材料腐蚀的种类、危害及解决办法
某油田开发中二氧化碳腐蚀的危害性现状分析

某油田开发中二氧化碳腐蚀的危害性现状分析要想降低油气田开采中的二氧化碳腐蚀,必须对腐蚀机理以及类型基质影响因素这些进行分析和研究。
通过对腐蚀机理调研可以发现,二氧化碳会产生碳酸,进而产生电化学反应,最终造成钢材腐蚀。
在腐蚀种类上有均匀和冲刷以及坑点腐蚀,影响因素较多。
现在开发中防腐蚀措施也较多,现在主要对腐蚀的危害以及方式方式进行论述。
标签:二氧化碳;腐蚀机理;防腐方式前言:在油田开发中,二氧化碳腐蚀会造成巨大损失同时也会发生灾难性后果。
二氧化碳还石油和天然气开发中产生的常见气体。
在溶于水之后对金属会有加强的腐蚀性,这些对材料造成的破坏可以称之为二氧化碳腐蚀。
这些腐蚀会使得油井寿命大大低于设计寿命,也会使得设备腐蚀失效,现在掌握好腐蚀问题研究现状以及趋势,为减少损失提升效益提供借鉴。
1 二氧化碳腐蚀的机理二氧化碳腐蚀问题一直是人们关注的主要问题。
因为在二氧化碳溶于水之后PH 值升高,不断加速管材腐蚀,金属表面附着的H2C03中没有被电离的分子会被还原为H2分子,在电解质溶液中扩散到金属表面形成H2C03。
从此也可以看出碳酸造成的腐蚀要明显比电离要严重。
腐蚀学认为,坑腐蚀诱发主要是因为有台地腐蚀机制以及流动诱导机制等都会造成膜破损。
也有人通过腐蚀产物膜生产和发展过程,提出台地腐蚀机制:坑蚀最早出现在几个点,之后发展为一片,小孔腐蚀介质会破坏腐蚀产物膜,从而造成腐蚀。
2 二氧化碳腐蚀中的影响因素二氧化碳腐蚀是一个复杂的电化学过程,主要影响因素为PH 值以及二氧化碳分压、温度和流速、水量等各种因素。
2.1 PH 值。
溶液内PH 值会影响到H2C03在水中存在方式,在研究中可以发现PH﹤4 时,主要存在形式为H2C03;在4≤PH≤10 时,主要是以HC03 的形式出现,在PH>10 时,存在形式是CO2。
同时随着PH 值持续增加,H+增加而不断下降,腐蚀速率也会逐渐降低。
随着FeCO3 内的溶解度持续下降,更方便FeCO3 腐蚀膜的形成,这样也会降低腐蚀速率。
石化设备腐蚀与材料选择

P元素对不锈钢、低合金钢、碳钢的耐蚀性有不利影响。主要原因是P多在晶界偏析。
S元素
钢中得S易和钢中的Mn形成硫化物,该硫化物容易溶于酸性和氯化物溶液中,使得钢材对 点蚀、应力腐蚀敏感。
4.3 材料的表面特性与耐蚀性
材料的腐蚀开始都是发生在与介质接触的界面,腐蚀界面是电化 学反应、化学反应、电极反应的场所,因此,通过研究腐蚀界面形貌、 结构特征等可以获得腐蚀发生的基本理论和腐蚀特点。
主要材料有 16MnDR 使用温度 -40℃/ -30℃(钢板厚度不同)
15MnNiDR
-45℃
09Mn2VDR
-50℃
09MnNiDR
-70℃
6.2 国外低温用钢介绍
美国: SA516、SA612、SA662、SA738
6.3 液化石油气、液化天然气储罐用低温钢
3.5Ni、5Ni、9Ni钢
下表为EN10028标准中3.5Ni、5Ni、9Ni钢的标准化学成分
对于添加Mo元素对提高耐蚀性的机理如下:
Si元素
Si作为合金元素(或非合金元素)存在于C.S、低合金钢、不锈钢和耐蚀合 金中,Si的存在可以提高耐氯化物应力腐蚀破裂,耐硫腐蚀、耐点蚀和抗氧化 作用。在低合金钢中加入Si能提高材料的耐应力腐蚀开裂寿命。
Si能提高Cr-Ni奥氏体不锈钢抗应力腐蚀的能力(见上图),一般认为:对低 合金钢,Si含量在大于等于1.5%时对耐应力腐蚀有好的作用。对Cr-Ni不锈钢, Si含量在3-4%时有好的作用。
4.2 钢的纯净度和耐蚀性
提高钢的纯净度,降低材料中某些杂质元素的含量可以提高材料的耐蚀性。
C元素
除了某些马氏体、铁素体材料需要保持一定水平数量的C元素保证耐蚀性外,奥氏体、低合 金钢、C.S大部分材料C元素含量提高将降低材料的耐蚀性。
部分材料在海水中的腐蚀数据及特性

部分材料在海水中的腐蚀数据及特性
1Cr18Ni9Ti不锈钢材料在海水中虽然平均腐蚀速率很小,但有时由于表面加工的缺陷或表面的钝化膜受到破坏,易出现严重的点蚀,即整体很好,但局部可能腐蚀穿孔。
因此,根据国外的规范,在海水条件下,不推荐用该种材料制作长期工作在海水条件下的设备。
在海水条件下长期工作的设备,选用材料要求为316或以上不锈钢材料。
在要求严格的情况下,对于316及316L以上不锈钢材料在海水中长期使用时,也需做阴极保护。
如根据德国西门子发电公司的设计中就要求对该类材料的拦污栅、旋转滤网等,采用外加电流方式进行保护。
盐酸的危害及预防

盐酸小液滴与可 燃物接触可能引 发爆炸
操作时应佩戴防 护用具,避免与 可燃物接触
严格遵守操作规程
佩戴防护用品:操作时佩戴口罩、手套、护目镜等防护用品,避免直接接触盐酸。检查:定期检查盐酸储存设备、管道等是否完好,及时发现并处理潜在的安全隐患。 应急处理:掌握盐酸泄漏、溅出的应急处理方法,如用大量清水冲洗等,确保自身安全。
定期对设备进行维 护和保养,确保其 正常运行,延长使 用寿命。
制定应急预案:针对盐酸泄漏、中 毒等事故,制定相应的应急预案, 明确应急处置流程和责任人。
建立应急处理措施
加强员工培训:对员工进行盐酸危 害及应急处理知识的培训,提高员 工的自我保护意识和应急处置能力。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
配备应急设备:配备必要的应急设备, 如防护服、呼吸器、中和剂等,确保 在事故发生时能够及时有效地进行处 置。
,a click to unlimited possibilities
汇报人:
目录
腐蚀性危害
腐蚀金属:盐酸能与多种金属反应,产生氢气和相应的金属氯化物 腐蚀建筑:盐酸可以侵蚀混凝土、大理石等建筑材料,破坏建筑结构 腐蚀设备:盐酸会腐蚀管道、阀门、泵等设备,缩短使用寿命
腐蚀皮肤:盐酸对皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用,接触后会引起灼伤和溃疡
佩戴个人防护用品
盐酸对人体的危害
个人防护用品的种 类
正确佩戴个人防护 用品的方法
个人防护用品的选 择和使用注意事项
定期检查设备及管道
定期检查盐酸储罐、 输送管道等设备,确 保其完好无损,防止 泄漏事故的发生。
定期对管道进行清 洗和消毒,防止细 菌滋生和腐蚀。
定期检查设备的密 封件和连接件,确 保其紧固可靠,防 止泄漏。
防腐涂料的种类及应用

防腐涂料的种类及应用防腐涂料是一种具有防腐蚀作用的涂料,广泛应用于金属、混凝土等材料的防腐保护中。
根据不同的使用场景和需求,防腐涂料可以分为多种不同类型。
1.高固体含量涂料:这种涂料的固体含量高,一般在50%以上,具有良好的耐腐蚀性能。
高固体含量涂料常用于钢结构、桥梁等大型设施的防腐保护,能够有效延长设施的使用寿命。
2.酚醛涂料:酚醛涂料是一种耐腐蚀性能较高的特种涂料,具有耐酸碱、耐海水、耐高温等特点。
这种涂料广泛应用于海洋设施、化工设备等各种恶劣腐蚀环境中。
3.醇酸树脂涂料:醇酸树脂涂料是一种树脂和酸酐两个成分反应生成的防腐涂料,具有优异的耐候性和耐腐蚀性。
这种涂料可以用于钢结构、储罐、管道等设备的防腐保护。
4.氟碳涂料:氟碳涂料是由氟碳聚合物制成的一种特种涂料,具有极高的耐化学腐蚀性能和耐候性能。
这种涂料可以用于石油化工设备、电厂设备等要求高度耐腐蚀的场所。
5.防腐漆:防腐漆是一种油性或水性涂料,含有专门的防腐剂,能够提供一定的防腐保护。
这种涂料常用于家具、建筑物表面等需要一定防腐能力的场所。
6.无机涂料:无机涂料是由无机材料制成的一种特种涂料,具有优良的耐腐蚀性和耐高温性能。
无机涂料常用于烟囱、锅炉等高温腐蚀环境中的防护。
7.水性涂料:水性涂料是一种以水为分散介质的涂料,具有环保、无毒、易清洗等特点。
这种涂料广泛应用于室内墙面、家具等需要环保性能的场所。
8.粉末涂料:粉末涂料是一种由固体颗粒形成的涂料,具有耐化学腐蚀性好、耐候性强等优点。
这种涂料常用于金属制品、电子产品等领域的防腐保护。
1.钢结构:如桥梁、建筑物等。
这些钢结构容易受到大气条件、水分等的腐蚀,使用防腐涂料可以延长其使用寿命。
2.管道系统:如石油、化学品输送管道。
这些管道经常处于恶劣的环境下,需要使用耐腐蚀性能好的防腐涂料进行保护。
3.风电塔、钢铁储罐等高大设施:这些设施暴露在室外,容易受到环境气候、阳光等的腐蚀,防腐涂料能够保护其表面不受腐蚀。
耐腐蚀塑料的种类与应用

耐腐蚀塑料的种类与应用下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!耐腐蚀塑料在现代工业中扮演着重要的角色,它们具有出色的化学稳定性和耐久性,能够在恶劣的环境条件下长时间保持其性能。
碳钢和不锈钢法兰连接的腐蚀问题及解决方案
石油化工设备作为石化生产的重要承压设备,对整个石化装置体系的安全平稳运行具有决定性作用。
石油化工设备种类繁多,包括反应器、冷换设备、分离塔、压力储罐、传输泵以及连接的压力管道等。
石化工程装置的运行工况复杂多变,承压设备在运行过程中往往受到各种酸碱腐蚀性溶液的作用,加之高温高压的环境会加剧其腐蚀,其性能和寿命都会受到损害,严重的腐蚀甚至会导致重大安全事故的发生,对生命财产造成巨大损失。
法兰连接是承压设备与压力管道之间以及压力管道组成件之间最普遍的连接方式。
在石油化工装置中,碳钢法兰和不锈钢法兰配对连接的地方比较常见,这就引出了碳钢和不锈钢法兰连接的异种金属接触腐蚀问题。
本文针对该腐蚀问题展开详细分析,对不同项目的解决方案进行讨论,以期为从事石油化工金属材料防腐工作的同仁带来帮助和启发。
1金属腐蚀1.1金属腐蚀的定义金属腐蚀指金属材料在外界环境(介质)中发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。
1.2金属腐蚀的机理根据金属腐蚀的过程,腐蚀总体上分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
化学腐蚀是与环境介质直接发生化学反应而产生的破坏,最常见的是金属材料的氧化反应;电化学腐蚀是不纯的金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化而消耗。
[1]1.3金属腐蚀的分类金属腐蚀的机理比较复杂,腐蚀现象也多种多样。
一般情况下,按照腐蚀机理、腐蚀形态以及腐蚀环境等三个方面进行分类,具体如表1所示。
碳钢和不锈钢法兰连接的腐蚀问题及解决方案徐庆东福陆中国工程建设有限公司(上海201103)摘要概述了石油化工领域普遍存在的金属材料腐蚀问题;结合近年来参与的海内外石油化工项目,对金属材料腐蚀问题的不同预防措施展开分析讨论;着重探讨了关于碳钢法兰和不锈钢法兰连接的腐蚀问题及解决方案。
关键词石油化工法兰连接金属腐蚀电化学危害中国分类号TQ 050.9作者简介:徐庆东男1982年生本科工程师主要从事石油化工配管设计,包括三维设计模型质量审查、装置及管道布置方案研究以及图纸审核等工作表1金属腐蚀的分类Vol.43No.5May 2018上海化工Shanghai Chemical Industry24··1.4金属腐蚀的危害腐蚀危害普遍存在于国民经济中的各行各业,如石油、化工、能源、交通、机械、食品、医药等。
浅谈地下水腐蚀性对建筑物的危害
浅谈地下水腐蚀性对建筑物的危害发布时间:2021-01-11T03:50:48.607Z 来源:《防护工程》2020年28期作者:窦婷冉峰[导读] 建筑工程施工中,部分结构会位于地下。
地下水会对这部分结构造成一定的腐蚀,因此,建筑地下结构的防腐蚀性能直接关系到建筑物本身的安全。
中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司陕西西安 71600;陕西工业技术研究院陕西西安 71600摘要:建筑工程施工中,部分结构会位于地下。
地下水会对这部分结构造成一定的腐蚀,因此,建筑地下结构的防腐蚀性能直接关系到建筑物本身的安全。
本文对水泥、砂石、石灰、土工织物等常见建筑材料的耐腐蚀性能进行了分析,并提出了一些防腐蚀设计策略,旨在进一步提升建筑地下构件的防腐蚀性能。
关键词:地下水腐蚀;抗腐蚀材料;防腐蚀措施;保护层1 引言很多建筑构筑物都存在地下结构,这部分结构在长时间的使用过程中会被腐蚀性地下水所腐蚀。
如果建筑地下构件在建设时没有运用合理的防腐蚀措施,那么这些构件就可能在地下水的腐蚀作用下逐渐发生损坏,导致其性能和价值下降,缩短建筑物的使用寿命。
2 地下水腐蚀性评价地下水中通常都含有多种离子或者可溶性化合物,这就导致部分地下水存在较强的腐蚀性,并对位于地下的建筑物构件造成一定的腐蚀作用。
依据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(以下简称勘察规范)的评价标准,将地下水的总矿化度与PH值来作为其腐蚀性强弱的评判标准。
在该规范中,对地下水腐蚀性的评价主要涵盖混凝土、钢筋以及钢结构等对象。
在建筑物进行地下部分施工时,除了使用钢筋混凝土结构以及钢结构,还会采用换填、石桩或者其它材料,部分特殊建筑工程施工中,还可能会使用化学加固处理法来提升建筑物地下结构的稳定性。
目前,建筑物地下部分采用的防腐措施主要为选择使用抗腐蚀性较强的材料或者对地下部分进行隔离的方式来对其进行防护。
3 建筑材料的种类与耐腐蚀性能 3.1 水泥现代建筑工程施工中常见的硅酸盐水泥抗酸腐蚀性较差,而土水泥、火山灰水泥抗碱性腐蚀的性能比较弱。
碳钢储罐内壁防腐涂装方案
碳钢储罐内壁防腐蚀涂装方案北方涂料工业研究设计院碳钢储罐内壁防腐蚀涂装方案一、概述作为常用的生产设备,碳钢储罐被广泛应用于化工生产。
但由于碳钢材料本身物性和使用环境存在一定腐蚀介质等腐蚀因素的影响,碳钢储罐在使用过程中均存在不同程度的腐蚀。
每年因腐蚀造成的损失不言而喻,另外腐蚀问题的解决与否往往直接影响新技术、新工艺的实现,尤其在现代工业高温高压设备、复杂的腐蚀介质等环境下,腐蚀问题解决不好,生产将无法正常进行。
做好防腐工作对促进新技术的发展、节约材料、延长设备使用寿命、确保安全生产、减少环境污染等有重大意义。
防腐工程的质量直接影响安全生产和经济效益,因此,选用适合的防腐材料对其加以保护是十分必要的。
涂料作为防腐材料的重要品种,由于其具有经济、便于施工、防腐效果好等优点,被广泛用于碳钢储罐的防腐及装饰。
碳钢贮罐内壁防腐蚀涂料,与其他工业涂料的要求有较大区别,它必须满足两项要求:第一,必须对钢铁有优良的防锈能力;罐内涂层处于液体产品浸泡状态,而浸泡状态比大气环境更有利于腐蚀介质渗透穿过漆膜而腐蚀钢材;第二,必须长年耐液体产品浸泡,而且漆膜不起泡、不脱落、不污染产品或诱发产品变质。
二、碳钢罐的腐蚀种类及腐蚀情况腐蚀种类:1.原电池腐蚀(电化学腐蚀)。
这是一种最主要、危害最大的腐蚀,主要发生在罐底、罐壁、和罐顶。
电化学腐蚀的阳极区和阴极区是由于材料本身的微观不均一等原因造成电位差异而形成的,而油品种含有的水、盐、酸等是造成电化学腐蚀的主要原因。
2.还原类物质及其他细菌引起的腐蚀。
主要发生在罐底。
碳钢储罐的腐蚀情况:根据客户提供的碳钢储罐中储存废水的相关资料显示,腐蚀的主要原因是水、碱性物质、盐、以、原类物质及其他细菌等对钢铁造成的腐蚀,腐蚀最严重的部位是罐底的水相部分,原因是罐底的水中含有大量渗透性很高的无机盐,首先引起电化学腐蚀;其次水解后产生碱性成分,引起均匀腐蚀和焊缝的腐蚀。
另外,在罐底无氧条件下,细菌会很快生长,可引起针状或丝状的细菌腐蚀。
金属除杂解决方案(3篇)
第1篇摘要:金属在工业生产、科学研究以及日常生活中都有着广泛的应用。
然而,金属原料中往往含有各种杂质,这些杂质会影响金属的性能和应用效果。
因此,金属除杂技术对于提高金属质量和满足使用要求至关重要。
本文将详细介绍金属除杂的原理、方法、设备以及在实际应用中的注意事项,为金属除杂提供全面的解决方案。
一、引言金属除杂是指通过各种物理、化学和生物方法,去除金属原料中的非金属杂质、有害金属杂质以及其他不需要的成分,以获得高纯度、高性能的金属产品。
金属除杂技术在金属加工、材料制备、科学研究等领域具有重要作用。
本文将从以下几个方面对金属除杂进行详细阐述。
二、金属除杂原理1. 物理方法物理方法是指利用金属与杂质之间的物理性质差异,通过物理手段去除杂质。
主要包括以下几种:(1)重力分离:利用金属与杂质的密度差异,通过重力作用使金属与杂质分离。
(2)磁力分离:利用金属与杂质的磁性差异,通过磁场作用使金属与杂质分离。
(3)电选:利用金属与杂质的导电性差异,通过电场作用使金属与杂质分离。
(4)离心分离:利用金属与杂质的离心力差异,通过离心作用使金属与杂质分离。
2. 化学方法化学方法是指利用金属与杂质之间的化学反应,通过化学反应去除杂质。
主要包括以下几种:(1)酸洗:利用酸与金属或杂质的化学反应,使杂质溶解,然后通过过滤等方法去除。
(2)碱洗:利用碱与金属或杂质的化学反应,使杂质溶解,然后通过过滤等方法去除。
(3)电解精炼:利用电解原理,使金属在电解液中发生化学反应,去除杂质。
(4)热处理:通过加热金属,使杂质发生相变或溶解,然后通过冷却、过滤等方法去除。
3. 生物方法生物方法是指利用微生物对金属或杂质的生物降解作用,去除杂质。
主要包括以下几种:(1)生物吸附:利用微生物对金属或杂质的吸附作用,将杂质从溶液中去除。
(2)生物转化:利用微生物对金属或杂质的生物转化作用,将杂质转化为无害物质。
三、金属除杂方法1. 重力分离法重力分离法是利用金属与杂质的密度差异,通过重力作用使金属与杂质分离。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
材料腐蚀的种类、危害及解决办
法
材料腐蚀的种类、危害及解决办法
腐蚀是指材料受周围环境的作用,发生有害的化学变化、电化学变化或物理 变
化而失去其固有性能的过程。通常环境介质对材料有各种不同的作用,其中 有多种
作用可导致材料遭受破坏,但只有满足以下两个条件,才称为腐蚀作用: ①材料受
介质作用的部分发生状态变化,转变成新相。②在材料遭受破坏过程 中,整个腐蚀
体系的自由能降低。 材料腐蚀发生在材料表面。按腐蚀反应进行
的方式分为化学腐蚀和电化学腐蚀。前者发生在非离子导体介质中;后者发生 在具
有离子导电性的介质中,故可通过改变材料的电极电位来改变腐蚀速度。 按材料破
坏特点分为均匀腐蚀、局部腐蚀和选择性腐蚀。均匀腐蚀指材料表面 各处腐蚀破坏
深度差别很小,没有特别严重的部位,也没有特别轻微的部分。 局部腐蚀是材料表
晶间腐蚀等。选择性腐蚀是金属材料在腐蚀介质中,其活性组元产生选择性溶 解,
由金属材料合金组分的电化学差异所致。按腐蚀环境又分为微生物腐蚀、 大气腐
蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀和高温腐蚀等。
金属材料以及由它们制成的结构物, 在自然环境中或者在工况条件下,由于 与
其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏,这种现象称 为腐
蚀,其中也包括上述因素与力学因素或者生物因素的共同作用。某些物理 作用例如
金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象也可以归入金属腐蚀范 畴。一般而言,
生锈专指钢铁和铁基合金而言,它们在氧和水的作用下形成了 主要由含水氧化铁组
成的腐蚀产物铁锈。有色金属及其合金可以发生腐蚀但并 不生锈,而是形成与铁锈
相似的腐蚀产物,如铜和铜合金表面的铜绿,偶尔也 被人称作铜锈。由于金属和合
金遭受腐蚀后又回复到了矿石的化合物状态,所 以金属腐蚀也可以说是冶炼过程的
逆过程。上述定义不仅适用于金属材料,也 可以广义地适用于塑料、陶瓷、混凝土
和木材等非金属材料。例如,涂料和橡 胶由于阳光或者化学物质的作用引起变质,
炼钢炉衬的熔化以及一种金属被另 一种金属熔融液态金属腐蚀,这些过程的结果都
属于材料腐蚀,这是一种广义 的定义。金属及其合金至今仍然被公认为是最重要的
结构材料,所以金属腐蚀 自然成为最引人注意的问题之一。腐蚀破坏的形式种类很
多,在不同环境条件 下引起金属腐蚀的原因不尽相同,而且影响因素也非常复杂。
为了防止和减缓 腐蚀破坏及其损伤,通过改变某些作用条件和影响因素而阻断和控
制腐蚀过程, 由此所发展的方法、技术及相应的工程实施成为防腐蚀工程技术。 关
于腐蚀还
有一些其他形式的定义,比如可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有 水存
在下的腐蚀,干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气 中普遍含
有水,化工生产中也经常处理各种水溶液,因此湿腐蚀是最常见的, 但高温操作时
干腐蚀造成的危害也不容忽视。金属在水溶液中的腐蚀是一种电 化学反应。在金属
表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池,金属在溶液中 失去电子,变成带正电
的离子,这是一个氧化过程即阳极过程。与此同时在接 触水溶液的金属表面,电子
有大量机会被溶液中的某种物质中和,中和电子的 过程是还原过程,即阴极过程。
常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化 剂被还原和贵金属沉积等。随着腐蚀
过程的进行,在多数情况下,阴极或阳极
过程会因溶液离子受到腐蚀产物的阻挡,导致扩散被阻而腐蚀速度变慢,这个 现象
称为极化,金属的腐蚀随极化而减缓。干腐蚀一般指在高温气体中发生的 腐蚀,常
见的是高温氧化。在高温气体中,金属表面产生一层氧化膜,膜的性 质和生长规律
决定金属的耐腐蚀性。膜的生长规律可分为直线规律、抛物线规 律和对数规律。直
线规律的氧化最危险,因为金属失重随时间以恒速上升。抛 物线和对数的规律是氧
化速度随膜厚增长而下降,较安全,如铝在常温氧化遵 循对数规律,几天后膜的生
长就停止,因此它有良好的耐大气氧化性。又如根 据腐蚀的形态,可分为均匀腐蚀
和局部腐蚀两种。在化工生产中,后者的危害 更严重。均匀腐蚀发生在金属表面的
全部或大部,也称全面腐蚀。多数情况下, 金属表面会生成保护性的腐蚀产物膜,
使腐蚀变慢。有些金属 ,如钢铁在盐酸
中,不产生膜而迅速溶解。通常用平均腐蚀率(即材料厚度每年损失若干毫米) 作
为衡量均匀腐蚀的程度,也作为选材的原则 ,一般年腐蚀率小于1~1.5mm,
可认为合用(有合理的使用寿命)。局部腐蚀只发生在金属表面的局部。其危害 性
比均匀腐蚀严重得多,它约占化工机械腐蚀破坏总数的 70% ,而且可能是突
发性和灾难性的,会引起爆炸、火灾等事故。此外,腐蚀还可分为氢腐蚀、磨损 腐
蚀、选择性腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、浓差腐蚀电池、电偶腐蚀、应力腐蚀、 晶间腐
蚀等。
随着非金属材料越来越多地用作工程材料,非金属材料失效现象也越来越 引起
人们的重视。腐蚀现象是十分普遍的。从热力学的观点出发,除了极少数 贵金属
(Au、Pt等)外,一般材料发生病蚀都是一个自发过程。材料很少是由于 单纯机械
因素(如拉、压、冲击、疲劳、断裂和磨损等)或其他物理因素(如热能、 光能
等)引起破坏的,绝大多数金属和非金属材料的破坏都与其周围环境的腐蚀 因素有
关。材料的腐蚀问题已成为当今材料科学与工程领域不可忽略的课题。 材料腐蚀问
题遍及国民经济的各个领域,日常生活、交通运输、机械、化工、 冶金,尖端科
学、国防,使用材料的地方都存在着腐蚀问题。腐蚀给社会带来 巨大的经济损失,
约占国民经济生产总值的 2%~4%,目前,全世界由于腐蚀造 成的经济损失达7000亿
美元。
腐蚀事故危及人身安全。1965年3月,美国一输气管线因应力腐蚀破裂着 火,
造成17人死亡。1970年,日本大阪地下铁道的管线因腐蚀折断,造成瓦斯 爆炸,
乘客当场死亡75人。1985.8.12,日本的一架波音747飞机由于构件的 应力腐蚀断
裂而坠毁,造成500多人死亡的惨剧,直接经济损失1亿多美元。 1979年,中国某
市液化石油气贮罐由于腐蚀爆炸起火,伤亡几十人。直接经济 损失达630万元。
腐蚀引起的环境污染相当严重的。 由于腐蚀增加了工业废水、废渣的排放置
和处理难度,增多了直接进入大气、土壤、江河及海洋中的有害物资,因此造 成了
自然环境的污染,破坏了生态平衡,危害了人民健康,妨碍了国民经济的 可持续发
展。
研究解决腐蚀问题促进科技进步。 不锈钢的发明和应用,促进了硝酸和合成 氨
工业的发展。美国的阿波罗登月飞船贮存 N2O的高压容器曾发生应力腐蚀破
裂,经分析研究,加入质量数量为 0.6 %的NO之后才得以解决。美国著名的腐 蚀学
家方坦纳(Fontana)认为,如果找不到这个解决办法.登月计划会推迟若干 年。材料
的腐蚀研究具有很大的现实意义和经济意义。材料的腐蚀控制。实践 证明,若充分
利用现有的防腐蚀技术,广泛开展防腐蚀教育,实施严格的科学 管理,因腐蚀而造
成的经济损失中有 30% ~40%是可以避免的;目前仍有一半以 上的腐蚀损失还没有行
之有效的防蚀方法来避免;需加强腐蚀基础理论与工程 应用的研究,防腐蚀工作的
潜在经济价值是不容忽视的。
金属与合金的高温氧化。金属相对于其周围的气态都是热不稳定的。 根据气
体成分和反应条件不同,将反应生成氧化物、硫化物、碳化物和氮化物等,或 者生
成这些反应产物的混合物。在室温或较低温干燥的空气中,反应速度很低, 这种不
稳定性对许多金属影响不大;随着温度的上升,反应速度急剧增加。在 高温条件
下,金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生化学反应而遭受破坏 的过程称高温
氧化,亦称高温腐蚀。金属高温主要涉及以下几个方面:化学工 业中,高温过程,
氨水和石油化工;金属生产加工过程中,热处理中碳氮共渗、 盐浴处理,增碳、氮
化损伤和熔融盐腐蚀;含有燃烧的各个过程,柴油发动机、 燃气轮机、焚烧炉等,
高温氧化;核反应堆运行过程中,煤的气化和液化产生 的高温硫化腐蚀。
航空航天领域,发动机叶片高温氧化和高温硫化腐蚀, 宇宙飞船返回大气层 过
程中的高温氧化和高温硫化腐蚀。高温腐蚀的危害性:高温腐蚀使金属腐蚀 生锈;
造成大量金属的耗损;破坏了金属表面许多优良的使用性能;降低了金 属横截面承
受负荷的能力;使高温机械疲劳和热疲劳性能下降。
金属高温氧化的热力学基础:广义的金属氧化应包括硫化、卤化、氮化、碳
化,液态金属腐蚀,混合气体氧化,水蒸气加速氧化,热腐蚀等高温氧化现象; 狭
义的金属高温氧化仅仅指金属(合金)与环境中的氧在高温条件下形成氧化物 的过
程。研究金属高温氧化时,首先应讨论在给定条件下,金属与氧相互作用 能否自发
地进行•或者能发生氧化反应的条件是什么,这些问题可通过热力学 基本定律做出判
断。
腐蚀控制的方法:
1) 根据使用的环境,正确地选用金属材料或非金属材料;
2) 对产品进行合理的结构设计和工艺设计,减少产品在加工、装配、贮存等 环
节中的腐蚀;
3) 采用各种改善腐蚀环境的措施,如在封闭或循环的体系中使用援蚀刑, 以
及脱气、除氧和脱盐等;
4) 采用电化学保护方法,包括阴极保护和阳极保护技术;
5) 施加保护涂层,包括金属涂层和非金属涂层
当然,腐蚀不光是有危害,有许多生产的工艺,是利用了腐蚀而进行的。