金属管道腐蚀防护基础知识

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金属管道腐蚀防护基础知识

金属管道腐蚀防护基础知识

金属管道腐蚀防护基础知识引言:金属管道在许多工业领域中被广泛应用,包括石油化工、化学工程、航空航天、供水供气等等。

然而,金属管道腐蚀是一个常见的问题,导致管道的功能性能下降,甚至可能引发严重的事故。

因此,金属管道腐蚀防护是非常重要的。

本文将介绍金属管道腐蚀的基本原因、腐蚀类型以及常用的腐蚀防护方法。

一、金属管道腐蚀的原因:金属管道腐蚀的原因主要有以下几点:1. 化学腐蚀:当金属管道与介质中的酸、碱、盐等化学物质发生反应时,会引发化学腐蚀。

例如,金属管道与盐水接触时,会引发盐水腐蚀。

2. 电化学腐蚀:当金属管道处于电解质溶液中,且与其他金属或非金属相接触时,会形成一个电化学反应体系,导致管道表面发生腐蚀。

例如,金属管道与土壤接触时,会引发土壤腐蚀。

3. 腐蚀疲劳:金属管道在经历重复应力循环的情况下,容易发生腐蚀疲劳,形成腐蚀龟裂。

4. 应力腐蚀开裂:金属管道在受到应力的作用并暴露于腐蚀介质中时,容易出现应力腐蚀开裂。

二、金属管道腐蚀的类型:金属管道腐蚀的类型主要有以下几种:1. 均匀腐蚀:管道表面均匀发生腐蚀,导致管道的厚度逐渐减少。

2. 局部腐蚀:管道表面只发生局部区域的腐蚀,可能形成坑洞、孔洞等,导致管道的局部薄弱。

3. 穴蚀腐蚀:在管道表面形成小孔,逐渐向管道内部扩展,可能造成管道破裂。

4. 电化学腐蚀:通过金属管道与周围环境的电化学反应形成腐蚀。

5. 应力腐蚀开裂:受到应力的作用下,管道在腐蚀介质中发生开裂。

三、金属管道腐蚀防护方法:为了保护金属管道免受腐蚀侵害,我们可以采用多种腐蚀防护方法。

1. 表面涂层防护:通过在金属管道表面涂上一层防腐涂料来阻隔金属与腐蚀介质的接触,起到防护腐蚀的作用。

常见的涂层材料有油漆、橡胶、聚酯、环氧树脂等。

2. 阳极保护:通过在金属管道表面安装一个更容易被腐蚀的金属(如锌)作为阳极,使其受到腐蚀,从而保护主体金属管道不被腐蚀。

常见的阳极保护方法有热浸镀锌、电镀锌等。

中国腐蚀与防护学会 金属防腐蚀手册

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。

《金属的电化学腐蚀与防护》 讲义

《金属的电化学腐蚀与防护》 讲义

《金属的电化学腐蚀与防护》讲义一、金属腐蚀的危害在我们的日常生活和工业生产中,金属材料无处不在。

从小小的螺丝钉到庞大的桥梁建筑,金属都发挥着至关重要的作用。

然而,有一个“敌人”始终威胁着金属的稳定存在,那就是腐蚀。

金属腐蚀会带来诸多严重的危害。

首先,它会导致金属材料的强度降低,使得原本坚固的结构变得脆弱不堪。

比如,一座长期遭受腐蚀的桥梁,可能会在某一天突然坍塌,造成无法估量的生命和财产损失。

其次,腐蚀会增加设备的维修和更换成本。

工厂里的机器设备如果经常受到腐蚀,就需要频繁地进行维修,甚至提前更换,这无疑会增加企业的生产成本,降低生产效率。

再者,金属腐蚀还可能造成环境污染。

一些腐蚀产物可能是有毒有害物质,它们进入土壤、水源,会对生态环境造成破坏。

二、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀,我们首先得明白什么是电化学。

简单来说,电化学就是研究电能和化学能相互转化的一门科学。

当金属与周围的电解质溶液接触时,就可能发生电化学腐蚀。

这主要包括两种常见的类型:吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

吸氧腐蚀通常在中性或弱酸性环境中发生。

以铁为例,铁会失去电子变成亚铁离子进入溶液:Fe 2e⁻= Fe²⁺。

同时,空气中的氧气在水的作用下得到电子,生成氢氧根离子:O₂+ 2H₂O + 4e⁻= 4OH⁻。

亚铁离子和氢氧根离子进一步反应,生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁再被氧化为氢氧化铁,最终形成铁锈。

析氢腐蚀则常见于酸性较强的环境。

还是以铁为例,铁失去电子:Fe 2e⁻= Fe²⁺,同时溶液中的氢离子得到电子生成氢气:2H⁺+2e⁻= H₂↑。

三、影响金属电化学腐蚀的因素金属电化学腐蚀的速率和程度受到多种因素的影响。

首先是金属本身的性质。

不同的金属在相同的环境中,腐蚀的难易程度是不同的。

例如,在潮湿的空气中,铁很容易生锈,而金则几乎不会被腐蚀。

这是因为金的化学性质非常稳定,不容易失去电子。

其次是环境因素。

湿度、温度、酸碱度等都会对腐蚀产生重要影响。

埋地金属管道腐蚀穿孔原因分析及防护技术

埋地金属管道腐蚀穿孔原因分析及防护技术

埋地金属管道腐蚀穿孔原因分析及防护技术随着工业化和城市化进程的不断推进,安装在地下的金属管道已经成为了现代社会不可或缺的基础设施之一。

金属管道作为输送燃气、石油、水等流体的主要管道,其遭受腐蚀穿孔的现象不断增加,给管道的正常生产运行带来了严重的威胁。

本文将对金属管道腐蚀穿孔的原因进行分析,并介绍一些有效的防护技术。

一、腐蚀穿孔的原因1、化学腐蚀:一些流体具有强腐蚀性,例如:其他酸、碱、氨气等,如果金属管道长期暴露在这些介质中,则会发生化学反应,导致金属管道的腐蚀、穿孔等现象。

2、电化学腐蚀:金属管道在潮湿环境中,会形成电池腐蚀。

在金属管道内部,由于不同材料的接触,以及化学物质的存在,使得金属管道内部的部分区域成为阳极,而其他部分则成为阴极,从而产生电流。

这种电流会加速管道内金属素材的腐蚀速度,导致腐蚀穿孔。

3、微生物腐蚀:地下的金属管道通常会接触到地下水和土壤中的生物和细菌,这些细菌和微生物具有很强的生物腐蚀能力。

这些微生物分解管道表面的金属,进而引起管道腐蚀而穿孔。

微生物腐蚀大多出现在凝析水处以及高含硫化合物介质接触的区域。

4、机械损伤:地下金属管道容易受到机械反弹等因素的影响,从而引起管道表面的缺陷与划痕,缺陷和划痕进一步演变成腐蚀点和穿孔。

二、防护技术1、涂层防腐:涂层防腐是保护金属材料免受外界直接腐蚀的方法。

将聚氨酯和环氧等物质涂在金属管道表面,可防止长期暴露在介质中。

涂层防腐方法有较低的成本,适合用于规模较小的管道预防。

2、热镀锌:热镀锌是将金属管道表面与锌涂层结合,以保护该区域免受腐蚀。

该方法可以抵抗化学和电化学腐蚀,并且有较长的使用寿命。

3、合金覆层防护:合金覆层防护技术是一种新型防腐方法,它把一层与管子表面材料类似的合金覆在管子表面,形成一层致密的保护膜。

该方法的优点是环保,具有较高的抗腐蚀性和较长的使用寿命,但成本相对较高。

4、阴极保护:阴极保护是在管道外部施加一个阴极,使管道成为一个阴极,而防腐剂成为阳极,从而减缓金属管道的腐蚀。

金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀与防护篇一:金属的电化学腐蚀与防护知识点[知识分类和归纳]一、金属的电化学腐蚀1.金属的腐蚀(1)概念金属或合金与周围材料的反应造成的损失现象。

(2)精髓金属原子电子变成阳离子的过程.即金属发生了反应.(3)类型根据与金属的区别,它可以分为腐蚀和腐蚀2.化学腐蚀金属与干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)直接接触造成的腐蚀3.电化学腐蚀(1)概念当不纯金属与电解液接触时,它会发生反应,活性较高的金属会失去电子并被氧化。

(2)分类以钢铁的腐蚀为例【问题探索】将纯铁放入稀H2SO4中是否会发生析氢腐蚀?提示:不是.析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀,纯铁与稀h2so4发生的是化学腐蚀.二、金属保护1.改变金属内部组织结构如制成等.2.在金属表面加保护层如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法.3.电化学保护(1)牺牲阳极阴极保护原理被保护的金属上连接一种更的金属,被保护的金属作原电池的极.(2)外加电流的阴极保护法――原理受保护的金属连接到电源的电极,并充当电解槽的电极【自我诊断训练】1.(2022福建高三质检)打开右图所示装置中的止水夹,一段时间后,可能观察到的现象为()a.烧杯中有气泡产生b.试管内有黄绿色气体产生c.铁丝网的表面产生锈迹d.烧杯内溶液变红色2.在以下关于金属腐蚀的描述中,正确的描述是()a.金属被腐蚀的本质是m+nh2o===m(oh)n+n/2h2↑b.马口铁(镀锡铁)镀层破损后,首先是镀层被氧化c.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀d.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀3.如图所示,铁块腐蚀速率的正确顺序为()a.ⅰ>ⅱ>ⅲb.ⅰ>ⅲ>ⅱc.ⅱ>ⅰ>ⅲd.ⅱ>ⅲ>ⅰ4.以下关于钢制品防腐的陈述是正确的()a.在铁门、铁窗表面涂上油漆b、由于采用了保护涂层或电镀等防腐措施,自行车的所有部件都不需要停放在防雨的地方。

金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀与防护
金属腐蚀机制主要分为两个方面:化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下,金属表面发生氧化还原反应,形成氧化物或其他化合物。例如,当铁暴露于氧和水中时,会形成铁锈(Fe₂O₃·nH₂O),这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下,例如在电解质溶液中,不同电位造成的电流分布变化,会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区,金属发生氧化反应而溶解,释放出电子;在阴极区,则发生还原反应,这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路,从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多,包括:
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触,加快氧化反应。因此,在潮湿环境下,金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如,低pH值(酸性环境)往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如,当金属与不同电位的金属连接时,低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的,尤其是在水体中生活的微生物,会通过其代谢过程改变周围环境,从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成,进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下,发生化学或电化学反应,导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性,还可能引发结构失效,造成巨大的经济损失和安全隐患。因此,了解金属腐蚀的原理和机制,以及实施有效的防护措施,对于延长金属构件的使用寿命,提高工程安全性具有重要意义。

埋地金属管道腐蚀穿孔原因分析及防护技术

埋地金属管道腐蚀穿孔原因分析及防护技术

埋地金属管道腐蚀穿孔原因分析及防护技术埋地金属管道是城市供水、供气、排水和输油输气的重要设施,但长期埋在地下容易发生腐蚀穿孔问题,给管道使用和维护带来了很大困难。

对于金属管道的腐蚀穿孔原因分析和防护技术研究十分重要。

一、腐蚀穿孔原因分析1. 土壤化学成分:不同土壤的化学成分不同,其中含有的水分、盐分、氧化物等物质都会引发金属管道的腐蚀。

在含有高含氧物质或者盐类物质丰富的土壤中,金属管道很容易受到腐蚀。

2. 电化学腐蚀:由于土壤中存在各种电化学成分,比如水分、阳离子、氧化物等,使得金属管道和土壤之间形成了电池电位差,从而引发金属管道的腐蚀。

3. 土壤湿度和温度:土壤中潮湿度和温度都会影响金属管道的腐蚀速度,潮湿度较大时加速了管道的腐蚀速度,温度过高或过低也会间接影响到管道的腐蚀。

4. 细菌侵蚀:土壤中存在大量微生物,其中一些细菌通过吸附、腐蚀剂分离、产生酸碱等方式引发金属管道的腐蚀。

5. 地质条件和外部损伤:例如地震、滑坡、地下水蚀等地质条件,以及人为损伤例如施工不规范等,也会导致金属管道腐蚀穿孔。

二、防护技术1. 选用高质量材料:在金属管道的选择上,应该优先选择抗腐蚀性能好的金属材料,如不锈钢、镀锌钢等材质。

2. 防腐涂层:在金属管道的外表面使用防腐涂层,以提高金属管道的抗腐蚀能力。

3. 置换土壤:对于一些容易引发金属管道腐蚀的土壤,我们可以考虑将其进行替换,选择PH值比较中性的土壤,从而减少金属管道的腐蚀。

4. 阴极保护:通过在金属管道的表面涂覆一层阳极保护层,使得管道形成更均匀的电化学反应,从而保护金属管道。

5. 外部防护结构:对于地质条件或人为损伤导致的金属管道外部损伤,我们可以对其进行外部加固,例如在金属管道周围设置防护柱或者保护壁等结构。

6. 定期检测维护:对于埋地金属管道,我们应该定期进行检测和维护,及时发现问题并进行修复,从而延长金属管道的使用寿命。

埋地金属管道腐蚀穿孔的原因多种多样,需要综合考虑土壤化学成分、地质条件、温度湿度等多方面因素。

金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀与防护

自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
镀铬
烤蓝 烤漆
涂机油
涂凡士林
镀锌
课堂检测
2、将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上, 一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐 蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图 所示。导致现象产生的主要原因是液滴之下氧气 含量比边缘处少。下列说法正确的是( D ) A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移 B.铁腐蚀严重的区域,生锈也严重 C.液滴下的Fe因发生还原反应而被 腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH- 形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈 D.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+ 2H2O+4e-===4OH-
_____________________________________。
课堂小结
一.金属的腐蚀 1.定义 2.本质 化学腐蚀 3.分类
钢铁的析氢腐蚀(次要) 钢铁的吸氧腐蚀(主要)
电化学腐蚀
二.金属的防护 1.电化学保护法 2.改善金属的内部组织结构(内因) 3.在金属表面覆盖保护层
思考:根据金属腐蚀的原理,你能想出什么防止金 属腐蚀的方法?
衣架和电线的外面包 上一层料层
某些工具的“机械转动部位”选 用油脂来防锈,为什么不能用油
生活中常见的一些防护措施
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀 健身器材刷油漆以防锈 上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr
金属的电化学防护
2、牺牲阳极的阴极保护法
原理 :
形成原电池反应时,让被保护 金属做正极,不反应,起到保护作用; 而活泼金属反应受到腐蚀。航海船 只的船底四周镶嵌锌块,就是利用牺牲 阳极保护法来保护船体的。
金属跟接触到的干燥气体(如SO2、Cl2、O2等)或 非电解质溶液(石油)等直接发生化学反应而引起 的腐蚀。
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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。

金属的腐蚀与防护金属有许多优良的性质,例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。

金属材料至今依然是最重要的结构材料,广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。

金属制品在生产和使用的过程中,受到各种损坏,例如,机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。

1、金属腐蚀的定义金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。

金属的腐蚀还有其他的表述。

所谓环境是指和金属接触的物质。

例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等,以及生产生活用的原材料和产品。

由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀,在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。

金属发生腐蚀的部分,由单质变成化合物,至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。

因此,在绝大多数的情况下,金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。

2、金属腐蚀的分类有多种分类方法。

(1)按腐蚀过程的分,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。

例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀,非电解质对金属的腐蚀等。

引起金属化学腐蚀的介质不能导电。

电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏,在腐蚀过程中有电流产生。

引起电化学腐蚀的介质都能导电。

例如,金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。

电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程,而化学腐蚀没有这个特点。

电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。

(2)按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布,分为全面腐蚀和局部腐蚀。

全面腐蚀,是指腐蚀分布于整个金属的表面。

全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀;也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。

在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。

而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。

尽管此种腐蚀的腐蚀量不大,但是由于其局部腐蚀速度很大,可造成设备的严重破坏,甚至爆炸,因此,其危害更大。

金属在不同的环境条件下可以发生不同的局部腐蚀。

例如孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。

还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀;干腐蚀和湿腐蚀等。

当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。

从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。

金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。

据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4.2%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。

有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。

金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。

(1)改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。

例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。

(2)形成保护层在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。

工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。

它们是用化学方法,物理方法和电化学方法实现的。

①金属的磷化处理钢铁制品去油、除锈后,放人特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。

磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5 μm~20 μm,在大气中有较好的耐蚀性。

膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。

②金属的氧化处理将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.5 μm~1.5 μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。

这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。

故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。

③非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。

例如,船身、车厢、水桶等常涂抽漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。

用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。

塑料这种覆盖层致密光洁。

色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。

搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。

④金属保护层它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。

前一金属常称为镀层金属。

金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。

热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如Zn、Sn、Pb和A1等,热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。

(3)改善腐蚀环境改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。

例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。

也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。

(4)电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法。

①牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电池,被保护金属作为阴极而得到保护。

牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。

此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。

②外加电流法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。

此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。

金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害,但也可以利用腐蚀的原理为生产服务,发展为腐蚀加工技术。

例如,在电子工业上,广泛采用印刷电路。

其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀,就可以得到线条清晰的印刷电路板。

三氯化铁腐蚀铜的反应如下:2FeCl3 + Cu==2FeC12 + CuCl2此外,还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术,比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好,分辨率更高。

1. 金属腐蚀:指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;2. 金属腐蚀后的特征:在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化;3. 本质:金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应):M –neˉ=== Mn+设问:从文献当中查找到的已知信息:Fe具有较强的抗腐蚀性,但生活当中我们却经常可以看到Fe生锈的例子,这是为什么呢?钢铁究竟如何被腐蚀掉的呢?知识讲解:4. 金属腐蚀的类型:化学腐蚀:金属跟接触到的物质(如SO2、Cl2、O2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀。

电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生氧化还原放应,比较活泼的金属失去电子被氧化。

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