电偶腐蚀 ppt课件
电化学腐蚀的原理PPT课件
当金属与电解质溶液接触后，溶液中的一部分已水化了的金属离子将解脱水 化作用向金属表面沉积，使金属表面带正电。同时由于水化等作用，已沉积 到金属表面上的金属离子亦可重新返回到溶液中去。当上述两种过程达到动 态平衡时，结果就形成了金属表面带正电，紧靠金属表面的液层带负电的双 电层，见1-2（b）。
割的部分。
(1)阳极过程：金属溶解，以离子形式进入溶 液，并把等量电子留在金属上；
(2)电子转移过程：电子通过电路从阳极转移 到阴极；
(3)阴极过程：溶液中的氧化剂接受从阳极流 过来的电子后本身被还原。
由此可见，一个遭受腐蚀的金属的表面上至 少要同时进行两个电极反应，其中一个是金属阳 极溶解的氧化反应，另一个是氧化剂的还原反应 。
E(R/O)E0R nF TLn[[O R]]ba
特殊 E (R 条 /O ) E 件 0 0 .0： 5 L g [O 9 ]a n
注意事项
1、a 、b的值半反应式中相应的系数，一般来说，对 于稀溶液，可以直接用浓度代替活度进行计算
2、若组成氧化还原电极的某物质是固体或纯液体， 则不列入方程式，若为气体，则用分压表示，溶液 中的物质用相对浓度表示
0.7618v,带入能斯特方程得
(Zn2/Zn)(Zn2/Zn)0.05n917Vlg{{cc((氧 还化 原态 态))}}ba
0.7615V
0.05917V 2
lg
c(Zn) c
0.7615V 0.05917V lg 0.001 2
0.81V
例1.3讨论中性溶液中H+/H2的电极电势（298.15K, p(H2)=100.0kPa) pH=-lg[H+]
正电性的金属铂上能吸附氧分子或氢分子
电偶腐蚀知识讲解
地址：南海 腐蚀方式：电偶腐蚀 材料：铝合金和碳钢
电偶腐蚀的主要防止措施有： ①选择在工作环境下电极电位尽量接近（最好不超过50毫伏）的 金属作为相接触的电偶对； ②减小较正电极电位金属的面积，尽量使电极电位较负的金属表 面积增大； ③尽量使相接触的金属电绝缘,并使介质电阻增大； ④充分利用防护层,或设法外加保护电位。 选择防护方法时应考虑面积律的影响，以及腐蚀产物的影响等。
生物膜
形成过
程外部 因素
条件膜
可逆吸附 不可逆吸附 生物膜形成 部分生物膜脱落
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电偶腐蚀
材料名称 钛及钛合金 316不锈钢 304不锈钢 蒙乃尔合金 镍铝青铜 纯铜 镁合金
不同材料的电偶腐蚀
海洋环境电势（Ｖ） 材料名称
+0.06到-0.05
生铁
-0.18
碳钢
-0.53
B30铜镍合金
-0.08到-0.12
B10铜镍合金
-0.19到-0.20
铝黄铜
-0.28到-0.36
錫黄铜
-1.5到-1.6
海洋环境电势（Ｖ） -0.60到-0.72 -0.60到-0.72 -0.13到-0.22 -0.21到-0.28 -0.32 -0.24到-0.29
地址：钢厂 腐蚀方式：螺栓电偶腐蚀 材料：不同材质的不锈钢
地址：南海 腐蚀方式：电偶腐蚀 材料：碳钢和铝合金
地址：地埋管 腐蚀方式：电偶腐蚀 材料：不锈钢和铸钢管
腐蚀分类PPT课件
全面腐蚀 General corrosion
不均匀的全面腐蚀
均匀的全面腐蚀
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全面腐蚀（定义）： 暴露于腐蚀环境中，在整个金属表面上进行的腐
蚀称为全面腐蚀。各部位腐蚀速率接近，金属的表 面比较均匀地减薄，金属表面无明显的腐蚀形态差 别。同时允许具有一定程度的不均匀性。 局部腐蚀（定义）：
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5. 全面腐蚀造成金属的大量损失，所造成金属的损失量大； 6. 从技术的观点来看，这类腐蚀并不可怕，一般不会造成
突然事故。根据测定和预测的腐蚀速率，在工程设计时 可预先考虑应有的腐蚀裕量； 7. 表面可根据服役年限的要求，涂覆不同的覆盖层，包括 金属喷镀、电镀、热浸镀和各种涂料涂装体系以防止设 备的过早腐蚀破坏。
点蚀的程度： 用点蚀系数来表示， 蚀孔的最大深度和金属平均腐蚀深度的比值。
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点蚀的形貌与产生的条件
各种点蚀的形貌
a)窄深形 b)椭圆形 c)宽浅形 d)空洞形 e)底切形 f)水平形 g)垂直形
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点蚀的危害：(破坏性和隐患性最大的腐蚀形态) 点蚀导致金属的失重非常小，阳极面积很小，
局部腐蚀速度很快，常使设备和管壁穿孔，从而 导致突发事故。
第一阶段：蚀孔成核（发生） 钝化膜破坏理论和吸附理论
第二阶段：蚀孔生长（发展） “闭塞电池” 的形成为基础，并进而形
成“活化－钝化腐蚀电池”－自催化作用
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第一阶段：蚀孔成核
1. 钝化膜破坏理论： 钝化的成相膜理论认为，当电极阳极极化时，
钝化膜中的电场强度增加，吸附在钝化膜表面上的 腐蚀性阴离子（如Cl－），因其离子半径较小而在 电场的作用下进入钝化膜，使钝化膜局部成为强烈 的感应离子导体，钝化膜在该点上出现了高的电流 密度，并使阳离子杂乱移动而活跃起来。
DC_第二章_电化学腐蚀的理论基础ppt课件
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5. Standard Electrochemical Series and Galvanic Series — 标准电位序和腐蚀电位序
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Section 2
Thermodynamic Conditions of Metal Electrochemical Corrosion
❖ 1.Electrochemical Corrosion—是指金属与介质发 生电化学反应而引起的变质和损坏的现象。
❖ 2.Difference between Electrochemical Corrosion and
Chemical Corrosion
▪ 2.1电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质，且大多 为水溶液。
Standard Hydrogen Electrode 标准氢电极
4.1.3 Measurement of Potential — 电极电位的测量
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4. Specification Of Electric Potential—电极电位的确定
4.2 Calculation — 计算法
Z n H 2 S4O Zn 4 S H 2O
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1. The Phenomenon of Electrochemical Corrosion — 金属的电化学腐蚀现象
为什么铜能够加速锌与稀 硫酸的作用呢？
铜之所以会加速锌片在稀 硫酸中的溶解速度，是因 为铜和锌以及稀硫酸组成 了一个原电池，而且铜的 析氢电位较低。
3.1.1 Single Electrode — 单电极 在金属-溶液的界面上只发生单一 的电极反应的电极。
第二章 金属电化学腐蚀原理ppt课件
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第二章 金属电化学腐蚀原理
原因：工业锌中含有铁杂质，杂质电位一般较锌的电位高，于是构成了锌 为阳极，杂质为阴极的许许多多微小.的腐蚀电池。这种腐蚀电池称为微观 腐蚀电池。
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.2 电化学腐蚀原理
2.2.2 腐蚀电池的电极过程 金属电化学腐蚀由下列三个过程组成： （1）阳极过程，即金属溶解： M+n·ne→Mn+ + ne （2）电子从阳极区流入阴极区， （3）阴极过程，从阳极区来的电子被去极化剂(如酸性溶液中的 氢离子或中性和碱性溶液中的溶解氧等)所吸收。 氢离子的还原反应： H++e→H H+H → H2
b. 小孔腐蚀（pitting corrosion，又称点蚀、 坑蚀）：一种腐蚀集中于金属表面很小的范 围内并深入到金属内部的腐蚀形态. 。
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.1 腐蚀的基本概念
2.1.2 金属腐蚀的分类
2. 按腐蚀的形式分类：
2）局部腐蚀（localized corrosion）
（1）无应力条件下的腐蚀形态：
.
第二章 金属电化学腐蚀原理
§2.2 电化学腐蚀原理
2.2.3 腐蚀电池的类型
1. 宏观腐蚀电池 (2)浓差电池 同一种金属浸入同一种电解质溶液中，若局部的浓度不同，即可形成腐蚀电 池。如船舷及海洋工程结构的水线区域，在水线上面钢铁表面的水膜中含氧 量较高；在水线下面氧的溶解量较少，加上扩散慢，钢铁表面处含氧量较水 线上要低得多。含氧量高的区域，由于氧的还原作用而成为阴极，溶氧量低 的区域成为阳极而遭到腐蚀。由于溶液电阻的影响，通常严重腐蚀的部位离 开水线不远，故称水线腐蚀。
电化学腐蚀1ppt课件
在桥梁防腐中，采用外加电流法对被保护钢构桥梁进行阴极保护。通过在桥梁基础部位设置辅助阳极和参比电极 ，并连接外加电源负极和正极，组成外加电流阴极保护系统。通过调整外加电源的输出电压和电流，使桥梁钢构 处于阴极保护状态。
04 表面处理技术在电化学腐蚀防护中应用
涂层技术种类和选择依据
涂层技术种类
面临的挑战与解决方案
探讨目前新型抗电化学腐蚀材料研究所面临 的挑战，如材料性能与成本的平衡、制备工 艺的改进等，并提出可能的解决方案和发展
建议。
06 实验方法与检测设备在电化学腐蚀研究中应用
实验方法设计思路和实施步骤
设计思路
根据电化学腐蚀的原理和影响因素，设计合 理的实验方案，包括电极材料的选择、电解 质的配制、实验条件的控制等。
05 新型抗电化学腐蚀材料研究进展
耐蚀合金材料研究进展
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耐蚀合金材料的种类与特性
介绍常见的耐蚀合金材料，如不锈钢、镍基合金 、钛合金等，并分析其耐蚀性能及适用环境。
耐蚀合金材料的制备工艺
阐述耐蚀合金材料的制备方法，如粉末冶金、电 镀、化学镀等，并探讨不同工艺对材料性能的影 响。
耐蚀合金材料的应用领域
数据处理
对实验数据进行整理、筛选和分类，提取有效信息。
结果分析
运用统计学方法对数据进行分析，揭示电化学腐蚀的规 律和影响因素。结合实验现象和理论知识，对实验结果 进行解释和讨论。
THANKS 感谢观看
速率较慢。
潮大气腐蚀
在潮湿的大气环境中，金属表面 水膜连续且较薄，氧的扩散和金 属氧化物的形成加速，腐蚀速率
增加。
湿大气腐蚀
在湿润的大气环境中，金属表面 水膜较厚，氧的扩散和金属氧化 物的形成进一步加速，同时水膜 中可能含有腐蚀性离子，导致腐
01实验一电偶腐蚀
实验一电偶腐蚀实验一、实验目的通过失重法和电位、电流测量实验，了解电偶的形成与单一金属腐蚀速率、耦合电位等参数的相互关系，同时通过实验数据了解电偶腐蚀的特点、腐蚀介质、电位差、面积比等因素对电偶腐蚀的影响规律，并总结出相对应的预防措施。
二、实验原理电偶腐蚀：当一种不太活泼的金属(阴极)和一种比较活泼的金属(阳极)在电解质溶液中接触时，因构成腐蚀原电池而引发电流，从而造成（主要是阳极金属）电偶腐蚀。
电偶腐蚀也称双金属腐蚀或金属接触腐蚀。
电偶腐蚀首先取决于异种金属之间的电极电位差。
这一电位指的是两种金属分别在电解质溶液(腐蚀介质)中的实际电位。
通常在手册、资料中能找到的是各种金属、合金在特定的介质中按腐蚀电位高低排列的电位顺序表，称作电偶序。
在其它条件不变的情况下，它们之间的电位差愈大，腐蚀初始驱动力愈大。
影响电偶腐蚀的因素还有介质导电性、极化性及面积比。
面积比是指阴、阳极面积比，比值愈大，即大阴极小阳极组成的电偶，其阳极腐蚀电流密度愈大，腐蚀愈严重。
在腐蚀电偶的阳极区有涂层时也会出现大阴极小阳极的情况，结果造成极严重的局部腐蚀而迅速穿孔。
对于耦合电流的测定，可以采用零欧姆计直接测定耦合电流，主要就是在测定耦合电流时，不引入耦合电阻，使得测定结果具有较高的准确度。
在实验室测定时如果没有零欧姆计，可以采用万用表或者直流电流表直接测定，也可以采用外加标准电阻测定电位差的方式进行评价，需要注意的是外加标准电阻越小测定准确度就越高，根据测量误差要求一般采用体系接水电阻的5-10%或者更小的外加电阻，最后换算成耦合电流即可。
常用的腐蚀评定方法：1. 失重法由于腐蚀作用，材料的重量会发生系统变化，此即重量法测定材料抗蚀能力的理论基础。
虽然近年来发展了许多新的腐蚀研究方法，但重量法仍然是最基本的定量评定腐蚀的方法，并已被广泛应用。
重量法简单而直观，适用于实验室和现场试验。
失重法是一种筒单而直接的方法；它不要求腐蚀产物牢固附着在材料表面，也不考虑腐蚀产物的可溶牲，因为试验结束后必须从试样上请除全部腐蚀产物。
电偶腐蚀磨损腐蚀
实例4：搅拌釜合并“进、出料口” 引发爆炸
• “进、出料口”附近成为检测死角。 内部检测受到搅拌轴、桨叶限制；外 部检测受到外保温层、管法兰限制。
• 由于对此类情况重视不够，使管口附 近下封头壁厚严重减薄，引发搅拌釜 爆炸。
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提示：
液体由狭窄的管路进入相对宽阔的 容器空间，在压力有所降低的同时， 会产生气蚀、闪蒸、磨损腐蚀，使管 口附近容器壳体局部壁厚减薄。
加工
环境
比较
成分 → 组织 → 性能 → 选用
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“性质”与“性能”
• 性质：一种事物所固有的、区别于其他事 物的属性。
• 性能：某种事物的性质在特定环境条件下 所表现出的功能。
• 二者的区别在于“环境”，性质是固有的； 环境是千变万化的；所以对性能的要求是 变化的。
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“性能”之一：δn↑～PWHT
• 与Ni连接处的316L，腐蚀严重，深度达2～ 3mm，离Ni板越远腐蚀越轻。
• 316L与304L 焊缝处，304L腐蚀严重，只 剩1mm厚。
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实例2：氯化氢塔中段塔节电偶腐蚀
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实例2：氯化氢塔中段塔节电偶腐蚀
• 现场覆膜金相未发现晶间腐蚀迹象。 • 塔壁腐蚀穿孔是发生在壁厚严重减薄
的凹坑处的自然穿孔，不是孔蚀。 • Ni与316L之间存在电偶腐蚀 。 • 316L与304L焊接处，由于Ni～SS、
电偶腐蚀磨损腐蚀
常见腐蚀形态示意图
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定义 特点
• 电偶腐蚀：两种金属在同一介质中接触时， 电位较低金属腐蚀速度加快，电位较高金 属腐蚀速度降低的局部腐蚀现象。
• 两种金属电位差↑，电偶腐蚀倾向↑。 • 阴极面积↑，阳极面积↓，阳极腐蚀↑。
电偶腐蚀测试方法介绍
电偶腐蚀测试方法介绍电偶腐蚀的定义及其原理电偶腐蚀也叫以异金属腐蚀或接触腐蚀，是指两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成回路时，电位较正的金属腐蚀速率减缓，而电位较负的金属腐蚀加速的现象。
构成这种现象的原因是这两种材料间存在着电位差，形成了宏观腐蚀原电池。
电偶腐蚀作为一种普遍的腐蚀现象，可诱导甚到口速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等腐蚀过程的发生。
产生电偶腐蚀应同时具备下述三个基本条件：第一，具有不同腐蚀电位的材料，电偶腐蚀的驱动力是被腐蚀金属与电连接的高腐蚀电位金属期E金属之间产生的电位差；第二，存在离子导电支路，电解质必须连续地存在于接触金属之间，构成电偶腐蚀电池的离子导电支路；第三，存在电子导电支路，即被腐蚀金属与电位高的金属或非金属之间要么直接接触，要么通过其他电子导体实现电连接，构成腐蚀电池的电子导电支路。
电偶腐蚀原理如下图所示:图1电偶腐蚀原理示意图电偶腐蚀测试的意义及应用领域电偶腐蚀存在于众多的工业装置和工程结构中，它是一种最普遍的局部腐蚀类型。
轮船、飞机、汽车等许多交通工具都存在着异种金属的相互接触，都会引起程度不同的电偶腐蚀。
电偶腐蚀甚至存在于电子和微电子装备中，它们在临界湿度以上及腐蚀性大气环境下工作时，许多铜导线、镀金、镀银件与焊锡相接触而产生严重的电偶腐蚀。
纽约著名的自由女神铜像内部的钢铁支架发生的严重腐蚀就是因为发生了电偶腐蚀，许多钢铁支架锈蚀得只剩下原来的一半，抑钉也已脱落；同时在潮湿空气、酸雨等作用下，铜皮外衣也被腐蚀得比原先薄了许多。
据报道，各军兵种的军事装备由于电偶腐蚀，破坏了它们的可靠性，导致电子装备的早期失效，直接影响乃至丧失它们的作战能力。
在某些情况下，两种不同的金属虽然没有直接接触，在意识不到的情况下也有引起电偶腐蚀的可能。
例如循环冷却系统中的铜零件，由于腐蚀下来的铜离子可通过扩散在碳钢设备表面上沉积,沉积下的疏松的铜粒子与碳钢之间便形成了微电偶腐蚀电池，结果引起了碳钢设备严重的局部腐蚀。
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生铁
316不锈钢
-0.18
碳钢
304不锈钢
-0.53
B30铜镍合金
蒙乃尔合金
-0.08到-0.12
B10铜镍合金
镍铝青纯铜
-0.28到-0.36
錫黄铜
镁合金
-1.5到-1.6
海洋环境电势（Ｖ） -0.60到-0.72 -0.60到-0.72 -0.13到-0.22 -0.21到-0.28 -0.32 -0.24到-0.29
地址：钢厂 腐蚀方式：螺栓电偶腐蚀 材料：不同材质的不锈钢
地址：南海 腐蚀方式：电偶腐蚀 材料：碳钢和铝合金
地址：地埋管 腐蚀方式：电偶腐蚀 材料：不锈钢和铸钢管
地址：南海 腐蚀方式：电偶腐蚀 材料：铝合金和碳钢
电偶腐蚀的主要防止措施有： ①选择在工作环境下电极电位尽量接近（最好不超过50毫伏）的 金属作为相接触的电偶对； ②减小较正电极电位金属的面积，尽量使电极电位较负的金属表 面积增大； ③尽量使相接触的金属电绝缘,并使介质电阻增大； ④充分利用防护层,或设法外加保护电位。 选择防护方法时应考虑面积律的影响，以及腐蚀产物的影响等。
电偶腐蚀
电偶腐蚀原理
由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种 金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀，亦 称接触腐蚀或双金属腐蚀。该两种金属构成 宏电池，产生电偶电流，使电位较低的金属 （阳极）溶解速度增加，电位较高的金属 （阴极）溶解速度减小。所以，阴极是受到 阳极保护的。阴阳极面积比增大，介质电导 率减小，都使阳极腐蚀加重。发生电偶腐蚀 时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀,而电 极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。
腐蚀微电池 合金中呈现不同电极电位的金属相、化合物、组分元素的贫化 或富集区，以及氧化膜等也都可能与金属间发生电偶现象，钝化与 浓差效应也会形成电偶型的腐蚀现象，这些微区中的电偶现象通常 称为腐蚀微电池，不称作电偶腐蚀。
不同材料的电偶腐蚀
电偶腐蚀 材料名称
海洋环境电势（Ｖ） 材料名称
钛及钛合金
+0.06到-0.05