碳钢腐蚀速度 - 360文档中心

碳钢与低合金钢的腐蚀性能

（形成化合物，共晶体）
5、P：
常用金属材料的耐蚀性
对腐蚀的影响因环境而异。在酸性溶液中与硫一样是有害的（磷化物存在）；改善在大气、海水中的耐蚀性。
注：磷严重降低钢的韧性，因此，一般不会用提高磷来提高耐蚀性
常用金属材料的耐蚀性
5.2.2夹杂物对腐蚀的影响：
各类夹杂物都将严重恶化钢的耐蚀性。原因：夹杂物破坏了钢的连续性和均匀性，增加钢的微电池对。
常用金属材料的耐蚀性（2）工业大气（存在一定工业污染的大气）：
影响腐蚀的主要因素：污染成分和含量（主要有SO2，H2S。 CO2，NO2，NO及HCl等）以及水分。
造成腐蚀的主要原因是形成酸性电解质。钢在工业大气中的腐蚀速度要比在乡村大气高1-2倍。
常用金属材料的耐蚀性（3）海洋大气：
钢在海洋大气中的腐蚀比前两种情况严重得多
常用金属材料的耐蚀性
第5章碳钢与低合金钢的腐蚀性能
在钢材的总产量中碳钢占85%左右,低合金钢约占据10%,是结构材料中的重要材料。碳钢指碳含量小于1.7%的铁碳合金。
一般说来,碳钢在各种环境中的耐蚀性较差,不属于耐蚀材料。但是，由于其用途较为广泛，了解碳钢在各种环境中的腐蚀行为，对钢材的正确选用和防护，提高使用的经济效益无疑是非常重要的。
3、按用途分：
结构钢工具钢不锈钢弹簧钢
常用金属材料的耐蚀性耐热钢高锰钢锅炉用钢造船用钢
常用金属材料的耐蚀性
5.1.2低合金钢的发展和种类
1、发展
低合金钢在19世纪70年代在工业上开始应用,但发展缓慢,直到上世纪50年代后期，由于科学技术及工业进步,对低合金钢的需要量不断增加,才促使它迅速发展起来,成为钢铁材料的一大支柱。
主要夹杂物：FeS，（MnFe）S，MnS

硝酸对碳钢及不锈钢的腐蚀特性及缓蚀剂

硝酸对碳钢及不锈钢的腐蚀特性及缓蚀剂硝酸是一种既具有强酸性又具有强氧化性的无机酸。

硝酸溶液浓度不同，对金属的腐蚀程度亦异，低浓度硝酸溶液对大多数金属均呈现强烈的腐蚀作用。

但高浓度硝酸溶液在一定条件下，对某些金属(指钝化型金属，如钢铁、不锈钢、铝、铬、钛等)不产生腐蚀作用并可使金属表面钝化。

因此，在硝酸的工业生产、应用及储运过程中，所用的设备、管线及配件等多使用不锈钢类钝化型材质以防止腐蚀破坏作用。

此外，由于硝酸对金属氧化物及某些盐类的溶解能力强，可以有效地清除金属设备表面的沉积物(锈及垢)，故碳钢及不锈钢等设备清洗工艺中，常使用硝酸作为清洗剂。

然而，应当指出，在高温低浓度的硝酸溶液中，碳钢及不锈钢也会受到硝酸不同程度的腐蚀作用。

所以需要在硝酸溶液中，加入抑制硝酸腐蚀用的缓蚀剂。

本文将简要介绍硝酸对碳钢及不锈钢的腐蚀特性及缓蚀剂发展动向，供读者参考。

、硝酸对碳钢及不锈钢的腐蚀特性 1钢铁在低浓度稀硝酸溶液中，发生置换反应而溶解。

其反应历程如下:Fe+2HNO====Fe(NO)+H(置换反应，溶解) 3322但在浓硝酸溶液中，在常温条件下，主要发生氧化反应而呈现钝化状态，在钢铁表面上形成的钝化膜使溶解过程减缓至终止。

其反应历程如下: 2Fe+6HNO=====FeO+3NO+3HO(氧化反应，不溶解) 323242从图-1中，低碳钢在硝酸溶液中的溶解曲线可以看出，硝酸溶液浓度在30%前后时，低碳钢的腐蚀速率达最高值。

之后，随硝酸溶液浓度增加，腐蚀速率迅速下降直至最低点。

图-1 低碳钢(C 0.03%)的腐蚀速率与硝酸浓度的关系(常温)不锈钢及其它合金钢在硝酸溶液中，在一般条件下，具有较好的耐蚀性能。

然而，当系统温度升高时，则随硝酸溶液浓度增加，不锈钢亦会受到不同程度的腐蚀(参考图-2，表-1)。

图-2，硝酸中高级不锈钢的腐蚀速率(沸点)表-1，不锈钢在发烟硝酸中的腐蚀情况比较(71?)2 h) 腐蚀速度(g/m不锈钢白色发烟硝酸红色发烟硝酸 (AISI)304 3.368 4.964304L 4.255 -309 1.684 2.659310 1.773 3.811316，316L 4.432 -321 5.319 8.865347 5.141 4.432410 4.077 6.294430 2.925 3.81120Cr29Ni 0.975 -2、硝酸缓蚀剂硝酸缓蚀剂的开发研究工作始于二十世纪初，早期曾提出生物碱、硫醇、糖类等有机化合物。

冷却循环水系统中腐蚀、污垢的现场监测

冷却循环水系统中腐蚀、污垢的现场监测《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050--95）对冷却水系统中腐蚀速度，污垢热阻，异养菌数和粘泥量的要求。

《设计规定》中的规定：敞开式循环冷却水系统中换热设备的碳钢管壁的腐蚀速度小于0.125 mm/a (5mpy) 铜，铜合金和不锈钢管壁的腐蚀速度宜小于0.005mm/a(0.2mpy)一、腐蚀监测冷却水系统中，常用的腐蚀监测方法主要是试片法，试片法是冷却水系统中最简便、最经济、使用最广泛和最经典的腐蚀监测方法。

它可以测定腐蚀速度、蚀孔密度、蚀孔深度，并了解腐蚀形态。

1.试片材质：碳钢试片，黄铜试片。

2.试片的安装：试片应安装在监测的换热器设备的回水管线上。

也可放在冷却塔集水池中。

3.监测时间：试片的监测时间一般为30——90天，30天取一次。

每月测定一次腐蚀速度。

最后绘出腐蚀速度——时间曲线。

4测定前的试片处理：将试片表面的腐蚀产物清洗干净，经干燥后称重精确到0.1 mg5腐蚀速度的测定：由试片的总表面积、金属的密度、试验时间、试片的失重，按下面两个计算式计算出金属的腐蚀速度：腐蚀速度=87.6ΔW/(spt) mm/a腐蚀速度=3449ΔW/(spt)mpy式中：ΔW——试片的失重mgs——试片的总表面积m2p——金属的密度g/cm3（碳钢7.85 黄铜8.50 不锈钢7.92）t——监测时间h二、污垢——沉积物的监测冷却水系统中沉积物的现场监测主要是测定由水垢、淤泥、腐蚀产物和微生物粘泥等沉积物引起的污垢热阻或压力降，以及由冷却水在热交换器中产生的沉积物量，沉积物层厚度及其组成等。

目前，常用的沉积物现场监测的方法有：监测换热器法，电热式污垢监测仪法，压力降法，钙离子浓度法。

1.热换器法：用监测换热器监测冷却水系统中沉积物，将运行一定时的监测换热器拆开，将其换热管（试验管）剖开，观察其中污垢沉积情况，测定析出的沉积物层厚度。

如图：实验管段在冷却系统中的按装冷却水冷却水2常用的钙离子浓度法：可以通过测定补充水和循环水中钙离子的浓度。

各种金属材料耐硫酸腐蚀性能参考

实验时候温度会升高么？有以下金属材料，并且有硫酸的浓度和温度配置，你看下。

不锈钢(SUS316 、SUS316L) ：温度40 ℃以下，浓度20% 左右；904 钢(SUS904 、SUS904L) ：适于温度40~60 ℃、浓度20~75% ；温度80 ℃、浓度60% 以下；高硅铸铁(STSi15R) ：室温至90 ℃之间各种浓度；纯铅、硬铅：室温的各种温度；S-05 钢(0Cr13Ni7Si4) ：90 ℃以下的浓硫酸，高温浓硫酸（120~150 ℃）；普通碳钢：室温70% 以上的浓硫酸；铸铁：温度为室温的浓硫酸；蒙乃尔、金属镍、因可耐尔：中温中等浓度的硫酸；钛钼合金(Ti-32Mo) ：沸点以下、60% 的硫酸和50 ℃以下、98% 的硫酸；哈氏合金B 、D ：100 ℃以下、75% 的硫酸；哈氏合金C ：100 ℃左右的各种温度；镍铸铁(STNiCr202) ：室温60~90% 的硫酸。

硫酸是一种价格便宜的强酸，它的水溶液对热的稳定性良好，在工业清洗中硫酸应用得很广泛。

它的缺点是硫酸在清洗中生成的盐类有许多是水溶性较低的，比如用硫酸去除含钙盐的锅炉污垢时，由于与硫酸反应生成水溶性差的硫酸钙，所以去垢效果不好。

相反改用盐酸处理，由于生成水溶性很好的氯化钙而除垢效果良好(在25℃时，100cm3水中只能溶解0.208g 硫酸钙，而可溶解74.5g时氯化钙)。

稀硫酸容易与钢铁反应并产生氢气，常温下，60%(质量)及以上浓度的硫酸会在钢铁表面形成钝化膜而使钢铁对它有耐蚀性93%(质量)以上时即使加热到煮沸条件也几乎不腐蚀钢铁。

而铅与钢铁正相反，可溶于浓硫酸中，但对稀硫酸有良好的耐蚀性。

其余金属与硫酸的反应情况归纳如下。

铝：易溶于10%(质量)的硫酸中，但对80%(质量)以上的硫酸有耐蚀性。

锌、镁：易溶于各种浓度的硫酸中。

锡：对稀硫酸才有耐蚀性。

镍：常温下，对80%(质量)以下的硫酸有耐蚀性。

铬：可被浓硫酸氧化生成钝化膜，所以它不被浓硫酸腐蚀。

腐蚀速度的计算公式

腐蚀速度的计算公式：之南宫帮珍创作
创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日
(W1－W2)×87600
X＝───────── mm/a
A·T·D
X──试片腐蚀速率 mm/a
W1──试片试前称重 g
W2──试验后试片称重 g
87600──计算常数
A ──试片概况积 cm2
T ──试验时间 h
D ──试片材质密度 g/cm3
(27.4r)
2.2×105
mg/(dm2·d)
×10-3
×10-3
1
103
μg/(dm2·d)
×10-6
4.63×10-6
10-3
1
注：非括号内数值指碳钢材质换算结果；r为金属重度(g/cm3)
创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日
几种罕见金属的重度
金属
重度（g/cm3）
金属
重度（g/cm3）
低碳钢
不锈钢
低合金钢
硅铸铁
海军黄铜
灰铸铁
黄铜
铅
紫铜钛铜铝源自腐蚀速度的换算单位
克/(米2·小时)
毫米/年
毫克/(分米2·天)
微克/(分米2·天)
g/(m2·h)
1
×102
×105
mm/a
×10-1
(0.114r)
1
2.2×102

各种金属材料耐硫酸腐蚀性能参考

实验时候温度会升高么？有以下金属材料，并且有硫酸的浓度和温度配置，你看下。

不锈钢(SUS316 、SUS316L) ：温度40 ℃以下，浓度20% 左右；904 钢(SUS904 、SUS904L) ：适于温度40~60 ℃、浓度20~75% ；温度80 ℃、浓度60% 以下；高硅铸铁(STSi15R) ：室温至90 ℃之间各种浓度；纯铅、硬铅：室温的各种温度；S-05 钢(0Cr13Ni7Si4) ：90 ℃以下的浓硫酸，高温浓硫酸（120~150 ℃）；普通碳钢：室温70% 以上的浓硫酸；铸铁：温度为室温的浓硫酸；蒙乃尔、金属镍、因可耐尔：中温中等浓度的硫酸；钛钼合金(Ti-32Mo) ：沸点以下、60% 的硫酸和50 ℃以下、98% 的硫酸；哈氏合金B 、D ：100 ℃以下、75% 的硫酸；哈氏合金C ：100 ℃左右的各种温度；镍铸铁(STNiCr202) ：室温60~90% 的硫酸。

硫酸是一种价格便宜的强酸，它的水溶液对热的稳定性良好，在工业清洗中硫酸应用得很广泛。

它的缺点是硫酸在清洗中生成的盐类有许多是水溶性较低的，比如用硫酸去除含钙盐的锅炉污垢时，由于与硫酸反应生成水溶性差的硫酸钙，所以去垢效果不好。

相反改用盐酸处理，由于生成水溶性很好的氯化钙而除垢效果良好(在25℃时，100cm3水中只能溶解0.208g 硫酸钙，而可溶解74.5g时氯化钙)。

稀硫酸容易与钢铁反应并产生氢气，常温下，60%(质量)及以上浓度的硫酸会在钢铁表面形成钝化膜而使钢铁对它有耐蚀性93%(质量)以上时即使加热到煮沸条件也几乎不腐蚀钢铁。

而铅与钢铁正相反，可溶于浓硫酸中，但对稀硫酸有良好的耐蚀性。

其余金属与硫酸的反应情况归纳如下。

铝：易溶于10%(质量)的硫酸中，但对80%(质量)以上的硫酸有耐蚀性。

锌、镁：易溶于各种浓度的硫酸中。

锡：对稀硫酸才有耐蚀性。

镍：常温下，对80%(质量)以下的硫酸有耐蚀性。

铬：可被浓硫酸氧化生成钝化膜，所以它不被浓硫酸腐蚀。

三种不同气氛下流速对碳钢腐蚀速率的影响

铁硫化合物。关于碳钢在ＣＯ／ＨＳ共Байду номын сангаас 体系中的腐蚀已进行了较多的研究。ＳｒｉｎｉｖａｓａｎＳ等纠认为：（１）
彭松梓等研究发现，高含硫体系中高流速下流体的剪切力会将腐蚀产物膜从基体表面剥
膜的结构与性能，阻碍物质传递从而减缓腐蚀。
的增大，腐蚀速率在流速为２．０ｍ／ｓ时出现峰值。
当腐蚀环境中Ｈｓ的分压极低时（小于６．９× １０ＭＰａ），此时腐蚀反应起主导作用的是ＣＯ
离，使基体裸露在腐蚀介质中导致腐蚀速率增大。
赵国仙等研究指出，ＣＯ腐蚀环境下，流速增大
一
方面加速传质过程，另一方面会改变腐蚀产物
田光等。。研究得出，在ＣＯ：环境中随着流速
三种不同气氛下流速对碳钢腐蚀速率的影响水
李循迹，赵景茂，宋文文，赵起锋，周理志，熊新民
（１．中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司，新疆库尔勒８４１０００；
２．北京化工大学材料科学与工程学院，北京１０００２９）
加重。但由于较高的流速阻碍基体表面的成膜，
伴生气引。随着深层油气藏的开采，高压油气田中，输送管线中高流速的油气对管线的冲刷和空泡腐蚀等加剧了ＣＯ，对管线的破坏＿４ｊ。在油

碳钢在海水中的腐蚀和防护

碳钢在海水中的腐蚀和防护摘要对碳钢在海水中的腐蚀与防护进行了现场实地考察,分析了它作为海水中常用材料的腐蚀特点,同时在实验室进行了挂片实验和电化学测试,评价了它的耐蚀性能,对其防蚀提出了一点经验。

关键词:碳钢海水腐蚀防护1 前言碳钢是应用最广泛的工程材料之一。

海洋腐蚀环境苛刻,尽管在应用这些材料时,需进行必要的防护,但开展这些材料在海水中腐蚀性能的研究仍非常必要,二十世纪三十年代以来,美国积累了各腐蚀区域527 种金属材料长达3 a～16 a 的海水腐蚀数据。

我国则仅限于碳钢在海水全浸条件下的五年数据,而在潮差区、飞溅区的腐蚀数据几乎没有。

这给海洋工程设计、选材、开展防护工作造成了很大困难,金属材料在海水中的腐蚀受其环境影响是非常复杂的过程,在不同海域所表现出的耐蚀性有很大差别,既使在同一海域不同区带,其腐蚀性能各异,因此对常用金属材料在我国海域进行系统的腐蚀试验及研究,获得可靠的材料腐蚀数据,为海洋工程、沿海建筑物的设计、选材、开展防护,开发新的耐蚀材料提供依据。

碳钢、低合金钢是应用最广泛的工程材料。

海洋腐蚀环境苛刻,尽管在应用这些材料时,需进行必要的防护,但开展这些材料在海水中腐蚀性能的研究仍非常必要,二十世纪三十年代以来,美国积累了各腐蚀区域527 种金属材料长达 3 a～16 a 的海水腐蚀数据。

我国则仅限于碳钢、低合金钢在海水全浸条件下的五年数据,而在潮差区、飞溅区的腐蚀数据几乎没有。

这给海洋工程设计、选材、开展防护工作造成了很大困难,金属材料在海水中的腐蚀受其环境影响是非常复杂的过程,在不同海域所表现出的耐蚀性有很大差别,既使在同一海域不同区带,其腐蚀性能各异,因此对常用金属材料在我国海域进行系统的腐蚀试验及研究,获得可靠的材料腐蚀数据,为海洋工程、沿海建筑物的设计、选材、开展防护,开发新的耐蚀材料提供依据。

本文用实验室挂片和电化学方法对碳钢在海水中的腐蚀行为进行研究,分析了它作为海水中常用材料的腐蚀特点,评价了它的耐蚀性能,对它的防蚀提出了一点经验。