材料腐蚀与防护第一讲PPT课件
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材料腐蚀损伤 宏观上：材料质量流失、强度退化 微观上：组织、结构或价态的改变
20
腐蚀的特点
（1）自发性
21
（2）普遍性 纯金属最低能级状态一般为其化合物 （除Au、Pt）
普遍存在的空气和水 是两类主要腐蚀环境（O2、H+）
22
（3）隐蔽性 发展速度缓慢
不锈钢在海水中点蚀：10年孕育期 表现形式不易被发觉
腐蚀
17
18
广义的腐蚀： 包括腐蚀与磨损、断裂等的协同作用， 是一个交叉学科的领域。
材料在服役损坏过程中， 腐蚀与磨损、腐蚀与断裂 往往协同进行， 甚至三种损坏同时发生。
19
腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学 和物理作用产生的损坏或变质现象。
材料腐蚀条件： a、材料和环境构成同一体系； b、相互作用； c、发生了化学或者电化学破坏。
生锈：容易观察 应力腐蚀断裂：表面光亮如新内部满布裂纹
23
3. 腐蚀与防护研究的意义
腐蚀造成的危害
材料腐蚀给国民经济带来巨大损失 腐蚀事故危及人身安全 腐蚀造成资源和能源的浪费 腐蚀引起环境污染
24
（1 ）钢铁工业－大量的钢铁腐蚀掉 每年腐蚀：大约10～20％的年产量
2003年钢产量 世界：9.625亿吨 中国：2.2亿吨 美国：0.914亿吨
32
（5 ）机械电子
33
• （6 ）民生：自来水管的锈蚀； • （7 ）环境污染…
34
腐蚀造成的经济损失
Байду номын сангаас35
腐蚀造成的经济损失
• 美国1998年总腐蚀损失为2757亿美元，其 中直接经济损失为1379亿美元
1975-1998年间美国的GNP约增长了4倍，由于从设计到维修过 程中普及了耐蚀材料和采用了适宜的防蚀方法，腐蚀研究和防 蚀技术的进步使整体损失由占GNP4.9％减少到4.2％。
38
方法：方向和手段
39
4、腐蚀科学的发展历史
1748 罗蒙诺索夫 金属的氧化
（质量不灭定律—推翻了“热素”说）
1790 凯依尔 铁在硝酸中的钝化
1830 德.拉.里夫 金属腐蚀微电池
1833 法拉第 电解定律——腐蚀量化计算
1840 热镀锌保护钢板获得专利
36
腐蚀防护的重要性
（1）经济效益； （2）社会效益； （3）促进新技术、
新工艺的发展
通过普及 腐蚀与防护知识，
推广应用 先进的防腐蚀技术， 腐蚀造成的经济损失 可减少15％～40％。
37
I+II=III
I是速度，II是力量， III是效果；
I是勤奋，II是方法， III是结果； ········ ·······
• 磨损：表面--力学-摩擦损坏--缓慢
15
16
2、腐蚀的定义
腐蚀(corrosion)源于拉丁文“corrodere”，
意即“损坏”、“腐烂”
20世纪60年代前，材料腐蚀的定义只局限于 金属
生锈：铁及铁基合金生成以水合氧化铁为
主的腐蚀
材料+化学+力学
腐蚀的概念逐步涉及到整个材料领域
塑料发胀或开裂 木头干裂或腐烂
世界每年腐蚀掉的钢> 美国的钢产量； 中国一年被腐蚀掉的钢= 一大型钢铁企业年产量
25
（2 ）交通运输： 铁轨、机车部件的腐蚀和磨蚀； 飞机零部件的高温腐蚀和应力腐蚀； 船舶在海洋环境中的腐蚀； ……
带来极大的事故隐患!
26
海洋环境中：海水腐蚀介质、 海洋大气腐蚀介质、
海水冲刷、复杂波动载荷等； 船舶腐蚀：船体锈蚀、
螺旋桨叶片电偶腐蚀、 水线腐蚀、应力腐蚀等。
27
（3 ）能源电力：
水电:水轮机组的腐蚀、叶片空蚀； 火电:锅炉和管道的腐蚀； 核电站:高温、辐照、液态金属等腐蚀； 煤矿安全； 油气开采和运输造成设备和管道的腐蚀。
28
电力：高温、高压、高流速、高转速锅炉、 汽轮机、凝汽机、发电机、加热器、 水泵、管道
5
电子版的教材， 公共邮箱： f
密码：clfsyfh
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目录
• 第一章 绪论 • 第二章 电化学腐蚀热力
学
• 第三章 电化学腐蚀动力 学
• 第四章 析氢腐蚀与耗氧
7
不识庐山真面目，
只缘身在此山中
8
第一章 绪论
• 1. 引言 • 2. 腐蚀的定义 • 3. 腐蚀与防护研究的意义 • 4. 腐蚀科学的发展 • 5. 腐蚀的分类 • 6. 腐蚀防护的基本途径 • 7. 腐蚀科学及防护技术的主要内容
30
石油天然气开采、集束和输运： • 油气田：O2、CO2、H2S、地层水的腐蚀； • 长输管道：内部多相流动腐蚀、外部土壤、
微生物腐蚀 • 海洋平台、海底管道…
31
（4 ） 化工工业（石化、造纸等） 金属腐蚀造成设备的跑、冒、滴、漏 可造成大量有毒的物质泄漏，污染环境， 危害人民的健康。 化工设备：管道、锅炉、储 存、阀门、冷凝；
12
• 腐蚀学科：材料科学的分支 交叉学科：材料-力学-化学 研究对象： 材料、环境及其交互作用 （以表面、界面为主） 研究手段： 材料学
13
材料 力学要求：强度韧性… 使用 功能要求：热电磁声光… 过程 环境适应性－是否耐腐蚀？
失效：失去其应有的性能或作用
14
材料失效的基本形式
• 断裂：强度--力学破坏--瞬间破坏
材料腐蚀与防护
王鹏
1
什么是“材料？
• 材料是人类用来制造各种产品的物质， 是人类生活和生产的物质基础。
四大材料：？？？？。
金属
材料
复合
材
无机
有机
非金属 料 高分子
材料
材料
2
什么是腐蚀?
• 1. 材料由于环境作用引起的破化或变质
2. 使人在坏的思想、坏的行为等因素影响 下堕落
3
4
什么是防护？
• 防备和保护
9
1、引言
材料科学
合 成 与 加 工 工 艺
效能
材 料 性 能 成分/结构
材料的四要素 10
材料成分－ － －结构－ － －性能
材料合成－ － 加工－ －使用效能
11
• 腐蚀与防护工程技术： 面向材料的使用 或服役过程
（属于售后服务范畴）
(效能)
• 反过来影响材料设计与加工、 工程设计 （不锈钢、耐侯钢） （腐蚀裕量）
• 100万kw的电站：腐蚀导致停运—几十万元/天 过热器管腐蚀泄漏：蚀坑（针孔～10mm） 原因：锅炉停用时大气腐蚀造成局部锈点； 锅炉运行时锈点处高温腐蚀
29
煤矿：井下潮湿，水质变化大 氧气充分，多含SO2、CO、甲烷… 井下设备磨损严重
煤矿井筒装备： 腐蚀速率0.17-0.25mm/y，平均寿命15年； 排水管、离心泵在酸性井下水中的腐蚀； 钢轨、金属支柱、支架的磨损和腐蚀…
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腐蚀的特点
（1）自发性
21
（2）普遍性 纯金属最低能级状态一般为其化合物 （除Au、Pt）
普遍存在的空气和水 是两类主要腐蚀环境（O2、H+）
22
（3）隐蔽性 发展速度缓慢
不锈钢在海水中点蚀：10年孕育期 表现形式不易被发觉
腐蚀
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广义的腐蚀： 包括腐蚀与磨损、断裂等的协同作用， 是一个交叉学科的领域。
材料在服役损坏过程中， 腐蚀与磨损、腐蚀与断裂 往往协同进行， 甚至三种损坏同时发生。
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腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学 和物理作用产生的损坏或变质现象。
材料腐蚀条件： a、材料和环境构成同一体系； b、相互作用； c、发生了化学或者电化学破坏。
生锈：容易观察 应力腐蚀断裂：表面光亮如新内部满布裂纹
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3. 腐蚀与防护研究的意义
腐蚀造成的危害
材料腐蚀给国民经济带来巨大损失 腐蚀事故危及人身安全 腐蚀造成资源和能源的浪费 腐蚀引起环境污染
24
（1 ）钢铁工业－大量的钢铁腐蚀掉 每年腐蚀：大约10～20％的年产量
2003年钢产量 世界：9.625亿吨 中国：2.2亿吨 美国：0.914亿吨
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（5 ）机械电子
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• （6 ）民生：自来水管的锈蚀； • （7 ）环境污染…
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腐蚀造成的经济损失
Байду номын сангаас35
腐蚀造成的经济损失
• 美国1998年总腐蚀损失为2757亿美元，其 中直接经济损失为1379亿美元
1975-1998年间美国的GNP约增长了4倍，由于从设计到维修过 程中普及了耐蚀材料和采用了适宜的防蚀方法，腐蚀研究和防 蚀技术的进步使整体损失由占GNP4.9％减少到4.2％。
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方法：方向和手段
39
4、腐蚀科学的发展历史
1748 罗蒙诺索夫 金属的氧化
（质量不灭定律—推翻了“热素”说）
1790 凯依尔 铁在硝酸中的钝化
1830 德.拉.里夫 金属腐蚀微电池
1833 法拉第 电解定律——腐蚀量化计算
1840 热镀锌保护钢板获得专利
36
腐蚀防护的重要性
（1）经济效益； （2）社会效益； （3）促进新技术、
新工艺的发展
通过普及 腐蚀与防护知识，
推广应用 先进的防腐蚀技术， 腐蚀造成的经济损失 可减少15％～40％。
37
I+II=III
I是速度，II是力量， III是效果；
I是勤奋，II是方法， III是结果； ········ ·······
• 磨损：表面--力学-摩擦损坏--缓慢
15
16
2、腐蚀的定义
腐蚀(corrosion)源于拉丁文“corrodere”，
意即“损坏”、“腐烂”
20世纪60年代前，材料腐蚀的定义只局限于 金属
生锈：铁及铁基合金生成以水合氧化铁为
主的腐蚀
材料+化学+力学
腐蚀的概念逐步涉及到整个材料领域
塑料发胀或开裂 木头干裂或腐烂
世界每年腐蚀掉的钢> 美国的钢产量； 中国一年被腐蚀掉的钢= 一大型钢铁企业年产量
25
（2 ）交通运输： 铁轨、机车部件的腐蚀和磨蚀； 飞机零部件的高温腐蚀和应力腐蚀； 船舶在海洋环境中的腐蚀； ……
带来极大的事故隐患!
26
海洋环境中：海水腐蚀介质、 海洋大气腐蚀介质、
海水冲刷、复杂波动载荷等； 船舶腐蚀：船体锈蚀、
螺旋桨叶片电偶腐蚀、 水线腐蚀、应力腐蚀等。
27
（3 ）能源电力：
水电:水轮机组的腐蚀、叶片空蚀； 火电:锅炉和管道的腐蚀； 核电站:高温、辐照、液态金属等腐蚀； 煤矿安全； 油气开采和运输造成设备和管道的腐蚀。
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电力：高温、高压、高流速、高转速锅炉、 汽轮机、凝汽机、发电机、加热器、 水泵、管道
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电子版的教材， 公共邮箱： f
密码：clfsyfh
中转站文件
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目录
• 第一章 绪论 • 第二章 电化学腐蚀热力
学
• 第三章 电化学腐蚀动力 学
• 第四章 析氢腐蚀与耗氧
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不识庐山真面目，
只缘身在此山中
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第一章 绪论
• 1. 引言 • 2. 腐蚀的定义 • 3. 腐蚀与防护研究的意义 • 4. 腐蚀科学的发展 • 5. 腐蚀的分类 • 6. 腐蚀防护的基本途径 • 7. 腐蚀科学及防护技术的主要内容
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石油天然气开采、集束和输运： • 油气田：O2、CO2、H2S、地层水的腐蚀； • 长输管道：内部多相流动腐蚀、外部土壤、
微生物腐蚀 • 海洋平台、海底管道…
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（4 ） 化工工业（石化、造纸等） 金属腐蚀造成设备的跑、冒、滴、漏 可造成大量有毒的物质泄漏，污染环境， 危害人民的健康。 化工设备：管道、锅炉、储 存、阀门、冷凝；
12
• 腐蚀学科：材料科学的分支 交叉学科：材料-力学-化学 研究对象： 材料、环境及其交互作用 （以表面、界面为主） 研究手段： 材料学
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材料 力学要求：强度韧性… 使用 功能要求：热电磁声光… 过程 环境适应性－是否耐腐蚀？
失效：失去其应有的性能或作用
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材料失效的基本形式
• 断裂：强度--力学破坏--瞬间破坏
材料腐蚀与防护
王鹏
1
什么是“材料？
• 材料是人类用来制造各种产品的物质， 是人类生活和生产的物质基础。
四大材料：？？？？。
金属
材料
复合
材
无机
有机
非金属 料 高分子
材料
材料
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什么是腐蚀?
• 1. 材料由于环境作用引起的破化或变质
2. 使人在坏的思想、坏的行为等因素影响 下堕落
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4
什么是防护？
• 防备和保护
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1、引言
材料科学
合 成 与 加 工 工 艺
效能
材 料 性 能 成分/结构
材料的四要素 10
材料成分－ － －结构－ － －性能
材料合成－ － 加工－ －使用效能
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• 腐蚀与防护工程技术： 面向材料的使用 或服役过程
（属于售后服务范畴）
(效能)
• 反过来影响材料设计与加工、 工程设计 （不锈钢、耐侯钢） （腐蚀裕量）
• 100万kw的电站：腐蚀导致停运—几十万元/天 过热器管腐蚀泄漏：蚀坑（针孔～10mm） 原因：锅炉停用时大气腐蚀造成局部锈点； 锅炉运行时锈点处高温腐蚀
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煤矿：井下潮湿，水质变化大 氧气充分，多含SO2、CO、甲烷… 井下设备磨损严重
煤矿井筒装备： 腐蚀速率0.17-0.25mm/y，平均寿命15年； 排水管、离心泵在酸性井下水中的腐蚀； 钢轨、金属支柱、支架的磨损和腐蚀…