀？什么是吸氧腐蚀？21. 氧电极的极化曲线可分成哪几个区域？22. 工程结构中对同时存在由不同材料构成的阴、阳极时，如何确定阴阳极的相对面积？为什么？23. 衡量金属钝化性能好坏的电化学参数是什么？其物理意义是什么？24. 影响电化学腐蚀的因素有哪些？25. 在腐蚀电池Fe|NaCL (充气的)|Pt中⑴阴、阳极各是哪一个？(2) 外电流的方向怎样？(3) 铁和铂片上主要进行的反应是什么？写出电极反应方程式？(4)将NaCL溶液换成稀HCL溶液，反应将发生什么变化？26. 一个铁钉完全浸泡在充氧的水中，它会在什么部位发生腐蚀？写出相应的阳极和阴极反应式？第三章常见的局部腐蚀电池的本质是什么？6. 试以铝合金在含有氯离子的溶液中发生孔蚀时的自催化原1. 说明三类双电层的带电状态，并解释为什么会形成这种电荷分布结构？2. 什么叫电极电位、平衡电极电位、标准电极电位？如何确定电极的电极电位？3. 作为参比电极必须满足哪些条件？4. 什么是标准电位序？什么是腐蚀电位序？1. 常见的八大局部腐蚀形态是什么？2. 全面腐蚀的电化学特点是什么？工程中如何控制全面腐蚀？3. 什么叫电偶腐蚀？电偶腐蚀的机理是什么？4. 为什么说工程结构中存在异种金属组合时“大阴极、小阳极”结构不合理？5. 孔蚀的机理是什么？孔蚀发展过程中形成的闭塞理？7. 什么是缝隙腐蚀？缝隙腐蚀的机理是什么？8. 缝隙腐蚀和点蚀的异同点是什么？9. 什么叫选择性腐蚀？常见的选择性腐蚀有哪些？10. 黄铜脱锌的机理是什么？11. 为什么灰铸铁会发生选择性腐蚀而球墨铸铁却不会？12. 什么叫沿晶腐蚀？沿晶腐蚀发生的内因与外因是什么？13. 说明18-8 不锈钢发生晶间腐蚀的贫化机理？应采用什么措施防止？14. 什么是应力腐蚀开裂？应力腐蚀开裂发生的条件是什么？15. 应力腐蚀开裂发生的机理有哪些？分别是什么？16. 什么是腐蚀疲劳？腐蚀疲劳的特点是什么？17. 影响腐蚀疲劳的因素有哪些？18. 说明空泡腐蚀发生的详细过程？19. 金属的孔蚀一般会在什么条件下发生？某工厂有一台海水换热器，由于碳钢管束腐蚀严重，想改用铝材或不锈钢的换热器，对此谈谈你的看法？第四章金属在自然环境中的腐蚀1. 按照潮湿程度，金属的大气腐蚀有哪几类？它们是否有本质区别？2. 影响大气腐蚀的因素有哪些？为什么大气中的尘埃易引起钢铁腐蚀？3. 防止大气腐蚀主要有哪些措施？4. 海水腐蚀的阳极过程有什么特点？5. 金属发生大气腐时，水膜层厚薄程度对水膜下的腐蚀过程有何影响？6. 试比较海水腐蚀、大气腐蚀和土壤腐蚀异同点？7. 影响土壤腐蚀的因素有哪些？8. 什么是杂散电流腐蚀？9. 东营地区的新自行车较周围其他地区相比为什么会在较短的时间内生锈，试从腐蚀与防护角度出发解释其原因？如何防止其生锈？10. 钢铁在含SO2 的工业大气中比在洁净大气中腐蚀严重，解释其原因？11. 埋在土壤中的钢管同时经过沙土带和粘土带，哪个土壤带的金属会发生腐蚀？为什么？12. 乙烯生产工艺中要在低于-100 C的温度下把裂解气中的CH4、Hb、C2H6、GH4等介质进行低温分离。
腐蚀与防护期刊
腐蚀与防护期刊引言：腐蚀是指金属或其他材料在一定环境中的化学或电化学反应而导致其性能逐渐降低或完全失效的过程。
腐蚀是一种令人头痛的问题，对于各个行业来说都至关重要，无论是建筑、航空、能源还是化工等领域，防止腐蚀的影响都是一个不可忽视的任务。
本期刊旨在探讨腐蚀及其防护的相关问题，包括腐蚀的成因、腐蚀对材料性能的影响以及防护腐蚀的方法和方式等。
希望通过本期刊的内容，能提高读者对腐蚀及其防护的认识，为各行各业提供腐蚀防护的解决方案。
第一部分：腐蚀的成因腐蚀的成因有多种，主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是指材料直接与环境中的化学物质发生反应导致腐蚀。
电化学腐蚀是指材料与外界的电化学体系相互作用，形成电化学腐蚀反应。
腐蚀过程中，还存在着腐蚀介质、腐蚀速率和腐蚀产物等重要因素。
第二部分：腐蚀对材料性能的影响腐蚀对材料的影响是多方面的。
首先，腐蚀会减少材料的强度和硬度，导致其在承受力和使用寿命方面降低。
其次，腐蚀还会导致材料表面的光洁度下降，影响美观度和表面质量。
此外，腐蚀还会引起材料的变形、断裂和脆化等问题，严重影响其性能。
第三部分：腐蚀防护的方法和方式腐蚀防护是指预防或延缓物体受到腐蚀的过程。
腐蚀防护的方法多种多样，可以根据不同的腐蚀环境和材料特性选择合适的方式进行防护。
常见的腐蚀防护方法包括表面处理、阻隔保护和外部防护等。
其中包括使用涂层、涂覆膜、防蚀助剂、防腐剂、阴极保护和电化学防护等方法。
第四部分：腐蚀防护的发展趋势和挑战腐蚀防护技术的发展不仅受到科学技术的影响，还受到经济、环保和可持续发展等因素的影响。
在追求更好的性能和可靠性的同时，也需要考虑节能减排和资源利用的问题。
腐蚀防护技术面临着一系列挑战，如环境因素、新材料的应用和智能化技术的进步等。
因此，腐蚀防护技术的发展需要不断推陈出新，不断提高防护效果和降低成本。
结论：腐蚀是一种常见的问题，对于各行各业的材料都具有重要影响。
通过了解腐蚀的成因、对材料性能的影响以及防护腐蚀的方法和方式等方面的知识，可以提升对腐蚀的认识，更好地解决腐蚀问题。
腐蚀与防护课程设计
腐蚀与防护课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握腐蚀与防护的基本概念、原理和方法，培养学生对材料科学的兴趣和热情，提高学生的科学素养和创新能力。
1.了解腐蚀的定义、类型和影响因素。
2.掌握腐蚀防护的基本原理和常用方法。
3.了解材料腐蚀与人类生产生活的关系。
4.能够分析材料的腐蚀原因和腐蚀过程。
5.能够运用腐蚀防护方法解决实际问题。
6.具备一定的科学研究和创新能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生对材料科学的兴趣和热情。
2.培养学生关注社会、关注生活的学习态度。
3.培养学生团结协作、积极进取的精神风貌。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括腐蚀与防护的基本概念、原理和方法。
1.腐蚀与防护的基本概念：介绍腐蚀的定义、类型和影响因素，使学生了解腐蚀现象及其危害。
2.腐蚀防护的原理：讲解腐蚀防护的基本原理，如电化学防护、涂层防护等，使学生掌握腐蚀防护的科学依据。
3.腐蚀防护的方法：介绍常用腐蚀防护方法，如阴极保护、涂料保护等，让学生学会运用腐蚀防护方法解决实际问题。
4.材料腐蚀与生产生活：分析材料腐蚀与人类生产生活的关系，让学生了解腐蚀问题在实际生活中的重要性。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解腐蚀与防护的基本概念、原理和方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生就腐蚀与防护问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生学会运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：进行腐蚀实验，让学生直观地了解腐蚀现象，提高学生的实践操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《腐蚀与防护》教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备腐蚀实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。