硫化氢腐蚀原理与防护技术

(2)电化学—腐指蚀金属与介质发生电化学反应而引起的
变质和损坏的现象。
腐蚀原电池模型
阳极(锌电极)：发生 氧化反应的电极。
Zn - 2e Zn 2+
阴极(氢电极)：发生 还原反应的电极 。
2H+ + 2e 2H
阴极去极化剂：O2等
腐蚀电池 A. 宏观腐蚀电池
（1）异金属接触电池 （2）浓差电池 –(盐浓差电池和氧浓差电池) （3）温差电池
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金属晶体
金属晶体的内部结构
金属晶体中，结点上排 列的是金属原子。晶体中原 子在空间的排布，可近似看 成是等径圆球的堆积。为形 成稳定结构采取尽可能紧密 的堆积方式，所以金属一般 密度较大，配位数较大。
金属键
金属晶体中金属原子间的结合力，称为金 属键。特征：无饱和性，方向性。
钢材
2.局部腐腐蚀蚀:集中在金属的局部区域，而其它部分
几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。
局部腐蚀是设备腐蚀破坏的一种重要形式，工 程中的重大突发腐蚀事故多是由于局部腐蚀造成
的。
8种腐蚀形态即:电偶腐蚀、孔蚀（点蚀）、缝 隙腐蚀、沿晶腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀开裂、 腐蚀疲劳、磨损腐蚀。
八大局部腐蚀形态
电偶腐蚀 点腐蚀 缝隙腐蚀 晶间腐蚀 选择性腐蚀 磨损腐蚀 应力腐蚀 腐蚀疲劳
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一、分子、原子、金属结构基础知识
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核 外 电 子 填 充 顺 序 图
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元素周期律
原子核外电子排布的特点，特别是外层电子结构的变化：
第一周期 H He 外层电子数 1 2 第二周期 Li Ne 外层电子数 1 8 第三周期 Na Ar 外层电子数 1 8 第四周期 K Kr 外层电子数 1 8
2.1 按腐蚀机理：
(1) 化学腐蚀 — 金属与周围介质直接发生化学反应 而引起的变质和损坏的现象。如钢铁在高温下的氧 化脱皮现象。。
这是一种氧化-还原的纯化学变化过程，即腐蚀介 质中的氧化剂直接同金属表面的原子相互作用而形 成腐蚀产物。腐蚀过程中，电子的传递是在金属与 介质间直接进行的，因而没有腐蚀微电流的产生。
全面腐蚀
应力腐蚀
点腐蚀
晶间腐蚀
缝隙腐蚀
选择性腐 蚀 磨蚀等其 他
2.3 常见的局部腐蚀形态
1. 电偶腐蚀：异种金属彼此接触或通过其它导体 连通，处于同一介质中，会造成接触部分的局部 腐蚀。其中电位较低的金属，溶解速度增大，电 位较高的金属，溶解速度反而减小，这种腐蚀称 为电偶腐蚀，或称接触腐蚀、双金属腐蚀。
2. 孔蚀（点蚀、坑蚀）：是一种集中发生在某些点 处并向金属内部发展的孔、坑状腐蚀。孔蚀是一种 隐蔽性极强、破坏性极大的腐蚀形式，由于难于预 估及检测，往往造成金属腐蚀穿孔，引起容器、管 道等设施的破坏，而且诱发其它的局部腐蚀形式， 导致突发的灾难性事故。
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二、金属腐蚀基础知识
1.腐蚀的定义
金属与周围介质发生化学或电化学作用而导致 的变质和破坏。
金属材料和环境介质共同作用的体系。。 腐蚀速度的定义：单位时间内单位质量的物质变 质和破坏的量。单位：gkg-1h-1 或 mgkg-1h-1。
(1) 阴、阳极
阴极：发生还原反应的电极
阴极反应：在阴极上发生得电子的还原 反应
阳极反应：在阳极上发生失电子的氧化 反应
电池反应：电池的总反应—两个电极反应
的总结果(之和)
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(5) 电解池
将电能转变为 化学能的装置称 为电解池。
(6) 原电池 将化学能转
变为电能的装置 称为原电池。
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2. 金属腐蚀的分类
第二类导体(离子导体)：如电解质溶液或熔 融的电解质等。它依靠离子的定向(即离子的定 向迁移)而导电。当温度升高时，由于溶液的粘 度降低，离子运动速度加快，在水溶液中离子 水化作用减弱等原因，导电能力增强。。
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(4) 电极反应、电池反应
电极反应：在电极上进行电子得(失)的氧 化还原反应
次外层电子数 8 18 ……………………………………………………….
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核外电子的排布（原子的电子层结构）
原子 元素
中文
序数 符号 英文名称 名称
电子轨道图
1 H Hydrogen 氢
2 He Helium
氦
3 Li Lithium 锂
4 Be Beryllium 铍
5 B Boron
B. 微观腐蚀电池
（1）金属化学成分的不均匀性 （2）组织结构的不均匀性 （3）金属表面膜的不完整性 （4）金属表面物理状态的不均匀性
2.2 按腐蚀形态：
1. 全面腐腐蚀蚀：作用发生在整个金属表面上，它可 能是均匀的，也可能是不均匀的。其特征是腐蚀 分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸 减小，直至完全破坏。
阳极：发生氧化反应的电极
(2) 正、负极 负极：电势低的电极。
正极：电势高的电极。
(3) 导体 能导电的物质称为导(电)体。
分类
第一类导体(电子导体) 第二类导体(离子导体)
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第一类导体(电子导体)：如金属、石墨及某 些金属的化合物等,它是靠自由电子的定向运动 而导电，在导电过程中自身不发化学变化。当 温度升高时由于导体物质内部质点的热运动增 加，因而电阻增大，导电能力降低。
1s2 2s22p63s23p3
16
Si
Sulfur
硫
1s2 2s22p63s23p4
17
Cl
Chlorine 氯
1s2 2s22p63s23p5
18
Ar
Argon
氩
1s2 2s22p63s23p6
…………………………………………………………………………………………………………
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原子 序数
元素 符号
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Na
英文名称
中文 名称
Sodium
钠
电子结构式 1s2 2s22p63s1
12
Mg
Magnesium 镁
1s2 2s22p63s2
13Biblioteka Baidu
Al
Aluminium 铝
1s2 2s22p63s23p1
14
Si
Silicon
硅
1s2 2s22p63s23p2
15
P
Phosphorus 磷
硼
6 C Carbon
碳
7 N Nitrogen 氮
8 O Oxygen
氧
9 F Fluorine 氟
10 Ne Neon
氖 硫化氢腐蚀原理与防护技术
电子结构式 1s1 1s2
1s2 2s1 1s2 2s2 1s2 2s22p1 1s2 2s22p2 1s2 2s22p3 1s2 2s22p4 1s2 2s22p5 1s2 2s225p6