腐蚀机理与腐蚀防护
化工大气的腐蚀与防护
化工大气的腐蚀与防护化工行业中，大气的腐蚀是一个常见的问题。
大气中包含的各种气体、湿度、温度等因素都可能对化工设备和管道产生腐蚀作用，导致设备的性能下降、寿命缩短甚至安全隐患。
因此，有效的防护措施是非常重要的。
一、大气的腐蚀机理大气腐蚀主要有湿氧腐蚀、硫化物腐蚀和氯化物腐蚀等几种机理。
1. 湿氧腐蚀：大气中的氧气和水蒸气会产生湿氧，与金属表面发生反应生成氧化物。
湿氧腐蚀主要发生在金属表面被湿氧覆盖的情况下，导致金属的腐蚀和氧化。
2. 硫化物腐蚀：大气中的硫化物主要来自于燃煤、燃油等燃烧过程中产生的硫化物气体。
硫化物与金属表面反应生成硫化物，并形成腐蚀产物。
3. 氯化物腐蚀：大气中的氯化物来自于盐酸、氯化氢等酸性气体的排放，也可能来自于海洋气氛中的氯化物盐。
氯化物腐蚀主要是氯离子与金属表面产生化学反应，并形成金属氯化物。
二、防护措施为了防止大气腐蚀对化工设备和管道的损坏，需要采取以下防护措施：1. 材料选择：在设计和采购化工设备和管道时，需要根据工作环境的大气腐蚀特点选择合适的材料。
例如，在硫化物腐蚀环境中，可以选择抗硫化物腐蚀的不锈钢或镍合金材料。
2. 表面处理：化工设备和管道的表面处理也是很重要的一环。
例如，在防止湿氧腐蚀方面，可以采用表面涂层、防电解层处理或防腐蚀漆涂覆等防护措施。
3. 防护层：为了进一步增强化工设备和管道的防护性能，可以在金属表面形成一层防护层。
常见的防护层有抗腐蚀涂层、防腐蚀油漆、防腐蚀涂覆层等。
4. 维护保养：定期进行设备和管道的检查，及时清除积水、沉积物等腐蚀源，修复和更换受损的部件。
此外，保持设备和管道的干燥也很重要，可以通过加热、除湿等手段来防止湿氧腐蚀。
5. 防腐设备：对于一些腐蚀性较大的化工设备和管道，可以考虑采用防腐设备来对其进行保护。
例如，可以在金属表面覆盖一层聚合物或橡胶材料，形成保护层来抵抗大气腐蚀。
三、腐蚀评估与监测为了及时发现化工设备和管道的腐蚀情况，可以进行腐蚀评估和监测。
金属材料氧化腐蚀机理和防护措施研究
金属材料氧化腐蚀机理和防护措施研究一、引言金属材料是许多现代工业中不可或缺的关键材料。
然而，金属材料的使用过程中往往会遭受到氧化蚀环境的侵蚀，在氧化腐蚀的作用下，金属材料的机械性能，化学性能和物理性能等方面会发生严重的变化，造成金属材料的寿命缩短，甚至导致机器设备的损坏和事故发生。
因此，如何研究金属材料氧化腐蚀机理，并采取相应的防护措施，以维护金属材料的性能和寿命，对于现代工业的发展至关重要。
二、金属材料氧化腐蚀机理氧化腐蚀是指在氧化剂的作用下，金属表面上形成的一层厚度不等的氧化物。
氧化腐蚀是一种自然现象，是由于金属材料与周围环境中的氧气、水蒸气、盐水等物质相互作用而产生的，导致金属材料表面发生化学反应和电化学反应，进而形成氧化物层。
具体而言，金属材料氧化腐蚀机理主要包括化学反应和电化学反应两个方面：1. 化学反应化学反应是氧化腐蚀的重要机理之一。
当金属表面遇到含氧气、水蒸气或其他氧化剂时，金属表面的电子会和来自氧化剂的自由电子相互作用，进而形成氧化物，包括金属氧化物、金属碱土金属氧化物等等。
随着氧化物的形成，金属原子或离子会从原来的位置上移动，进而进入氧化层中，形成一个更加稳定的化合物。
2. 电化学反应电化学反应也是金属材料氧化腐蚀机理的重要组成部分。
当金属表面与电解液接触时，金属表面上的电子和金属离子会进行交换，进而导致电荷的失衡，形成电化学反应。
例如，当金属表面有电解液时，在阳极区会形成金属离子，而在阴极区则会放电。
随着时间的推移，这些电化学反应会导致金属材料表面的变化，形成溶解、结晶或沉积等现象，进而形成氧化物。
三、金属材料氧化腐蚀的原因金属材料氧化腐蚀是由于外界环境引起的，常见的原因有：1. 酸碱度当环境中含有强酸或强碱时，会对金属材料的表面产生可导致氧化腐蚀的影响。
2. 氧气含量氧气是金属材料氧化腐蚀的原因之一。
当环境中氧气浓度增加时，会导致金属材料表面氧化。
3. 温度高温环境下，金属材料的氧化速度会加快，导致氧化腐蚀加剧。
锅炉本体的腐蚀机理及防护
锅炉本体的腐蚀机理及防护摘要：在时代的快速进步中工业发展速度不断加快，而锅炉又是重要的生产设备。
科学合理使用锅炉关系到人们生活和经济发展等诸多领域，所以，使用锅炉的安全问题逐渐受到广泛重视，倘若使用不当产生安全事故，造成的后果不堪设想。
锅炉本体在使用中会随着使用时间的累积而不断加重腐蚀，进而导致减小锅炉本体受热面管材的壁厚，埋藏下巨大的安全隐患。
该文将从锅炉的使用与维护现状出发，分析锅炉的腐蚀机理，探究提高防护的有效措施。
关键词：锅炉；腐蚀机理；防护策略1.锅炉本体的腐蚀机理锅炉腐蚀被划分为内部以及外部腐蚀两种类型，一是内部腐蚀，二是外部腐蚀，两种不同腐蚀的机理存在差异性[1]。
其中内部腐蚀，主要是受到汽水相互作用和影响导致，包括应力的腐蚀、氧腐蚀以及碱腐蚀、蒸汽腐蚀等等。
外部腐蚀主要由于高温氧化所致，当锅炉由于受到内部高温，造成表面金属材料腐蚀。
2.锅炉本体的腐蚀类型与机理分析2.1锅炉本体的内部腐蚀①应力腐蚀应力腐蚀是锅炉本体常见的内部腐蚀之一，通常内部是金属材料构成的器具、装饰和设备均会产生应力腐蚀。
具体来讲，应力腐蚀主要是受到拉应力的影响，在拉应力的作用以及影响之下，金属将在介质内被破坏，这种内部破坏的影响力很强，会破坏材料内部，诱发腐蚀问题。
而且，一旦发生腐蚀问题，应第一时间处理，否则情况过于严重，又未及时处理，将导出现不可复原可能。
常见的应力涵盖两种类型，其一为阳极溶解类腐蚀，其二为氢致开裂类腐蚀。
②氧腐蚀因为锅炉蒸汽内储备大量的水蒸汽，若是其一直处于高温环境则将和炉管内壁之间产生反应，此时水中氧气和铁相互作用出现化学反应，进而形成氧腐蚀。
锅炉蒸汽中水所溶解的氧份，其对于金属的腐蚀是一种电化学性质腐蚀，铁与氧将形成电池阴阳两极。
同时，因为铁电极电位比氧低，因此，在铁氧电池中，铁为阳极将遭到腐蚀。
③垢下腐蚀垢下腐蚀作为常见的锅炉局部腐蚀现象，对锅炉运行质量以及效率具有较大影响。
锅炉垢下腐蚀问题的产生是由于其内部介质中含有大量钙以及镁等各类物质，此类物质在锅炉温度不断增高后将与金属表面产生反应形成水垢。
钢筋混凝土的腐蚀机理与防护技术应用论文.doc
钢筋混凝土的腐蚀机理与防护技术应用论文在工程设计中，场地地下水、土常常具有腐蚀性，腐蚀严重影响混凝土结构耐久性、可靠性。
在生产建立中的各类建、构筑地基根底常用的结构形式一般为钢筋混凝土结构，这些根底与地下水、土直接接触，建构筑物根底受到腐蚀性水、土的侵蚀，会引起根底混凝土剥落、丧失强度、钢筋锈蚀等现象，从而降低根底的耐久性，直接影响整个结构的使用平安。
因此，防腐蚀设计以成为建构筑物根底设计不可缺少的内容。
钢筋混凝土的腐蚀分为两局部：一局部是混凝土的腐蚀，另一局部是钢筋的腐蚀。
这里主要讲述硫酸盐及氯离子对钢筋混凝土的腐蚀机理。
2.1硫酸盐对混凝土的腐蚀机理。
混凝土硫酸盐腐蚀的机理是一个非常复杂的物理、化学过程，硫酸盐侵蚀引起的危害包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解，主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物，使其丧失强度。
硫酸盐侵蚀的物理作用是指水土中的硫酸根离子通过混凝土孔隙进入混凝土结构中，在没有与混凝土中的组分发生化学反响以前，在干湿循环状态下，外部环境中的硫酸钠吸水发生结晶膨胀。
硫酸钠吸水后体积膨胀，一般表现为混凝土外表开裂、强度降低。
硫酸盐侵蚀的化学作用是指水土中的硫酸根离子通过混凝土孔隙进入混凝土结构中后与混凝土中的不同组分发生一系列的化学反响，这些化学反响生成的盐类矿物一方面由于吸收了大量水分子而产生体积膨胀导致混凝土的破坏，另一方面也可使水泥中硬化组分溶出或分解，导致混凝土强度和粘结性丧失。
2.2氯离子对钢筋的腐蚀机理。
水或土对钢筋的腐蚀主要为电化学反响过程。
混凝土中钢筋一般处于氢氧化钙提供的碱性环境中，在这种碱性环境中钢筋与氧化性物质作用，作用在金属外表形成一种致密的、覆盖性能良好的、牢固的吸附在金属外表上的钝化膜（水化氧化物nFe2O3·mH2O），对钢筋有很强的保护能力，防止钢筋进一步锈蚀。
相关研究说明钝化膜在高碱性环境中才是稳定的，当钢筋所处环境中pH<9时钝化膜逐渐破坏。
高温高压条件下的腐蚀机理与防护技术研究
高温高压条件下的腐蚀机理与防护技术研究在工业生产过程中，涉及到腐蚀的问题是不可避免的。
特别是在高温高压条件下，腐蚀现象更加明显，因此相关领域对于高温高压腐蚀机理与防护技术的研究一直是热门问题之一。
一、高温高压腐蚀状况在高温高压的气体、液体环境中，金属材料很容易出现腐蚀现象。
这是因为在高温下，金属表面的化学反应速率会提高，易于发生氧化、硫化、氯化等化学反应。
此外，在高压下，化学物质之间的反应容易发生，加速金属材料的腐蚀，特别是在酸性、碱性状况下，腐蚀更加明显。
所以，一些要求环境温度高、压力大、强腐蚀性的生产过程中，特别是化工、锅炉、轨道交通领域必须在腐蚀的基础上进行材料选择和防护管理。
二、腐蚀机理我们需要了解腐蚀机理，才能更好地采取措施对高温高压环境下的金属材料进行防腐和防护。
腐蚀包括化学腐蚀、电化学腐蚀、冲蚀腐蚀几种形式，各种腐蚀在高温高压环境下发生的机理不同。
其中化学腐蚀是指在化学试剂作用下发生的腐蚀，化学腐蚀可以分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种类型。
而电化学腐蚀，主要是由金属材料在化学反应中发生电化学反应，形成负极和正极。
当电化学反应的速度大于金属的防护能力时，就会发生电化学腐蚀现象。
冲蚀腐蚀是由于流体中液流的冲击效应导致的金属表面剥蚀现象。
在高压下，冲击力会变大，这会使液流的速度较大，形成节点和环的不稳定流场现象，从而形成冲蚀腐蚀。
三、防腐技术在高温高压环境下，采用不同的金属材料进行防腐防护是一种常见的手段。
1. 选择正确的材料在高温高压腐蚀条件下，合金材料相对于纯金属具有较好的抗腐蚀性能。
合金材料中经常加入耐腐蚀的金属元素，如钨、钼、铬等，这些元素可以显著提高材料的抗腐蚀性能。
此外，还可以采用多层复合材料进行防护。
多种金属材料复合在一起，可以形成一种更为抗腐蚀性能的复合材料，具有更高的强度和韧性。
2. 防蚀涂层在高温高压腐蚀环境下，涂层是非常必要的一种防护手段。
涂层的作用是形成一层高污染度的保护层，以减缓化学物质的侵蚀速度。
金属腐蚀机理及抗腐蚀技术
金属腐蚀机理及抗腐蚀技术腐蚀是金属材料常见的一种损害方式。
它是指金属表面在化学或电化学作用下遭受损害，通常导致材料的性能下降和寿命缩短。
虽然一些金属如银、金等比较稳定，但其它金属在常温下或接触不适当条件下很容易发生腐蚀。
如何防止金属腐蚀，是工程界长期以来的难题之一。
一、金属腐蚀的机理金属腐蚀的机理较为复杂，主要有化学反应型和电化学反应型两种。
1.化学反应型金属在遇到某些化学物质时，会和其发生化学反应，从而导致金属的化学成分发生变化，最终形成氧化物。
金属外表形成氧化物层，外行称之为锈，通俗来说就是被腐蚀了。
2.电化学反应型电化学反应型的腐蚀机理主要是由于金属表面的异质腐蚀电池形成了阳极和阴极之间的电化学反应。
阳极表面出现金属离子，发生溶解，而阴极情况下保持了金属的完整性。
其中阳极和阴极之间的差异赋予了形成电位，这种电位会影响金属的腐蚀程度。
电化学反应型的腐蚀过程比较复杂，其腐蚀机理与很多因素都有关，例如温度、PH值、流体速度等。
其中最重要的腐蚀因素是金属质量和表面处理方式。
一般情况下，金属质量优良的材料比较不容易腐蚀，而粗糙的金属表面则比光滑的面更易遭受腐蚀。
二、金属抗腐蚀技术腐蚀是一种普遍存在于各个领域的问题，例如化工、轻工、航空航天、海洋工程等领域的金属结构。
为了能够延长金属材料的使用寿命，提高金属的抗腐蚀能力，需要采取一系列的抗腐蚀技术。
1.物理防腐物理防腐指的是通过改变物理状态来保护金属不被腐蚀。
如在金属表面形成一层防护膜来防止腐蚀。
这种方法优点是简单并且成本较低，但是该方法的防护效果不够长久。
2.化学防腐化学防腐指使用某些化合物对金属表面进行防护处理，使其生成一层稳定的金属化合物膜，防止腐蚀的发生。
这种方法防护效果相对较好，但是施工成本较高。
3.材料选择在设计使用金属材料时，需要充分考虑其在使用环境中可能面临的腐蚀因素，并选择适合的金属材料才能有效防护。
例如耐腐蚀性能极高的不锈钢，仪器、航空、医疗器械、食品工业等领域中都大量使用不锈钢。
金属材料的腐蚀机理与控制
金属材料的腐蚀机理与控制腐蚀是金属材料在特定环境中发生的一种化学反应，导致金属表面发生损害或氧化。
了解金属材料腐蚀的机理，并采取控制措施，是保护金属材料并延长其使用寿命的关键。
本文将介绍金属材料的腐蚀机理以及可行的控制方法。
一、金属腐蚀的机理金属腐蚀主要受以下因素影响：1.1 金属自身性质每种金属材料都有自己的化学成分和晶体结构，这些特性将直接影响金属腐蚀的行为。
例如，铁质材料容易发生氧化腐蚀，而不锈钢则具有较强的抗腐蚀性能。
1.2 环境条件金属腐蚀的速度和程度与环境中的某些因素密切相关。
例如，温度、湿度、酸碱度、气体成分以及阳光照射等都会影响金属腐蚀的发生。
高温和高湿度环境以及强酸或强碱溶液通常会加剧金属腐蚀的速度。
1.3 电化学反应金属腐蚀通常是通过电化学反应发生的。
在腐蚀过程中，金属可以作为阳极或阴极参与电化学反应。
阳极反应是金属的氧化步骤，而阴极反应则是电子和还原剂之间的转移。
这些反应在金属表面产生了电位差，促使腐蚀反应的发生。
二、金属腐蚀的控制方法为了减缓金属腐蚀速度，以下控制方法可供选择：2.1 表面涂层通过在金属表面形成涂层可以提供一层保护层，减少金属与外界环境的直接接触。
例如，镀锌过程中将铁制品浸入锌溶液中，使其表面形成一层锌层，起到防腐蚀的作用。
2.2 阳极保护通过将一个更容易腐蚀的金属设为阳极，来保护所需保护的金属，从而降低了金属腐蚀的速率。
例如，在油罐等容器中，可以使用铝或锌作为阳极材料，来保护铁制品。
2.3 缓蚀剂缓蚀剂是一种可以控制金属腐蚀的化学物质，通过在金属表面形成保护层来阻止腐蚀反应的发生。
缓蚀剂可以通过溶液中的添加剂或覆盖在金属表面的薄膜来实现。
例如，在水中添加磷酸和亚磷酸盐可以减缓金属腐蚀的速度。
2.4 电化学防护电化学防护是通过控制金属表面的电位差来防止腐蚀反应的发生。
常见的电化学防护技术包括阳极保护和阴极保护。
阳极保护是通过提供一定的电流来保护金属，而阴极保护则是通过向金属表面提供足够的电子来防止氧化反应的发生。
氯离子腐蚀机理及防护
氯离子对不锈钢腐蚀的机理在化工生产中，腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生，是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。
普通钢材的耐腐蚀性能较差，不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。
Cr 和Ni是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。
Cr和Ni使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化，降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度，使不锈钢的耐腐蚀性能提高。
氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。
虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论但大致可分为2种观点。
成相膜理论的观点认为，由于氯离子半径小，穿透能力强，故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属外表，并与金属相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发生变化，金属产生腐蚀。
吸附理论则认为，氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力, 它们优先被金属吸附，并从金属外表把氧排掉。
因为氧决定着金属的钝化状态氯离子和氧争夺金属外表上的吸附点，甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物，氯化物与金属外表的吸附并不稳定，形成了可溶性物质，这样导致了腐蚀的加速。
电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果说明，氯离子对金属外表的活化作用只出现在一定的范围内，存在着1个特定的电位值，在此电位下，不锈钢开始活化。
这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大，金属的钝态越稳定。
因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。
2 应力腐蚀失效及防护措施2.1 应力腐蚀失效机理在压力容器的腐蚀失效中，应力腐蚀失效所占的比例高达45%左右。
因此，研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。
所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。
应力腐蚀一般都是在特定条件下产生：①只有在拉应力的作用下。
②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质，不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4、H2S溶液中才容易发生应力腐蚀。
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Ｆｅ — Ｆｅ２＋＋２ｅ
（１）
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ－ 一 ４ＯＨ－
（２）
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ－ 一 Ｈ２＋２ＯＨ－
（３）
氧化反应一般称为阳极反应，而还原反应一般
被称为阴极反应。两个电化学反应对腐蚀的发生是必
不可少的。氧化反应造成金属的实际损失，但还原反
应必须消耗由氧化反应释放出的电子来维持电荷的中
性。否则，大量的负电荷将会在金属和电解质间快速
Corrosion Mechanism and Corrosion Protection
Ｊｏｈｎ Ｂｅａｖｅｒｓ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｇａｌｖａｎｉｃ ｓｅｒｉｅｓ；ｃｏａｔｉｎｇ；ｃａｔｈｏｄｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．
２ 我们如何探测腐蚀？
腐蚀过程的电化学性质提供了探测和减缓地下 腐蚀的可能性。我们可以监测相关腐蚀过程的电压和 电流。
当一块金属放置在电解质例如土壤中，由于腐 蚀过程的电化学性质，电压将会在金属一电解质的接 触面上形成。我们虽然不能直接测量这个电压，但可 以用电压表我们测量放在土壤中的两块不同金属之间 的电压。我们也可以测量在一块金属和一个参比电极 之间的电压，通常这被称为一个半电池电极。这个电 压被称作为金属在此环境下可以测量获得的腐蚀电 位、开路电位或者自然电位。对于土壤环境，最广泛 使用的参比电极是铜／硫酸铜参比电极（ＣＳＥ）。
阴极保护的定义之一是通过使金属表面成为电 化学电池的阴极来减少金属表面的腐蚀率的一种技 术。这可以反向通过用一个外部能源（被称为外加电 流的阴极保护）或者利用一个牺牲阳极改变金属的电 位来实现。在外加电流系统中，借助于电源，也称为 整流器，及埋在地下的阳极把电流施加在设备上。在 牺牲阳极系统中，利用牺牲阳极材料例如锌或镁和管 道钢之间的电偶关系来提供所需的阴极保护电流。
１ 什么是腐蚀？
一般腐蚀的定义是指由于环境作用引起的材料 破坏。这个定义包含所有的自然存在的和人造的材 料，含塑料、陶瓷和金属。本书的核心是金属的腐蚀， 强调的是用在地下管道上的碳钢和低合金钢的腐蚀。 腐蚀的这个定义涉及到这样的问题：首先金属为什么 会腐蚀？答案可用热力学解释，它告知我们腐蚀过程 是否会发生。第二个问题是腐蚀速率是什么或者管道 可使用多长时间？腐蚀动力学可以提供我们这个问题 的答案。
点，在该点的氧气、水、或者另外的一些物质被还原，
该点称为阴极或者阴极区。一般腐蚀电极由四个必须
的部分组成。
１．必须有一个阳极
２．必须有一个阴极
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全面腐蚀控制
Ｊｏｈｎ Ｂｅａｖｅｒｓ 腐蚀机理与腐蚀防护
２００４ 年第 １８卷第 １期
图１ 差异腐蚀电池的图示
３．必须有一个连接阳极和阴极的导电通路。（通 常这可能是管道自身）
从能量的意义上讲，当金属从矿石中提炼出以 后就被置位于一个高的能量状态。这些矿石是典型的 金属氧化物，例如钢对应的金属氧化物是三氧化二铁 （Ｆｅ２Ｏ３），铝对应的则是氧化铝（Ａｌ２Ｏ３·Ｈ２Ｏ）。热力学 的原理之一就是物质总是寻求最低的能量状态。换句 话，许多金属处于热力学不稳定状态而且趋向于寻求 一种较低的能量状态，也就是说有形成氧化物或者一 些其他化合物的趋势。金属转化成为低能量氧化物的 过程称为腐蚀。
电位测量通常用于确定地下管道上是否存在差 异腐蚀电池类型。管道进行电连接，管道的电位通过 放置在管道上的相应的参比电极测量，该过程如图２ 所示。通常，参比电极连接到数字电压表的负端得到
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全面腐蚀控制
Ｊｏｈｎ Ｂｅａｖｅｒｓ 腐蚀机理与腐蚀防护
２００４ 年第 １８卷第 １期
一个负读数。如表１显示，土壤中的许多电位是负数。 对于这种测量的类型，设备中许多负区域是阳极而且 由于存在差异腐蚀电池加速腐蚀过程。
表１
在中性土壤和水中材料的电位序
材料
电位伏特值（ＣＳＥ）ａ
碳，石墨，焦碳
＋０．３
铂
０－０．１
钢上有热轧氧化皮
－０．２
高硅铸铁
－０．２
铜，黄铜，青铜
－０．２
混凝土中的低碳钢
－０．２
铅
－０．５
铸铁（没石墨化）
－０．２－０．５
低碳钢（被腐蚀）
－０．５－０．８
低碳钢（清洁和光亮的）
－０．８
腐蚀电位测量的另外一个用途是用来确定电偶 腐蚀发生的可能性。当两金属在一种环境下被电性连 接后，这对金属中电负性较高的（活泼的）一方在差异 腐蚀电池中成为阳极，较正（贵金属）一方将成为阴 极。一般而言，随电偶对电位差的增加，腐蚀加剧， 尽管也有例外。表１显示的系列值表明，当铜与低碳 钢在土壤中电性配对后，铜将成为阴极而钢将成为阳 极，从而加速了钢的腐蚀。
第 １８ 卷第 １ 期 ２００４ 年 ２ 月
全 面 腐 蚀 控 制
TOTAL C ORROSION CONTROL
Ｖｏｌ．１８ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ． ２００４
腐 蚀 机 理 与 腐 蚀 防 护
Ｊｏｈｎ Ｂｅａｖｅｒｓ 摘 要：本文论述了腐蚀的产生机理，从而探讨了防腐蚀的办法。 关键词：腐蚀 电位序 涂层 阴极保护
图 ２ 管道对地电位测量图
３ 我们如何减缓腐蚀的？
在地下管道上减缓腐蚀的主要方法是涂层和阴 极保护。
更正说明：
本刊２００３年第６期中陈晓钢先生所著论文 《金红石钛白粉生产中流态化塔的防腐施工维
修》一文中“金红石钛白粉”应为“金红石钛黄 粉”，特此更正，并向本文作者和读者致歉。
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如果阴极和阳极足够大，电流测量也可以用来 检测差异腐蚀电池。大的电池产生的长线电流可以通 过测量管道和其他地下设备来确定。通过欧姆定律 （Ｖ＝ＩＲ，Ｖ 是 电 压 ，Ｉ 是 电 流 ，Ｒ 是 电 阻 ），我 们 知 道 在 土壤中的电流可以产生一个电压降。这个电压降可以 通过在管道上放置相同的参比电极测量出。电压的测 量可以被用来推断微观电池电流的方向。在管道上阳 极区和阴极区可以通过一系列沿着管道的电池对电池 电位测定被确定。
涂层通常是在被保护的金属的表面形成一个连 续性电绝缘材料薄层。这样的一个涂层的作用是隔离 金属与周围电解质的直接接触（防止电解质与金属的 接触），而且涂覆这样的高阻抗涂层使电化学反应不 容易发生。事实上，所有的涂层，无论总体质量如何， 都有缺陷，也可以说有针孔，它们是加工厂进行涂覆 管的施工、运输和安装的过程中形成的。涂层上的小 孔也可以由于涂层剥落、土壤的压力、地下管道的运 动或在使用过程中形成。在用涂层的剥落也可以导致 涂层与管道表面的脱离，进而使金属暴露在地下环境 中。在小孔和剥落区域中的高腐蚀率可以导致管道的 泄露和破裂，即使涂层可以有效的保护管道的大部分 表面。因而，涂层在缺少阴极保护的时候很少用于地 下管道保护上。阴极保护管道上涂层的主要作用是减 少在管道上暴露的金属的表面面积，从而减少对阴极 保护金属电流的需求。
许多普通工程材料在近室温时的腐蚀发生在有 水（含水）的环境下而且在性质上是电化学性质的。有 水的环境也被称为电解质，在地下腐蚀情况下的电解 质就是潮湿的土壤。腐蚀的过程涉及金属失去电子
（氧化作用）的过程〖见方程式（１）〗而失去的电子被另
外的还原反应消耗掉，例如氧和水的还原反应〖分别
见方程式（２）和（３）〗。
商业纯铝
－１．０５
铝合金（５％锌）
－１．１
锌镁合金（６％铝，３％锌，０．１５％锰） －１．６
商业纯镁
－１．７５
＊在中性土壤和水中通常获得的典型电位值，用硫酸
铜作为参比电极测得）
表１也表明低碳钢的电位值会因为它的表面是 否清洁或者是否被热轧氧化皮覆盖而不同。钢的电位 值也是土壤性质的函数，包括ｐＨ 值，离子浓度，氧 和湿气含量。由于这些原因，地下管道和设备中形成 的电位差可以导致产生严重的腐蚀。
电位测量可以被用来评估在给定环境下不同金 属的耐腐蚀性。贵金属，例如金和铂，具有非常高的 正电位因而比通常使用的工程金属如钢和铝有更强的 耐腐蚀能力。电位序是根据给定的环境下一系列金属 和合金相对腐蚀电位高低的排列。表ｌ是金属和另外
一些材料在中性土壤和水中的电位序，从表中可以看 到所列的材料中碳的正电位最高，镁的负电位最高。 电位序中不同金属的测量电位根据环境的性质略有差 异，但他们在土壤和海水这样的自然环境中的相对电 位顺序类似。
４．阳极和阴极必须浸入导电的电解质中。（通常 是潮湿的土壤）
管道和另外一些设备的地下腐蚀常常是由于存 在不同类型的差异腐蚀电池。这些包括充气差异电 池，此管道的不同部分暴露在土壤中不同的氧浓度 下，电池因管道表面性质或者土壤化学物质的不同而 产生。电偶腐蚀是差异电池腐蚀的一种形式，该形式 中两种不同的金属在电性上成对而且置于腐蚀性的环 境。
形成而且电池反应，
它们可以局部发生在金属的同一点或者分开发生。当
这些电化学反应被分开的时候，这个过程称为差异腐
蚀电池。差异腐蚀电池的图解见图１。金属被氧化的
点被称为阳极或者阳极区。在这一区域，当金属离子
离开金属表面时，直流电流（定义为正电荷的流向）从
金属表面流到电解质中。该电流流经电解质到达另一