腐蚀现象与研究
研究材料的腐蚀性质与机理

研究材料的腐蚀性质与机理材料是制造各种产品的基础,然而,在长期使用过程中,材料会因为环境等外部因素的作用而产生腐蚀现象。
腐蚀不仅会降低材料的机械性能,而且还会破坏材料的外观和表面处理效果,最终导致材料失效。
因此,深入了解材料腐蚀行为和机理,并提出有效的预防和控制腐蚀的方法,具有重要的理论和实践意义。
一、腐蚀的基本形式腐蚀的基本形式包括化学腐蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀等几个方面。
化学腐蚀是指材料在化学试剂作用下发生破坏的现象。
这种腐蚀一般以材料和环境中的化学物质之间的反应为基础,使材料产生氧化、硫化、氢化等化学变化。
电化学腐蚀是指材料与电解质溶液接触时,在电化学作用下发生的腐蚀。
这种腐蚀会随着电子流的传递和阳离子和阴离子之间的扩散而发生。
微生物腐蚀是指微生物的代谢产物和一些化学作用对材料的腐蚀。
这种腐蚀通常在海洋、土壤等潮湿环境中常见,包括细菌腐蚀、真菌腐蚀等。
二、材料腐蚀机理不同形式的腐蚀有着不同的机理。
化学腐蚀的机理通常涉及氧化、水解、硫化等几个基本过程,它们的共同点是都需要材料和环境中的化学物质之间的反应。
这就意味着不同材料的化学腐蚀机理不同,需要针对不同材料采取不同的防腐措施。
电化学腐蚀是由电解液中的一些离子引起的,这些离子可以在材料表面上形成电化学反应。
材料的电化学腐蚀机理包括阳极溶解、阴极还原、金属离子迁移等过程。
这种腐蚀不仅常发生在金属材料上,还能在半导体材料、非金属材料等各种材料上产生。
微生物腐蚀的机理与微生物的生长和代谢有关,例如,硫酸盐还原菌能将硫酸盐还原为硫化物,从而破坏钢铁中的铁硫化物保护层,因此导致孔洞的形成。
三、防止材料腐蚀的方法针对不同形式的腐蚀,我们可以采取不同的防护措施,这包括化学方法、电化学方法和物理方法等。
化学方法主要通过改变工作环境,使其对材料的腐蚀性降低,例如,改变酸性环境和碱性环境的pH值,使用残留烷作为腐蚀防护剂等。
电化学防腐方法通过物理方法和电化学方法结合起来,形成保护层来防腐蚀。
电化学腐蚀实验探索金属的腐蚀现象

电化学腐蚀实验探索金属的腐蚀现象金属腐蚀一直是制约金属材料使用寿命和性能的主要问题。
为了深入理解金属腐蚀现象,电化学腐蚀实验成为一种重要的研究手段。
本文将探讨电化学腐蚀实验在揭示金属腐蚀本质方面的作用。
首先,我们需要了解电化学腐蚀的基本原理。
金属在电解质溶液中存在两种反应,即氧化反应和还原反应。
当金属表面存在缺陷引发了阳极反应时,金属就会发生腐蚀。
而电化学腐蚀实验通过模拟实际工况中的环境,制造特定的电化学条件,从而深入研究金属腐蚀机理。
在电化学腐蚀实验中,最常用的方法是极化曲线测量。
通过施加恒定电流或电压,观察电流或电压随时间的变化,可以获得极化曲线。
极化曲线是描述金属腐蚀行为的重要指标,包括阳极极化曲线和阴极极化曲线。
阳极极化曲线反映了金属的功率损失,而阴极极化曲线则反映了金属的保护性能。
除了极化曲线测量,电化学腐蚀实验还可以通过测量腐蚀电流密度、腐蚀速率和阻抗等参数来了解金属腐蚀的特征。
腐蚀电流密度是描述金属腐蚀速率的指标,一般通过电化学极化法测量得到。
腐蚀速率可以直接通过重量损失或体积损失来计算。
而阻抗则是评估金属膜层保护性能的重要参数,可通过交流阻抗谱法测量得到。
电化学腐蚀实验常常结合其他表征手段,如扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),来观察和分析金属腐蚀表面的微观结构和组成。
这些分析手段能够提供更详细的信息,揭示腐蚀过程中的细节变化。
通过电化学腐蚀实验,我们可以深入了解金属腐蚀的机制。
首先,我们可以研究金属腐蚀速率与环境条件的关系。
实验结果表明,环境中的温度、溶液酸碱度和氧浓度等都会对金属腐蚀速率产生影响。
此外,电化学实验还可以研究金属在不同金属耦合条件下的腐蚀行为。
例如,金属在不同电位下的腐蚀行为可以通过测量其极化曲线来研究。
这些实验结果为我们预测和控制金属腐蚀提供了重要的依据。
除了了解腐蚀机制,电化学腐蚀实验还可以通过设计和优化防腐蚀措施,从而减缓金属腐蚀过程。
例如,在电化学腐蚀实验中,我们可以通过添加抑制剂或电化学方法来提高金属的耐腐蚀性能。
金属材料的腐蚀研究

金属材料的腐蚀研究金属材料在生产、制造、使用等过程中,一直被发现具有一定的腐蚀问题。
虽然多年来科学家和工程师们已经尝试寻找方法减少甚至消除腐蚀现象,但是仍有很多应用场景下是难以避免的。
因此,研究金属材料腐蚀的原理和机理,发现和开发能够减少腐蚀的物质,也是至关重要的。
一、腐蚀的原理腐蚀是指金属在作用于周围环境下,经过化学反应而变成其他物质的过程。
常见的腐蚀方式有:电化学腐蚀、机械腐蚀和化学腐蚀等。
电化学腐蚀是最常见的一种。
例如,一块铁在与空气接触时,会发生氧化反应,产生铁氧化物,并渐渐地失去金属性质。
这种过程就是电化学腐蚀。
二、腐蚀的机制(1)金属的电极电位金属的电极电位是决定腐蚀的重要因素之一。
在金属的表面,会形成一层被称为自然氧化膜的涂层,由氧化物和金属材料组成。
该氧化膜可以保护金属的表面免受化学攻击。
金属的电极电位是由金属的自然氧化膜表面和介质之间的化学反应决定的。
当该反应是氧化还原反应时,金属表面的反应速率会比平时快得多。
(2)金属表面的物理结构金属的表面不是光滑的,而是存在着一些颗粒和不规则的凸起。
当该表面与液体或另一物质接触时,会形成许多的微观电池。
这些电池的产生就是机械腐蚀的起因。
它们会随着时间的变化而扩大腐蚀区域。
(3)金属表面的化学反应当金属表面被一种能够在金属中被还原的化合物包裹时,通常会发生化学反应。
例如,当铁表面被包裹在一个含有水分和盐类的环境中时,它可以形成氧化物和一些亚氧化物。
这些产生的化合物会在金属表面上形成一个屏障,阻止化学反应的持续进行。
三、腐蚀的防护腐蚀对金属材料造成了很大的影响,因此寻找防腐方法和材料的开发具有重要的意义。
以下是一些腐蚀防护方法:(1)油漆覆盖:使用油漆或其他表面涂料可以在金属表面形成一层保护膜,防止化学物质侵入。
(2)电沉积:通过使金属表面电沉积一层非金属材料(如锌、铝等)来保护金属表面免受外界环境影响。
(3)缓蚀剂:缓蚀剂是一种特殊的化学品,可以减少金属腐蚀的速率,通常是通过改变金属表面的电荷分布来实现。
金属腐蚀调查报告

金属腐蚀调查报告金属腐蚀调查报告(一)摘要:金属腐蚀是一种常见的现象,对金属材料的性能和结构造成严重影响。
为了深入了解金属腐蚀现象,我们开展了一项调查研究。
本报告将讨论金属腐蚀的原因、影响因素以及预防措施。
一、引言金属腐蚀是指金属表面在与外界环境接触时,受到化学或电化学作用而发生的物理和化学变化。
这种变化导致了金属物质的损失,从而降低了金属的机械强度和抗腐蚀性能。
金属腐蚀是一个复杂的过程,涉及多种因素。
为了更好地理解和应对金属腐蚀问题,我们进行了大规模的调查研究。
二、调查方法我们通过对多个金属材料进行长期观察和实验分析,收集了大量关于金属腐蚀的数据和样本。
这些数据包括金属的成分、环境条件、腐蚀程度以及金属表面形貌等信息。
我们还对金属腐蚀的原因进行了深入分析,并采取了措施进行预防。
三、调查结果与讨论3.1 金属腐蚀的原因经过对大量数据的分析,我们得出了以下几点关于金属腐蚀的原因:首先,金属的成分会直接影响其抗腐蚀性能。
不同成分的金属在相同环境条件下会有不同的腐蚀程度;其次,环境因素也是金属腐蚀的重要原因。
例如,湿度、温度、酸碱度等环境条件会对金属腐蚀速度产生影响;最后,金属表面的缺陷和形貌也是腐蚀的重要源头。
表面缺陷会使得金属更容易受到腐蚀。
3.2 金属腐蚀的影响因素金属腐蚀受多种因素的影响,主要包括以下几个方面:首先,金属材料的使用条件会影响其腐蚀程度。
例如,在潮湿的环境中,金属腐蚀速度更快;其次,金属材料的成分和微观结构也会对腐蚀产生影响。
不同成分的金属腐蚀程度不同,而细粒度的金属更容易发生腐蚀;最后,金属的表面处理和保护措施也会对腐蚀产生影响。
例如,对金属表面进行涂层处理可以有效延缓腐蚀进程。
3.3 金属腐蚀的预防措施为了有效预防金属腐蚀,我们提出了以下几点建议:首先,根据具体情况选择合适的金属材料。
在具有较高腐蚀倾向的环境条件下,选择抗腐蚀性能好的金属;其次,加强对使用环境的控制。
例如,保持适当的湿度和温度,避免暴露在强酸、强碱等腐蚀性环境中;最后,加强金属材料的表面处理和保护措施。
金属材料在海洋环境中的腐蚀问题研究

金属材料在海洋环境中的腐蚀问题研究一、前言金属材料在各种环境下的性能及镁合金的制备与应用是当前的研究热点之一。
特别是海洋环境中,暴露在风吹日晒、潮湿、海水侵蚀的金属材料,更易发生腐蚀现象,不仅会影响金属材料的性能,而且还会给海洋经济带来诸多问题。
因此,本文旨在介绍金属材料在海洋环境中的腐蚀问题及其研究现状,并对未来的研究方向进行探讨。
二、海洋环境腐蚀的原因海洋环境对金属材料的腐蚀作用主要来自于海水中的盐。
海水中的氯离子对金属材料的腐蚀作用尤为明显。
此外,海洋环境中的氧和水分子也会参与金属材料的腐蚀反应。
海水对金属材料的腐蚀作用是一个复杂的电化学过程,通常被认为是一种氧化还原反应。
三、金属材料在海洋环境中的腐蚀现象金属材料在海洋环境中的腐蚀现象分为不同的类型,主要包括普通腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、海洋生物腐蚀等。
1、普通腐蚀普通腐蚀是最常见的一种腐蚀现象,主要表现为金属表面逐渐变薄,出现斑块和坑穴。
由于海水中的氯离子和氧气等对金属表面的作用,会加速金属的腐蚀过程。
2、局部腐蚀局部腐蚀是海洋环境中较为严重的一种腐蚀现象。
局部腐蚀常常发生在金属材料表面的无损区域,而对金属表面形成腐蚀坑。
局部腐蚀通常由于盐分、流体动力学、金属表面形状和材料缺陷等多种因素共同作用所导致。
3、应力腐蚀应力腐蚀是一种由于材料所受的应力而引起的腐蚀过程。
在海洋环境下,金属材料会受到外来应力,例如流体的冲击或者机械载荷的作用。
这些应力会在金属表面产生微小的裂纹或者缺陷,从而加速材料的腐蚀过程。
4、海洋生物腐蚀海洋生物腐蚀是由海洋生物如海藻、蛤壳等产生的物理、化学过程所引起的一种腐蚀现象。
在海洋环境中,这些生物通常附着在金属的表面上,通过分泌酸性物质加速金属材料的腐蚀过程。
四、金属材料在海洋环境中的防腐措施为了减缓海洋环境中金属材料的腐蚀过程,目前常采用的防腐措施主要有物理防护、化学防护和电化学防护。
1、物理防护物理防护主要包括保护涂层、阻氧层和阻隔层等。
腐蚀调研报告

腐蚀调研报告
《腐蚀调研报告》
在工业生产中,腐蚀是一个普遍存在的问题,对于各种金属材料和设备都可能会造成严重的损坏。
因此,本次调研旨在了解腐蚀现象的发生原因、对策和预防措施。
首先,我们对腐蚀现象进行了详细的描述和分析。
腐蚀是一种表面改变,通常由化学反应引起。
在工业生产中,常见的腐蚀类型包括金属腐蚀、水腐蚀、化学腐蚀等。
我们通过实地调研和实验,详细了解了各种腐蚀现象的特点和影响。
其次,我们对腐蚀的原因进行了深入研究。
经过调研发现,腐蚀的原因多种多样,包括环境因素、化学因素、温度因素等。
了解腐蚀的原因有助于我们更好地制定预防措施和应对策略。
最后,我们对腐蚀的预防措施进行了总结和归纳。
我们认为,要防止腐蚀的发生,首先要在材料选择和生产工艺上下功夫。
其次,定期维护和保养也是非常重要的。
此外,采用防腐蚀涂料和添加腐蚀抑制剂也是有效的预防措施。
通过本次调研,我们对腐蚀现象有了更深入的了解,也积累了丰富的应对经验。
希望通过我们的工作,能够对腐蚀问题的解决起到一定的指导作用。
关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究

关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究循环水腐蚀是指在循环水系统中,由于水中的各种化学物质和微生物的作用,导致管道、设备等金属材料发生腐蚀现象。
这种腐蚀现象不仅会损坏设备,增加维修和更换的成本,还会降低设备的使用寿命,对生产和环境造成不良影响。
对循环水腐蚀问题进行研究和探讨,对于工业生产和环境保护具有重要意义。
循环水腐蚀的主要原因可以归纳为以下几个方面:1. 水中的溶解氧和二氧化碳:溶解氧和二氧化碳在水中能够形成一定的酸性环境,从而导致金属材料发生腐蚀。
尤其是在高温和高压条件下,溶解氧和二氧化碳的腐蚀作用更加显著。
2. 微生物腐蚀:循环水中存在着各种微生物,其中一些微生物能够产生酸性物质,对金属材料造成腐蚀。
微生物结膜和结垢也会对设备产生不良影响,加剧腐蚀现象。
3. 水中的杂质:水中含有的硬度物质、有机物和其他杂质会与金属发生反应,形成沉积物和腐蚀产物,进而导致腐蚀。
1. 控制水中的溶解氧和二氧化碳含量:通过适当的加热和通气措施,可以降低水中氧和二氧化碳含量,从而减轻腐蚀作用。
2. 微生物控制:定期清洗和消毒循环水系统,加入适量的杀菌剂或生物控制剂,防止微生物的滋生和繁殖。
3. 定期清洗和除垢:定期对循环水系统进行清洗和除垢处理,以去除管道和设备中的沉积物和污垢,减轻腐蚀的发生。
4. 选择合适的金属材料:在设计和选购设备时,要选择能够抵抗循环水腐蚀的合适金属材料,如不锈钢、合金钢等。
5. 监测和控制水质:定期对循环水的水质进行监测,及时调整和控制水的化学成分,保持良好的水质状态,以减少腐蚀的发生。
循环水腐蚀问题是一个复杂的系统工程,需要综合考虑水质、微生物、金属材料等多个因素。
只有通过科学研究和实践探索,制定科学的控制措施,才能有效地解决循环水腐蚀问题,提高设备的运行效率和使用寿命,保护生产和环境的安全。
金属材料在醋酸中的腐蚀行为研究

金属材料在醋酸中的腐蚀行为研究金属材料是现代工业和生活中不可或缺的一种材料,但是在某些特殊环境下,金属材料会发生腐蚀现象,导致材料的损失和降解。
醋酸是一种常见的有机酸,在工业和生活中广泛应用,也是许多金属材料腐蚀的主要原因之一。
因此,对金属材料在醋酸中的腐蚀行为进行研究,对于防止金属材料的腐蚀、提高材料的使用寿命具有重要的意义。
醋酸腐蚀金属的机理主要是以化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式存在。
化学腐蚀是指在醋酸中,由于醋酸分子对金属表面的物理吸附和化学作用,形成了一层过渡金属氧化物薄膜,从而产生了腐蚀现象。
电化学腐蚀是指在醋酸中,金属表面与溶液中的氧化还原物质发生反应,形成阳极和阴极,产生电流和电势,并导致金属腐蚀的现象。
对于铁质材料来说,在醋酸中的腐蚀主要表现为铅皮现象。
这是由于醋酸中具有一定的氯离子和硫酸根离子,它们能够和铁离子发生反应,形成比铁离子更稳定的化合物。
这些化合物进一步扩散到铁离子产生氢气和铁离子的离子软化现象,导致铁离子逐渐被腐蚀,形成类似于铅皮的物质覆盖在铁表面。
对于不锈钢材料来说,其在醋酸中的腐蚀主要体现为晶间腐蚀和热处理腐蚀。
晶间腐蚀是由于在不锈钢表面形成了一层镍铬金属氧化物薄膜,但是在晶界处由于缺乏保护膜,容易发生腐蚀。
而热处理腐蚀则是由于在钢材的加热和冷却过程中,金属晶粒尺寸和晶粒形状改变,从而导致材料内部应力的变化和晶界的腐蚀。
对于铜质材料来说,在醋酸中的腐蚀主要表现为一般腐蚀以及孔蚀和晶间腐蚀。
在醋酸中,铜离子被氢离子还原成金属铜,而氢离子也被还原成氢气,导致铜表面出现局部的阴极和阳极区域,进而形成类似于铁质材料的铅皮现象。
此外,在一定的条件下,铜和醋酸可以形成一种复合物,导致铜表面形成明显的孔蚀现象;而晶间腐蚀则是由于材料内部氧化物和氯化物的积聚产生。
综上所述,金属材料在醋酸中的腐蚀行为具有复杂性和多样性,不同的金属材料和醋酸条件下,腐蚀行为也有所不同。
因此,对于使用金属材料的工业和科研人员来说,需要根据具体需求和环境条件,选择合适的金属材料和防腐措施,以确保材料的使用寿命和安全性。
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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,0G∆<过程可自∆>时,过程可自发进行)及自由能变化(0S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原成金属,并加工成构件,组成桥梁、船舶、铁道、房屋……,有时是赫然而存。
但是,大自然的风雨、日照、振动、潮汐……,不停地工作,通过腐蚀、磨损、断裂等失效方式,“讨回”本来是属于她的东西。
金属腐蚀是一种化学变化,又是矿石还原的逆过程;金属腐蚀既是一种自然趋势,就是人的本身,也是浩劫难逃。
但是,作为人类整体,仍在与大自然作斗争,反抗各种失效,希望延年益寿。
腐蚀是悄悄自发进行的一种冶金的逆过程。
从日常生活到交通运输、建筑、机械、石油化工、冶金、国防以及使用金属的场合均有不同程度的腐蚀问题。
例如,自然环境(大气、土壤、海洋、生物和微生物等)和工业介质(酸、碱、盐、工业水、熔盐、燃气等)都有可能造成材料的腐蚀,它的危害遍及所有的行业,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、海洋开发和基础设施等。
除了材料、能源的消耗和设备的失效等直接损失外,腐蚀还可能进一步引起物料的污染和产品质量下降、工艺流程的中断、装置的泄漏、爆炸和人员伤亡以及大规模的环境污染等间接损失。
这类间接的腐蚀损失往往会比直接损失更大,甚至难以估算。
据统计(【14】-2):每年花费大量资源和能源生产的钢铁,有40%左右受到腐蚀,而腐蚀后完全变成铁锈不能再利用的约占10%,这一数字为腐蚀学界所认同。
按此计算,我国每年腐蚀掉不能回收利用的钢铁达1000多万吨,大致相当于宝山钢铁厂一年的产量。
想想宝钢的建设和发展过程,想想冶炼这1000多万吨钢所消耗的各种资源、能源和人力,腐蚀对钢铁的吞噬真是太惊人了! 腐蚀对其他金属材料和非金属材料的破坏同样也是巨大的。
70年代前后许多工业发达国家相继都进行过较为系统的腐蚀调查。
美国、英国、日本、前苏联、西德、波兰、瑞典、澳大利亚、印度等国都作过类似的腐蚀调查[1]。
这对普通群众防腐蚀意识的启蒙,腐蚀科学的发展和腐蚀防护技术的进步都起了重要作用。
这些报告达到了一种共识:国民经济为腐蚀付出了巨额的代价,其数值可占各国GNP的1%~5%,但其中大约四分之一是可以通过改善防腐蚀措施来避免的。
因金属腐蚀给国民经济带来的经济损失相当于国民经济总产值的1.5—4.2%左右。
1984年世界主要工业发达国家年腐蚀统计列于表1中。
腐蚀对能源造成的过度消耗不仅在钢铁的损失,还有设备因腐蚀而使效率降低。
例如美国的沸水核反应堆,1980—1991年间容量利用率由于腐蚀问题每年平均减少6%,1982年最大达18%。
在我国,因为腐蚀使传热效率降低,每年多消耗1750万2吨标准煤;排出的有害气体也大大增加。
腐蚀也影响到人们的日常生活,如:举例:【12】p2-3:图由于主水管的腐蚀破损,造成约一万户的家庭断水,见“12-腐蚀图片”的Powerpoint文件。
因此近年来一些国家又开展了不同规模的腐蚀调查。
美国的腐蚀调查[2,3]1949年美国采用Uhlig方法估计年腐蚀损失为55亿美元。
1975年在美国由BattelleMemorialInstitute和NationalBureauofStandards共同进行腐蚀调查。
该调查结果推算美国年腐蚀损失为825亿美元,相当于GNP的4.9%。
1995年BattelleMemorialInstitute对20年来的变化进行重新评估,调查表明美国每年腐蚀损失为3000亿美元,相当于4%~5%GNP。
美国1998年总的腐蚀损失为2757亿美元,其中直接经济损失为1379亿美元。
具体腐蚀损失数据见表1。
为了预防和减轻腐蚀的危害,人们不得不付出相当的代价。
这种代价称之为腐蚀损失(CostofCorrosion),即国民经济为解决腐蚀问题而付出的总费3用。
以合理的代价取得所需要的腐蚀防护效果是腐蚀控制工程的任务。
腐蚀问题已经成为影响国民经济和社会可持续发展的重要因素之一,目前,经济发达国家和地区正在以大幅度提高能源效率、资源效率和环境效率作为国家发展的战略目标和前瞻性投资的依据。
特别是近20年来我国国民经济生产总值急剧增长,经济结构和管理模式都发生了很大变化,各行业的腐蚀状况与过去有了明显的不同,特别是随着大规模基础设施建设投入的增加,腐蚀控制问题更关系到国家的百年大计,对我国腐蚀状况的了解就变得尤为重要。
我们应该通过腐蚀调查对腐蚀所造成的损失有一个比较准确的估计,以便进一步寻求控制腐蚀的对策和措施。
腐蚀调查的结果可以为有关部门的宏观决策提供科学依据。
所以,由中国工程院牵头,1999年~2002年本次建国以来我国所进行的最大规模的一次全行业腐蚀调查,调查实施过程中邀请了4位院士和能源、交通、建筑、机械、化工、基础设施、水利和军事设施与装备等八个重点工业部门的三十多位腐蚀专家组成调查组,。
调查结果如下(两种方法的结果):Uhlig方法是从生产、制造方面单纯地累加直接防蚀费进行评估。
例如,要算出表面涂装、镀层等表面处理、耐蚀材料、防锈油、缓蚀剂、电化学保护、腐蚀研究、腐蚀检测等所需费用。
Hoar方法是按各使用领域的腐蚀损失和防蚀费的总和进行推算。
由于使用领域涉及到许多方面,而且同一使用领域的使用地点分散在全国各地,调查相当困难,于是采用函调的方法,并进行有针对性的访问,在得到可靠的数据后利用统计方法推算。
4前面讲过,除了材料、能源的消耗和设备的失效等直接损失外,腐蚀还可能进一步引起物料的污染和产品质量下降、工艺流程的中断、装置的泄漏、爆炸和人员伤亡以及大规模的环境污染等间接损失。
这类间接的腐蚀损失往往会比直接损失更大,甚至难以估算。
间接腐蚀损失如何评估?美国是将直接腐蚀损失加倍计算总腐蚀损失,即间接腐蚀损失与直接腐蚀损失相当,日本则是将用Uhlig方法推算的结果代入到投入/产出方法中计算,得到腐蚀损失(包括直接和间接腐蚀损失)是用Uhlig方法推算结果的2.43倍,即间接腐蚀损失是直接腐蚀损失的1.43倍,我国控制腐蚀的水平远不如美国、日本,设我国间接腐蚀损失是直接腐蚀损失的1.5~2倍看起来是合理的。
这样我国的腐蚀损失为5~6千亿元。
2.危及人身安全除了腐蚀引起严重的经济损失以外,腐蚀事故经常危及人身安全。
当腐蚀导致失火、爆炸、桥梁坍塌、飞机坠毁、核反应堆泄漏等重大事故,其后果更是灾难性的。
近几年由于腐蚀所引起的灾难性事故屡见不鲜。
如:●1985年8月12日,日本一架波音747客机由于被腐蚀断裂而坠落,一次死亡500余人。
1979年(2)石油贮罐因腐蚀爆炸起火伤亡几十人。
【14】-p2●1967年12月,位于美国西弗吉尼亚州和俄亥俄州之间的俄亥俄桥突然塌入河中,死亡46人。
事后检查,是由于钢梁因为应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳而产生裂缝所致。
●英国内普罗石油化工公司环己烷氧化装置的旁通管发生硝酸盐应力腐蚀破裂,引起环己烷蒸气管爆炸,死28人,伤105人,损失达1亿美元。
●1965年3月4日,美国路易安那州输气管线破裂着火,死17人,事后检查是由于管线产生应力腐蚀破裂。
5●1949年10月,美国俄亥俄州煤气公司天然气贮罐腐蚀破裂,造成128人死亡。
●1970年,日本大阪地下铁道的管道因腐蚀破坏而折断,造成瓦斯爆炸,乘客当场死亡75人。
●1985年8月12日日本一架波音747客机由于发生应力腐蚀破裂而坠毁,一次死亡500多人。
●1971年5月和1972年1月,四川省某天然气输气管线因发生硫化氢应力腐蚀而两次爆炸,引起特大火灾,仅其中一次就死亡24人。
●1979年,我国某市液化石油气贮罐爆炸起火,死伤几十人。
“重庆井喷”的资料:在12月23日夜晚,高桥镇小阳村,由中石油集团西南油气田分公司开采的这口“川东北气矿罗家16号井”,――――一口正在开发中的含有高硫化氢的气井发生剧烈井喷,富含硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)的天然气在深夜中蔓延。
临近四乡镇沉睡中的百姓突然受到致命毒气的袭击。
井喷持续了84小时之久。
据事后统计,当地群众中死亡232人(另有两名井上工人),住院549人,门诊就医者18096人,更有65632人被迫星夜离开家园逃难。
由企业生产事故而伤及驻地民众,波及近十万人口。
这场特大事故,正是一起可怕的公共性灾难。
3.污染环境腐蚀引起的环境污染也很严重,由于金属腐蚀造成设备跑、冒、滴、漏,可能使许多有毒的物质泄漏污染环境,危害人民身体健康,破坏生态平衡。
举例:【12】p2-3:图3 埋在地下六年后的一油罐的点蚀情况,见“12-腐蚀图片”的Powerpoint文件。
【14】-2:随着人们对可持续发展战略认识的深化,对保护自然资源、能源和环境的呼声不断高涨,腐蚀的严重危害更加受到人们的关注。
虽然工业对环境的污染不仅仅是设备腐蚀造成的,但腐蚀确实占了很大的份额。
设备和管道因腐蚀而泄漏,使有毒有害物料进入大气、土壤和水源,既污染了环境,又是生产物料的浪费。
为了减轻腐蚀,保护设备,使用某些涂料和缓蚀剂(如水处理中使用的铬酸盐、聚磷酸盐)对环境也是有害的。
总之腐蚀给国民经济带来巨大损失,造成灾难性事故,浪费资源和能源,污染环境,危害巨大,因此研究金属发生腐蚀原因、研究腐蚀规律,采取有效的防护措施,在国民经济发展中有着重要意义。