我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点Chemical Corrosion and Anticorrosion 主讲：张新强主讲：张新强我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 本课程以石油、化工生产的实践为背景，系统、简明地阐述了材料发生腐蚀破坏的普遍规律和特殊规律、腐蚀的基本理论和基本知识，着重介绍了常见的金属腐蚀形态及相应的防护措施，还简要介绍了非金属材料的腐蚀形式和石油工业中的腐蚀问题及相应的防护措施等。 本课程是化学、化工类各专业的一门专业选修课。共36学时，2学分。 课程简介课程简介课程性质课程性质主要内容主要内容我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 通过本课程的学习，要掌握腐蚀的基本原理基本原理和基本基本知识知识，培养科学的思维方法科学的思维方法和分析问题、解决问题分析问题、解决问题的能力，为从事工业设计、生产实践和科学研究打下坚实而宽厚的基础。源头上设计中要考虑腐蚀的问题，谨防出现失败的设计；生产中要及时发现腐蚀的部位、程度以及预防的措施等，谨防造成严重事故；科学研究中重视腐蚀规律的研究与总结，谨防事故的发生。 这门课是培养石油、化工人才厚基础、宽口径、高素质、创新人才的科学素养和专业素质，以便于大家在以后的学习、工作、生活中对于一些腐蚀现象能给予事先考虑、判断和合理的处置。主要目的主要目的我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点教学中各环节互相渗透、互相促进教学中各环节互相渗透、互相促进教学中各环节互相渗透、互相促进教学中各环节互相渗透、互相促进典型的腐蚀现象典型的腐蚀现象典型的腐蚀现象典型的腐蚀现象分析腐蚀问题分析腐蚀问题分析腐蚀问题分析腐蚀问题采取措施减缓腐蚀采取措施减缓腐蚀采取措施减缓腐蚀采取措施减缓腐蚀从源头上避免腐蚀从源头上避免腐蚀从源头上避免腐蚀从源头上避免腐蚀教学方法教学方法我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 本课程为考查考查课。平时成绩占30%，期末卷面成绩占70%。平时成绩包括大作业、考勤、课堂回答问题等。考核方法考核方法我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点uu腐蚀电化学原理第二版腐蚀电化学原理第二版腐蚀电化学原理第二版腐蚀电化学原理第二版. . . . 曹楚南曹楚南曹楚南曹楚南. . . . 北京：化学工业出版社北京：化学工业出版社北京：化学工业出版社北京：化学工业出版社, 2004.4, 2004.4, 2004.4, 2004.4uu材料腐蚀与防护概论材料腐蚀与防护概论材料腐蚀与防护概论材料腐蚀与防护概论. . . . 何业东何业东何业东何业东, , , , 齐慧滨齐慧滨齐慧滨齐慧滨. . . . 北京：机械工业北京：机械工业北京：机械工业北京：机械工业出版社出版社出版社出版社, 2005.2, 2005.2, 2005.2, 2005.2uu材料的腐蚀与防护材料的腐蚀与防护材料的腐蚀与防护材料的腐蚀与防护. . . . 曾荣昌，韩恩厚曾荣昌，韩恩厚曾荣昌，韩恩厚曾荣昌，韩恩厚. . . . 北京：化学工业出北京：化学工业出北京：化学工业出北京：化学工业出版社版社版社版社, 2006.5, 2006.5, 2006.5, 2006.5uu腐蚀破坏事故腐蚀破坏事故腐蚀破坏事故腐蚀破坏事故100100100100例例例例. . . . 张远声张远声张远声张远声. . . . 北京：化学工业出版社北京：化学工业出版社北京：化学工业出版社北京：化学工业出版社, 2000.1, 2000.1, 2000.1, 2000.1参考书目参考书目我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的生锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管生锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管生锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管生锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管道流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广道流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广道流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广道流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广场上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首场上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首场上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首场上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首饰的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的饰的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的饰的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的饰的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的发黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙发黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙发黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙发黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙齿的坏烂、石头的风化等等。齿的坏烂、石头的风化等等。齿的坏烂、石头的风化等等。齿的坏烂、石头的风化等等。腐蚀事例（感性认识）腐蚀事例（感性认识）第一章第一章 概论概论我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 材料在和周围介质接触过程中，发生材料在和周围介质接触过程中，发生材料在和周围介质接触过程中，发生材料在和周围介质接触过程中，发生物理、化学或电化物理、化学或电化物理、化学或电化物理、化学或电化学反应等学反应等学反应等学反应等而使材料遭受而使材料遭受而使材料遭受而使材料遭受破坏或性能恶化破坏或性能恶化破坏或性能恶化破坏或性能恶化的过程称作腐蚀。的过程称作腐蚀。的过程称作腐蚀。的过程称作腐蚀。1.1.腐蚀的定义腐蚀的定义出于物理原因造成的破坏不称为腐蚀，而称为磨损出于物理原因造成的破坏不称为腐蚀，而称为磨损或磨耗等等。但实际情况下腐蚀和物理损伤是伴随或磨耗等等。但实际情况下腐蚀和物理损伤是伴随发生的，物理损伤更是加速了腐蚀的进度。发生的，物理损伤更是加速了腐蚀的进度。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 严格讲，所有环境都有一定的腐蚀性，所以周围介严格讲，所有环境都有一定的腐蚀性，所以周围介严格讲，所有环境都有一定的腐蚀性，所以周围介严格讲，所有环境都有一定的腐蚀性，所以周围介质就称之为腐蚀环境。腐蚀环境对于腐蚀影响很大，如质就称之为腐蚀环境。腐蚀环境对于腐蚀影响很大，如质就称之为腐蚀环境。腐蚀环境对于腐蚀影响很大，如质就称之为腐蚀环境。腐蚀环境对于腐蚀影响很大，如在无氧的盐酸中，铁会发生腐蚀而铜不发生腐蚀；在含在无氧的盐酸中，铁会发生腐蚀而铜不发生腐蚀；在含在无氧的盐酸中，铁会发生腐蚀而铜不发生腐蚀；在含在无氧的盐酸中，铁会发生腐蚀而铜不发生腐蚀；在含氧的盐酸中，铁和铜都会发生腐蚀，但是铁的腐蚀速度氧的盐酸中，铁和铜都会发生腐蚀，但是铁的腐蚀速度氧的盐酸中，铁和铜都会发生腐蚀，但是铁的腐蚀速度氧的盐酸中，铁和铜都会发生腐蚀，但是铁的腐蚀速度大于铜的腐蚀速度。大于铜的腐蚀速度。大于铜的腐蚀速度。大于铜的腐蚀速度。 苛刻的腐蚀环境：高温、高压、交流电场、低温、苛刻的腐蚀环境：高温、高压、交流电场、低温、苛刻的腐蚀环境：高温、高压、交流电场、低温、苛刻的腐蚀环境：高温、高压、交流电场、低温、粉尘、酸、碱、盐等。粉尘、酸、碱、盐等。粉尘、酸、碱、盐等。粉尘、酸、碱、盐等。2.2.腐蚀环境腐蚀环境腐蚀程度和速度与腐蚀环境、作用时间、材质、结构、化学组成、腐蚀程度和速度与腐蚀环境、作用时间、材质、结构、化学组成、形状、表面状况、受力情况等密切相关。形状、表面状况、受力情况等密切相关。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 腐蚀现象非常普遍，但却非常复杂。腐蚀现象非常普遍，但却非常复杂。腐蚀现象非常普遍，但却非常复杂。腐蚀现象非常普遍，但却非常复杂。 由此而诞生的腐蚀科学是一门高度交叉性的综合学科，涉由此而诞生的腐蚀科学是一门高度交叉性的综合学科，涉由此而诞生的腐蚀科学是一门高度交叉性的综合学科，涉由此而诞生的腐蚀科学是一门高度交叉性的综合学科，涉及化学、电化学、物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶及化学、电化学、物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶及化学、电化学、物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶及化学、电化学、物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶金学、生物学等多个学科，它也将随着这些学科的发展而不断金学、生物学等多个学科，它也将随着这些学科的发展而不断金学、生物学等多个学科，它也将随着这些学科的发展而不断金学、生物学等多个学科，它也将随着这些学科的发展而不断发展前进。近年来，腐蚀科学的基础理论研究和应用研究都取发展前进。近年来，腐蚀科学的基础理论研究和应用研究都取发展前进。近年来，腐蚀科学的基础理论研究和应用研究都取发展前进。近年来，腐蚀科学的基础理论研究和应用研究都取得了长足的发展，创造出了巨大的经济效益和社会效益。得了长足的发展，创造出了巨大的经济效益和社会效益。得了长足的发展，创造出了巨大的经济效益和社会效益。得了长足的发展，创造出了巨大的经济效益和社会效益。3.3.腐蚀科学腐蚀科学我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点4.4.腐蚀的特性腐蚀的特性 普遍性和广泛性：腐蚀无处不在。普遍性和广泛性：腐蚀无处不在。天上地下、陆上水下；金天上地下、陆上水下；金属、非金属。航天器的生物腐蚀、大气腐蚀；轮船、航空母舰的海水腐蚀。属、非金属。航天器的生物腐蚀、大气腐蚀；轮船、航空母舰的海水腐蚀。 持续性：腐蚀无时不在。持续性：腐蚀无时不在。腐蚀的发生是一个持续、累积过程。有腐蚀的发生是一个持续、累积过程。有可能在无任何征兆条件下突然发生破坏。不是不爆，时候未到！腐蚀在我们身可能在无任何征兆条件下突然发生破坏。不是不爆，时候未到！腐蚀在我们身边每时每刻悄悄地发生着，它吞噬着人们的劳动成果，改变了历史的原貌。边每时每刻悄悄地发生着，它吞噬着人们的劳动成果，改变了历史的原貌。悄悄进行的破坏悄悄进行的破坏金属腐蚀金属腐蚀曹楚南院士的科普著作。曹楚南院士的科普著作。 非线性：腐蚀的速度并非总是线性过程，会随外界非线性：腐蚀的速度并非总是线性过程，会随外界条件的变化而变化。条件的变化而变化。 自发性：腐蚀的发生完全是一个自发过程，就像水自发性：腐蚀的发生完全是一个自发过程，就像水向低处流一样。向低处流一样。我们控制腐蚀就像要阻止水向低处流。从化学的角度我们控制腐蚀就像要阻止水向低处流。从化学的角度来说就是从不稳定态向稳定态转化的过程。金属的腐蚀是金属提纯的逆向过程。来说就是从不稳定态向稳定态转化的过程。金属的腐蚀是金属提纯的逆向过程。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点危害性和严重性：很大。危害性和严重性：很大。 危害性：危害性：腐蚀会影响设备的使用寿命，严重的会危及设备安全及人身安全，腐蚀会影响设备的使用寿命，严重的会危及设备安全及人身安全，因而不可等闲视之。腐蚀造成的直接损失，如人员的伤亡、设备的破坏、装置的损因而不可等闲视之。腐蚀造成的直接损失，如人员的伤亡、设备的破坏、装置的损毁等造成直接的经济损失，大家是有目共睹的。但更为重要的是，腐蚀所造成的相毁等造成直接的经济损失，大家是有目共睹的。但更为重要的是，腐蚀所造成的相关间接损失也非常惊人。如一个电厂由于腐蚀而导致突然停电，将导致大批的工厂关间接损失也非常惊人。如一个电厂由于腐蚀而导致突然停电，将导致大批的工厂的巨大损失。桥梁、压力容器、锅炉、贮有剧毒、放射性物质的金属容器、贮存核的巨大损失。桥梁、压力容器、锅炉、贮有剧毒、放射性物质的金属容器、贮存核废料的金属容器等。腐蚀废料的金属容器等。腐蚀停车停产停车停产该厂经济损失该厂经济损失连锁反应连锁反应其他相关厂经济其他相关厂经济损失损失国内的经济损失国内的经济损失国际的经济损失国际的经济损失总的经济损失。总的经济损失。儿歌儿歌: : 锈了一枚铁钉，坏了一只蹄铁；坏了一只蹄铁，折了一锈了一枚铁钉，坏了一只蹄铁；坏了一只蹄铁，折了一匹战马；折了一匹战马，损了一员大将；损了一员大将，匹战马；折了一匹战马，损了一员大将；损了一员大将，输了一场战役；输了一场战役，亡了一个帝国。输了一场战役；输了一场战役，亡了一个帝国。 铁钉铁钉帝国帝国 From bad to worse！据统计，全世界每年因腐蚀而报废的钢材约占钢材年产量的据统计，全世界每年因腐蚀而报废的钢材约占钢材年产量的1/41/4，每年腐蚀的，每年腐蚀的金属超过金属超过1 1亿吨。在这类损失中，约有亿吨。在这类损失中，约有1515只需应用目前已有的防腐蚀技术就只需应用目前已有的防腐蚀技术就可以避免。可以避免。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点严重性：严重性： a a）造成资源、能源的巨大浪费，加剧了资源、能源的匮乏。）造成资源、能源的巨大浪费，加剧了资源、能源的匮乏。据估计，每据估计，每年有大约年有大约30%30%的金属由于腐蚀而遭到报废。腐蚀掉的金属还得由重新的金属由于腐蚀而遭到报废。腐蚀掉的金属还得由重新冶炼来的金属补充，消耗电力、煤炭、石油等能源。冶炼来的金属补充，消耗电力、煤炭、石油等能源。 b b）造成环境污染）造成环境污染（掉头发、猝死、怪病、非正常死亡、残废、患病），（掉头发、猝死、怪病、非正常死亡、残废、患病），而且环境污染有的还具有长效性，如核污染（日本偷袭珍珠港后广岛、而且环境污染有的还具有长效性，如核污染（日本偷袭珍珠港后广岛、长崎的核污染导致日后岛上居民患各种癌症而死亡）、长崎的核污染导致日后岛上居民患各种癌症而死亡）、DDT(DDT(滴滴涕，滴滴涕，一种难以降解的杀虫剂，曾获得过一种难以降解的杀虫剂，曾获得过19481948年诺贝尔生理医学奖年诺贝尔生理医学奖) )，19621962年年6 6月雷切尔月雷切尔卡森卡森 (Rachel Carson)(Rachel Carson)发表了她的醒世之作发表了她的醒世之作寂静的寂静的春天春天 (Silent Spring) (Silent Spring) ，对大量使用以，对大量使用以DDTDDT为代表的杀虫剂和化学为代表的杀虫剂和化学药品对自然的伤害（食物链的破坏），号召人们迅速改变对世界的看药品对自然的伤害（食物链的破坏），号召人们迅速改变对世界的看法和观点，引起公众对环境问题的高度关注，并掀起了全球性的环境法和观点，引起公众对环境问题的高度关注，并掀起了全球性的环境保护运动。保护运动。寂静的春天寂静的春天当年即销售了当年即销售了5050万册，成了轰动全国的畅万册，成了轰动全国的畅销书，激起了公众的环境保护意识，并引起了广泛的国际反响，至今销书，激起了公众的环境保护意识，并引起了广泛的国际反响，至今仍被认为是环境保护主义的奠基石。此书已成仍被认为是环境保护主义的奠基石。此书已成“绿色圣经绿色圣经”，由于它，由于它，世界各国已停止了世界各国已停止了DDTDDT的生产和使用。据试验，将死于滴滴涕的小鸟的生产和使用。据试验，将死于滴滴涕的小鸟埋于西红柿根下，埋于西红柿根下，3 3年后结出的西红柿还有毒！可毙命！年后结出的西红柿还有毒！可毙命！ 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 c c）造成产品污染，影响产品质量和企业的经济效益。）造成产品污染，影响产品质量和企业的经济效益。如少量的铜盐就可如少量的铜盐就可以毁坏整缸肥皂液，会加速肥皂变质，缩短肥皂的贮用时间。皂液盒以毁坏整缸肥皂液，会加速肥皂变质，缩短肥皂的贮用时间。皂液盒绝对不能用铜瓶、或镀铜的瓶子灌装！绝对不能用铜瓶、或镀铜的瓶子灌装！ d d）引发灾难性事故，如中毒、火灾、爆炸等。腐蚀是引发石油化工企业）引发灾难性事故，如中毒、火灾、爆炸等。腐蚀是引发石油化工企业“跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏”的主要原因及诱发灾难性事故的源头。的主要原因及诱发灾难性事故的源头。轻者造成轻者造成装置停车，重者引发安全事故。装置停车，重者引发安全事故。 震惊世界的印度博帕尔公害事件：震惊世界的印度博帕尔公害事件：19841984年年1212月月3 3日凌晨，印度博日凌晨，印度博帕尔市郊的帕尔市郊的 联合碳化杀虫剂厂联合碳化杀虫剂厂 一贮罐的安全阀由于腐蚀发生毒气泄漏一贮罐的安全阀由于腐蚀发生毒气泄漏事故。事故。1 1小时后有毒烟雾袭向这个城市，形成了一个方圆小时后有毒烟雾袭向这个城市，形成了一个方圆2525英里的毒雾笼英里的毒雾笼罩区。近邻的两个小镇上，有数百人在睡梦中死亡。火车站里的一些乞罩区。近邻的两个小镇上，有数百人在睡梦中死亡。火车站里的一些乞丐死亡。一周后，有丐死亡。一周后，有25002500人死于这场污染事故，另有人死于这场污染事故，另有10001000多人危在旦夕，多人危在旦夕，30003000多人病入膏肓，多人病入膏肓，2020多万人双目失明。博帕尔的这次公害事件是有史多万人双目失明。博帕尔的这次公害事件是有史以来最严重的污染事故惨案。以来最严重的污染事故惨案。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 19671967年年1212月，美国俄亥俄大桥由于应力腐蚀和腐蚀疲劳月，美国俄亥俄大桥由于应力腐蚀和腐蚀疲劳突然掉入河中，致使突然掉入河中，致使4646人丧生。人丧生。 19821982年年9 9月一架日航月一架日航DC-8DC-8喷气客机在我国上海降落时，由喷气客机在我国上海降落时，由于飞机刹车系统的高压气瓶发生应力腐蚀爆炸，致使刹车于飞机刹车系统的高压气瓶发生应力腐蚀爆炸，致使刹车失灵，飞机冲出跑道，致使数十人受伤。失灵，飞机冲出跑道，致使数十人受伤。 19851985年年8 8月月1212日一架日航波音日一架日航波音747747客机由于发生应力腐蚀开客机由于发生应力腐蚀开裂而坠毁，死亡裂而坠毁，死亡500500多人。多人。 19801980年年3 3月北海油田的亚历山大月北海油田的亚历山大基兰德号采油平台发生基兰德号采油平台发生腐蚀疲劳破坏，致使腐蚀疲劳破坏，致使 123123人丧生。人丧生。20042004年年8 8月月9 9号，日本美滨核电站号，日本美滨核电站3 3号反应堆涡轮机房配水号反应堆涡轮机房配水管发生腐蚀穿孔，引起高温高压水蒸气泄漏，导致管发生腐蚀穿孔，引起高温高压水蒸气泄漏，导致4 4死死7 7伤伤的生产事故。的生产事故。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 “挑战者号挑战者号” 失事失事 1986年年1月月28日美国日美国“挑战者号挑战者号”航天飞机在这寒冷的天气条件下，升空不航天飞机在这寒冷的天气条件下，升空不到到73s就发生了爆炸，造成机毁人亡，就发生了爆炸，造成机毁人亡，7名机组人员全部遇难，世界为之震惊。名机组人员全部遇难，世界为之震惊。美国航空太空总署（美国航空太空总署（NASA）之后的事故调查原因得出的结论是由于低温腐）之后的事故调查原因得出的结论是由于低温腐蚀导致火箭助推器燃料罐蚀导致火箭助推器燃料罐O型密封圈失效，使燃料发生泄漏而爆炸！由于火型密封圈失效，使燃料发生泄漏而爆炸！由于火箭助推器长达箭助推器长达38.4m，铁路无法运输，因此不得不分成几部分运输，在发射现，铁路无法运输，因此不得不分成几部分运输，在发射现场进行组装。在各部分的接合处采用场进行组装。在各部分的接合处采用O型密封圈来防止热气跑出。在航天飞型密封圈来防止热气跑出。在航天飞机设计准则明确规定了推进器工作的温度范围为机设计准则明确规定了推进器工作的温度范围为432，而那天航天飞机系，而那天航天飞机系统周围的环境温度为统周围的环境温度为-0.637。但所有的橡胶密封圈从来没有在。但所有的橡胶密封圈从来没有在10以下测以下测验过，这主要是因为这种材料是用来承受燃烧热气的，而不是用来承受冬天验过，这主要是因为这种材料是用来承受燃烧热气的，而不是用来承受冬天寒气的。气温降低后，这些寒气的。气温降低后，这些O圈就变得非常坚硬，伸缩就更加困难，造成密圈就变得非常坚硬，伸缩就更加困难，造成密封不严。封不严。“挑战者挑战者”原定原定1月月25日发射，但因为天气恶劣，发射已被推迟了日发射，但因为天气恶劣，发射已被推迟了5次。两名飞船设计高级工程师未能说服宇航局高层的冒险发射计划，最终导次。两名飞船设计高级工程师未能说服宇航局高层的冒险发射计划，最终导致悲剧的发生。致悲剧的发生。“挑战者挑战者”平稳地离开了发射台升空了！博伊斯乔利转向埃平稳地离开了发射台升空了！博伊斯乔利转向埃比林：比林：“我们刚刚躲过了一颗原子弹！我们刚刚躲过了一颗原子弹！”因为按他的分析，因为按他的分析，“挑战者挑战者”会在会在平台上爆炸。平台上爆炸。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点“挑战者号挑战者号” 失失事事我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点智智者者用用经经验验防防止止事事故故，愚愚者者用用事事故故总总结结经经验验。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 e e）阻碍科学技术的发展。）阻碍科学技术的发展。如硝酸工业在不锈钢问世之后才得以实现大规如硝酸工业在不锈钢问世之后才得以实现大规模生产；尿素的工业化生产在其中试之后过了模生产；尿素的工业化生产在其中试之后过了5050年才得以实现，就是年才得以实现，就是由于熔融尿素对钢材的腐蚀问题迟迟得不到解决；法国的拉克气田由于熔融尿素对钢材的腐蚀问题迟迟得不到解决；法国的拉克气田19511951年因设备发生年因设备发生H H2 2S S应力腐蚀开裂问题得不到解决，推迟到应力腐蚀开裂问题得不到解决，推迟到 19571957年年才得以全面开发。才得以全面开发。 复杂性：复杂性：腐蚀过程是一个非常复杂的物理、化学过程，涉及化学、电化学、腐蚀过程是一个非常复杂的物理、化学过程，涉及化学、电化学、物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶金学、生物学等多个学科。现在尽物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶金学、生物学等多个学科。现在尽管取得了长足的进步，但还有相当一部分仍旧不明了，还只能靠经验、事后总管取得了长足的进步，但还有相当一部分仍旧不明了，还只能靠经验、事后总结。结。腐蚀的可利用性：腐蚀的可利用性：集成电路板工业、玻璃雕刻、干电池放电等。（任集成电路板工业、玻璃雕刻、干电池放电等。（任何事物都有两面性）何事物都有两面性） 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点5.5.腐蚀与防护的发展概况腐蚀与防护的发展概况 历史：历史：春秋战国时期的剑、戟等武器；秦始皇铜车马、青铜器、出土春秋战国时期的剑、戟等武器；秦始皇铜车马、青铜器、出土的箭镞毫无腐蚀，研究发现表面用铬酸盐和重铬酸盐处理过，而基体不的箭镞毫无腐蚀，研究发现表面用铬酸盐和重铬酸盐处理过，而基体不含铬的氧化物。含铬的氧化物。没有铁器！没有铁器！学科发展：学科发展： a) a) 18401840年法拉第发现了电化学腐蚀下来的金属的量与通过的电流之间年法拉第发现了电化学腐蚀下来的金属的量与通过的电流之间的定量关系，提出了铁形成钝化膜的历程及金属溶解过程的电化学本质的定量关系，提出了铁形成钝化膜的历程及金属溶解过程的电化学本质学说。学说。 b) 20b) 20世纪初，逐渐形成了独立的金属腐蚀学科。特别是英国的科学家、世纪初，逐渐形成了独立的金属腐蚀学科。特别是英国的科学家、现代腐蚀科学的奠基人埃文斯及其同事对腐蚀学科创建、发展做出了卓现代腐蚀科学的奠基人埃文斯及其同事对腐蚀学科创建、发展做出了卓越的贡献。越的贡献。 c) c) 之后，世界各国的腐蚀科学家都对腐蚀学科的发展、完善做出了卓之后，世界各国的腐蚀科学家都对腐蚀学科的发展、完善做出了卓有成效的贡献。有成效的贡献。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点世界范围的发展趋势世界范围的发展趋势 随着科学技术的发展和人们对腐蚀问题的日益重视，腐蚀科学作为一随着科学技术的发展和人们对腐蚀问题的日益重视，腐蚀科学作为一门边缘学科已经逐步建立和发展起来。如已经建立了腐蚀的教学、研究机门边缘学科已经逐步建立和发展起来。如已经建立了腐蚀的教学、研究机构、腐蚀专著、刊物、文摘、手册、国际腐蚀与防护交流会议、腐蚀工程构、腐蚀专著、刊物、文摘、手册、国际腐蚀与防护交流会议、腐蚀工程师协会，腐蚀的理论研究和应用研究发展迅速，新的耐腐蚀材料（合金、师协会，腐蚀的理论研究和应用研究发展迅速，新的耐腐蚀材料（合金、非金属）的研究方面也非常活跃，近代新的技术手段引入到腐蚀科学的研非金属）的研究方面也非常活跃，近代新的技术手段引入到腐蚀科学的研究中来，如放射性示踪原子、俄歇电子能谱究中来，如放射性示踪原子、俄歇电子能谱AESAES、X X射线射线- -光电子能谱光电子能谱XPSXPS、椭圆偏振光测试技术、低频电化学噪音和振幅频谱等等。椭圆偏振光测试技术、低频电化学噪音和振幅频谱等等。 腐蚀科学是一门高度交叉性的综合学科，涉及化学、物理学、材料学、腐蚀科学是一门高度交叉性的综合学科，涉及化学、物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶金学、生物学等多个学科，它也将随着这些学科表面科学、工程力学、冶金学、生物学等多个学科，它也将随着这些学科的发展而不断发展前进。腐蚀科学的基础理论研究和应用研究都取得了长的发展而不断发展前进。腐蚀科学的基础理论研究和应用研究都取得了长足的发展，创造出了巨大的经济效益和社会效益。并形成了许多边缘腐蚀足的发展，创造出了巨大的经济效益和社会效益。并形成了许多边缘腐蚀学科的分支，如腐蚀电化学、腐蚀工程力学、腐蚀金属学、腐蚀材料学、学科的分支，如腐蚀电化学、腐蚀工程力学、腐蚀金属学、腐蚀材料学、生物腐蚀学和防护系统工程等。目前腐蚀与防护学科正向更加广泛的科学生物腐蚀学和防护系统工程等。目前腐蚀与防护学科正向更加广泛的科学技术领域中延伸。技术领域中延伸。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我国腐蚀学科的发展：我国腐蚀学科的发展：u建国初期，国家科委在机械学科内成立了腐蚀与防护分组，在制定国家科技发展建国初期，国家科委在机械学科内成立了腐蚀与防护分组，在制定国家科技发展规划时，腐蚀科学也被列入发展规划之中。规划时，腐蚀科学也被列入发展规划之中。u19611961年国家科委单独成立了国家腐蚀科学学科组，召开了多次全国性的腐蚀与防年国家科委单独成立了国家腐蚀科学学科组，召开了多次全国性的腐蚀与防护学术会议，大大促进了腐蚀科学的发展。护学术会议，大大促进了腐蚀科学的发展。 u19791979年年1212月成立了中国腐蚀与防护学会，月成立了中国腐蚀与防护学会，2020世纪世纪8080年代后成立了国家腐蚀与防护年代后成立了国家腐蚀与防护重点实验室及国家金属腐蚀控制工程技术研究中心，国家重点实验室及国家金属腐蚀控制工程技术研究中心，国家973973项目等大力支持腐蚀项目等大力支持腐蚀与防护科学的发展，显著缩小了我国与世界先进国家之间在腐蚀与防护技术方面与防护科学的发展，显著缩小了我国与世界先进国家之间在腐蚀与防护技术方面的差距。的差距。u1999199920022002年间，柯伟院士负责的年间，柯伟院士负责的中国工程院中国工程院咨询项目咨询项目“中国工业与自然环境腐中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策蚀问题调查与对策”调查研究表明，在我国因腐蚀造成的直接损失达调查研究表明，在我国因腐蚀造成的直接损失达20002000亿元，亿元，包括间接损失，总费用达包括间接损失，总费用达50005000亿元，约占国民经济总产值的亿元，约占国民经济总产值的5%5%。腐蚀问题已经受。腐蚀问题已经受到国务院、科学技术部、教育部等有关部门的高度重视。我国已经成立了国家材到国务院、科学技术部、教育部等有关部门的高度重视。我国已经成立了国家材料环境腐蚀料环境腐蚀试验试验站专家组，批准建立了站专家组，批准建立了2828个国家材料环境腐蚀野外台站和一个国个国家材料环境腐蚀野外台站和一个国家综合研究中心，设立国家层面上的腐蚀领导小组，并已将腐蚀与防护问题列入家综合研究中心，设立国家层面上的腐蚀领导小组，并已将腐蚀与防护问题列入国家中长期经济、国防和科技发展规划。国家中长期经济、国防和科技发展规划。u20052005年年9 9月，第月，第1616届世界腐蚀大会首次在北京进行，我国在腐蚀与防护技术领域的届世界腐蚀大会首次在北京进行，我国在腐蚀与防护技术领域的进步已得到世界同行的普遍认可。进步已得到世界同行的普遍认可。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点世界著名腐蚀学术与研究机构：世界著名腐蚀学术与研究机构：u世界腐蚀理事会：世界腐蚀理事会：http:/www.icc-net.orgu欧洲腐蚀联合会：欧洲腐蚀联合会：http:/www.efcweb.orgu中国腐蚀与防护协会：中国腐蚀与防护协会：http:/www.cscp.org.cnu中国化工防腐蚀协会：中国化工防腐蚀协会：http:/www.ccata.org.cnu中国科学院金属研究所：中国科学院金属研究所：http:/www.imr.ac.cnu中国科学院海洋研究所：中国科学院海洋研究所： http:/www.cas.ac.cnu钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所：钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所：http:/www.qrimc.comu中船重工中船重工725所（腐蚀与防护国防科技重点实验室）所（腐蚀与防护国防科技重点实验室） ： http:/www.shipmatl.com.cn我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点6.6.腐蚀与材料腐蚀与材料 腐蚀与材料密切相关。材料是一切工程技术的物质基础。而材料在使用过腐蚀与材料密切相关。材料是一切工程技术的物质基础。而材料在使用过程中，将遭受不同形式的直接或间接的损坏。程中，将遭受不同形式的直接或间接的损坏。 材料的损坏形式是多种多样的，但最重要、最常见的损坏形式是断裂、磨材料的损坏形式是多种多样的，但最重要、最常见的损坏形式是断裂、磨损和腐蚀。而腐蚀是材料特别是金属材料的一种主要的破坏形式。损和腐蚀。而腐蚀是材料特别是金属材料的一种主要的破坏形式。断裂是由于构件所受应力超过其弹性极限、塑性极限而导致的破坏。例如，断裂是由于构件所受应力超过其弹性极限、塑性极限而导致的破坏。例如，轴的断裂、钢丝绳的破断等均属此类。但是，断裂的金属构件可以作为炉料重轴的断裂、钢丝绳的破断等均属此类。但是，断裂的金属构件可以作为炉料重新进行熔炼，材料可以获得再生。新进行熔炼，材料可以获得再生。 磨损是构件与其他部件相互作用，由于机械摩擦而引起的损坏。例如，活磨损是构件与其他部件相互作用，由于机械摩擦而引起的损坏。例如，活塞环的磨损、机车的车轮与钢轨间的磨损。在很多情况下，磨损了的零件是可塞环的磨损、机车的车轮与钢轨间的磨损。在很多情况下，磨损了的零件是可以修复的。例如，采用堆焊和刷镀可以修复己磨损的轴。以修复的。例如，采用堆焊和刷镀可以修复己磨损的轴。 材料的腐蚀是一个渐变的损坏过程。例如，钢铁的锈蚀就是最常见的腐蚀材料的腐蚀是一个渐变的损坏过程。例如，钢铁的锈蚀就是最常见的腐蚀现象。腐蚀使金属转变为化合物，是不可恢复，不易再生的。材料在服役损坏现象。腐蚀使金属转变为化合物，是不可恢复，不易再生的。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。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。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上，才能研制适宜的耐蚀材料、涂只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上，才能研制适宜的耐蚀材料、涂层及采取合理的保护措施，以达到防止或控制腐蚀的目的。层及采取合理的保护措施，以达到防止或控制腐蚀的目的。 材料的特性：机械强度、加工成型性、耐蚀性、可塑性（冷拔钢丝、铜材料的特性：机械强度、加工成型性、耐蚀性、可塑性（冷拔钢丝、铜丝、锡箔纸）、导热性、导电性等。丝、锡箔纸）、导热性、导电性等。 每种材料都有不同的力学、化学和物理性能，都有其各自的优缺点。每种材料都有不同的力学、化学和物理性能，都有其各自的优缺点。如如果不考虑经济因素和可获取性问题，光考虑腐蚀因素的话，可选用最好的材果不考虑经济因素和可获取性问题，光考虑腐蚀因素的话，可选用最好的材料如金、铂等；但实际选材时要考虑材料的机械强度、耐蚀性、价格、加工料如金、铂等；但实际选材时要考虑材料的机械强度、耐蚀性、价格、加工成型性、与其他材料的配合性等。因此，成型性、与其他材料的配合性等。因此，正确的选材只能针对一定的使用目正确的选材只能针对一定的使用目的而言。的而言。 严格的来说，任何材料在一定的环境下都会产生腐蚀破坏。也就是说，严格的来说，任何材料在一定的环境下都会产生腐蚀破坏。也就是说，没有一种材料在任何环境下都是耐蚀的。没有一种材料在任何环境下都是耐蚀的。 材料从大的方面分为金属和非金属。材料从大的方面分为金属和非金属。化学和冶金学是研究金属腐蚀的两化学和冶金学是研究金属腐蚀的两大基础。大基础。 非金属材料，常见的有塑料、陶瓷、橡胶、玻璃、木材等，它们一般具非金属材料，常见的有塑料、陶瓷、橡胶、玻璃、木材等，它们一般具有良好的耐蚀性、电绝缘性、材质较轻、加工成型性好等特点，因而在石油有良好的耐蚀性、电绝缘性、材质较轻、加工成型性好等特点，因而在石油化工防腐蚀领域也有十分广泛的应用。它们也存在腐蚀问题。化工防腐蚀领域也有十分广泛的应用。它们也存在腐蚀问题。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点7.7.腐蚀的分类腐蚀的分类 腐蚀按材料从大的方面分为金属腐蚀和非金属腐蚀。腐蚀按材料从大的方面分为金属腐蚀和非金属腐蚀。 由于金属材料具有较高的机械强度、可塑性、良好的导热性、导电性由于金属材料具有较高的机械强度、可塑性、良好的导热性、导电性以及加工成型性等优点，所以在工程材料中得到广泛应用。以及加工成型性等优点，所以在工程材料中得到广泛应用。本门课程主要讲本门课程主要讲述金属材料的腐蚀。述金属材料的腐蚀。下面就来看看金属腐蚀的分类：下面就来看看金属腐蚀的分类：u按机理分按机理分 化学腐蚀化学腐蚀 特征：发生化学反应，无腐蚀电流。如金属和周围介质特征：发生化学反应，无腐蚀电流。如金属和周围介质如：酸、碱、盐、如：酸、碱、盐、O O2 2、SOSO2 2、COCO2 2、水蒸气等直接接触而引起的腐蚀、金属、水蒸气等直接接触而引起的腐蚀、金属在高温下形成的氧化皮等。在高温下形成的氧化皮等。 电化学腐蚀电化学腐蚀 特征：发生电化学反应，有腐蚀电流。如干电池对外特征：发生电化学反应，有腐蚀电流。如干电池对外供电。实际腐蚀过程绝大多数为电化学腐蚀。供电。实际腐蚀过程绝大多数为电化学腐蚀。 金属腐蚀的分类：金属腐蚀的分类：我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀的比较相同点不同点金属失去电子，发生氧化反应。化学腐蚀电化学腐蚀金属发生化学反应，直接得失电子金属发生电化学反应，利用原电池原理得失电子反应中无电流的产生反应中伴随有电流的产生金属被氧化活泼金属被氧化我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点u按破坏形式分：按破坏形式分： 全面腐蚀（均匀腐蚀）：全面腐蚀（均匀腐蚀）：腐蚀在金属表面全面展开。如纯金属在腐蚀在金属表面全面展开。如纯金属在强电解液里的腐蚀。一般，全面腐蚀，开始时腐蚀速率较大。一强电解液里的腐蚀。一般，全面腐蚀，开始时腐蚀速率较大。一般，全面腐蚀的危害性较局部腐蚀小，而且可以事先预测。如卫般，全面腐蚀的危害性较局部腐蚀小，而且可以事先预测。如卫星接收天线锅、暴露在大气中的金属管线等。星接收天线锅、暴露在大气中的金属管线等。 局部腐蚀：局部腐蚀：腐蚀只集中在金属表面的局部区域，其它部分腐蚀很腐蚀只集中在金属表面的局部区域，其它部分腐蚀很轻微或几乎没有。局部腐蚀的类型很多，如电偶腐蚀、孔蚀、缝轻微或几乎没有。局部腐蚀的类型很多，如电偶腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、磨蚀、晶间腐蚀、氢损伤等。隙腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、磨蚀、晶间腐蚀、氢损伤等。局部腐蚀的危害较大，应引起足够的重视。局部腐蚀的危害较大，应引起足够的重视。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点u按腐蚀环境分：按腐蚀环境分：大气腐蚀：大气腐蚀：金属在大气及任何潮湿性气体中发生的腐蚀。最为普遍。金属在大气及任何潮湿性气体中发生的腐蚀。最为普遍。电解质溶液腐蚀：电解质溶液腐蚀：酸、碱、盐。污水处理系统中的腐蚀。酸、碱、盐。污水处理系统中的腐蚀。海水腐蚀：海水腐蚀：本质还是电解质溶液腐蚀，但是一大类特定类型。海洋工程、本质还是电解质溶液腐蚀，但是一大类特定类型。海洋工程、海上石油钻采平台、设备、舰船、潜艇、航空母舰、海水换热器等都海上石油钻采平台、设备、舰船、潜艇、航空母舰、海水换热器等都会遭到海水腐蚀。会遭到海水腐蚀。非电解质溶液溶液腐蚀：非电解质溶液溶液腐蚀：金属在不导电的溶液中的腐蚀，如金属在有机液金属在不导电的溶液中的腐蚀，如金属在有机液体如酒精、石油中的腐蚀；铝在体如酒精、石油中的腐蚀；铝在CCl4、CHCl3、C2H5OH中的腐蚀；中的腐蚀；Mg、Ti在在CH3OH中的腐蚀。中的腐蚀。土壤腐蚀：土壤腐蚀：供水、供气、供油、供热管网、设备的地埋部分。供水、供气、供油、供热管网、设备的地埋部分。生物腐蚀：生物腐蚀：硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌SRB、腐生菌等对油气管道的生物腐蚀。、腐生菌等对油气管道的生物腐蚀。其它环境下的腐蚀：其它环境下的腐蚀：如高温（如高温（100）、高压、熔融电解质溶液等。高温）、高压、熔融电解质溶液等。高温气体腐蚀、发动机、火箭高温废气腐蚀。气体腐蚀、发动机、火箭高温废气腐蚀。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点8.8.金属腐蚀程度的表示方法金属腐蚀程度的表示方法 腐蚀过程是一个非常复杂的物理化学过程，很难用一个统一的量化标准腐蚀过程是一个非常复杂的物理化学过程，很难用一个统一的量化标准来衡量、评定材料的耐腐蚀性能。来衡量、评定材料的耐腐蚀性能。 但为便于比较，对金属材料常根据其腐蚀破坏的形式即全面腐蚀和局部但为便于比较，对金属材料常根据其腐蚀破坏的形式即全面腐蚀和局部腐蚀来分别对其耐蚀性进行评定。腐蚀来分别对其耐蚀性进行评定。 1. 1. 全面腐蚀全面腐蚀 评价依据：腐蚀率。评价依据：腐蚀率。腐蚀率：腐蚀率：腐蚀的质量指标：腐蚀的质量指标：以腐蚀前后金属质量的变化表示的平均腐蚀率；单位：以腐蚀前后金属质量的变化表示的平均腐蚀率；单位：g/g/(m(m2 2h)h)l失质腐蚀率失质腐蚀率K K- -：适用于腐蚀产物在金属上的附着力小，易清除的场合。适用于腐蚀产物在金属上的附着力小，易清除的场合。l增质腐蚀率增质腐蚀率K K+ +：适用于腐蚀产物在金属上的附着力大，难清除的场合。适用于腐蚀产物在金属上的附着力大，难清除的场合。 如果确切知道腐蚀产物的组成和分子式，失质腐蚀率K-和增质腐蚀率K+可以进行换算。对均匀腐蚀，失质腐蚀率K-和增质腐蚀率K+均可采用。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点腐蚀的深度指标：腐蚀的深度指标：以腐蚀深度表示的平均腐蚀率；单位：以腐蚀深度表示的平均腐蚀率；单位：mm/amm/a 腐蚀深度影响构件的整体或局部的减薄程度，直接影响到构件的机械安腐蚀深度影响构件的整体或局部的减薄程度，直接影响到构件的机械安全性能、使用寿命。全性能、使用寿命。 为便于工程选材，常将金属材料的耐蚀性按腐蚀深度指标划分成若干等为便于工程选材，常将金属材料的耐蚀性按腐蚀深度指标划分成若干等级。直到目前为止，各国的标准还不统一。我国将金属材料耐蚀性能分为级。直到目前为止，各国的标准还不统一。我国将金属材料耐蚀性能分为四级标准、美国为六级标准、日本为三级标准、前苏联为十级标准等。四级标准、美国为六级标准、日本为三级标准、前苏联为十级标准等。 我国金属耐腐蚀性能的四级标准级别腐蚀率(mm/a)评价11.5不适用，腐蚀严重日本金属耐蚀性的三级标准级别腐蚀率(mm/a)适用范围11.0耐蚀性差、实用价值低我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点美国金属耐蚀性的六级标准级别腐蚀率(mm/a)相对腐蚀性15.0不适用前苏联金属耐腐蚀性的六类十级标准类别耐蚀等级腐蚀率(mm/a)评价110.0不耐蚀我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 金属的腐蚀深度随时间变化，腐蚀的速度和程度强烈依赖于特定的腐蚀环境，按实验数据或腐蚀手册查到的数据难以精确反映实际情况。所以，实际选材时，应考虑到实际使用期限及环境因素等。并且，各行业对材料性能的评价也不相同，如机械行业和化工行业。 腐蚀裕量：腐蚀裕量=年腐蚀率设计寿命保险系数，保险系数一般取2。如某高压换热器列管直径25mm，取腐蚀裕量0.2mm。 工程实践结论：工程实践结论：对于密度相近的金属常采用腐蚀的质量对于密度相近的金属常采用腐蚀的质量指标；但对于密度不同的金属常采用腐蚀深度指标来表示腐蚀指标；但对于密度不同的金属常采用腐蚀深度指标来表示腐蚀程度。程度。 从腐蚀工程的应用观点来看，腐蚀深度指标更具实用价值，因为其直接影响金属构件的使用寿命及安全状况。 注意：注意：注意：注意：我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点腐蚀的腐蚀的电流密度电流密度指标：指标：电化学腐蚀过程中，腐蚀的速率与腐蚀电流密度电化学腐蚀过程中，腐蚀的速率与腐蚀电流密度icorr成正比，可以腐蚀电流密度表示瞬时腐蚀率；单位：成正比，可以腐蚀电流密度表示瞬时腐蚀率；单位：A 1934年法拉第提出通过电化学体系的电量与参加电化学反应的物质的量之年法拉第提出通过电化学体系的电量与参加电化学反应的物质的量之间存在间存在2条定量关系：条定量关系： a) 在电极上析出或溶解的物质的量与通过电化学反应体系的电量成正比；在电极上析出或溶解的物质的量与通过电化学反应体系的电量成正比； b) 在通过相同电量条件下，在电极上析出或溶解的物质的量与其化学当量在通过相同电量条件下，在电极上析出或溶解的物质的量与其化学当量成正比。成正比。 析出或溶解的物质的量析出或溶解的物质的量 （M相对原子质量；相对原子质量；F法拉第常数；法拉第常数；n化合价；化合价；I电流强度；电流强度；t通电时间）通电时间） 1F=96500C；1mol物质物质=6.0231023个电子；个电子；1个电子个电子=1.60210-19C我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点腐蚀的力学指标：腐蚀的力学指标：腐蚀前后试样的抗拉强度的变化率表示腐蚀速率。如晶间腐蚀前后试样的抗拉强度的变化率表示腐蚀速率。如晶间腐蚀发生时，其强度变化很大。腐蚀发生时，其强度变化很大。 电阻指标：电阻指标：腐蚀前后试样电阻的变化率表示腐蚀速率。腐蚀前后试样电阻的变化率表示腐蚀速率。 2. 2. 局部腐蚀局部腐蚀 局部腐蚀的破坏形式很多，它们的特点是金属质量变化不大，但其局部腐蚀的破坏形式很多，它们的特点是金属质量变化不大，但其机械强度、物理性能等变化很大。因而，对于局部腐蚀应区别情况分别对机械强度、物理性能等变化很大。因而，对于局部腐蚀应区别情况分别对待，如孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等。待，如孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点本章小结本章小结腐蚀的定义腐蚀的定义腐蚀的定义腐蚀的定义腐蚀环境腐蚀环境腐蚀环境腐蚀环境腐蚀的特性腐蚀的特性腐蚀的特性腐蚀的特性腐蚀与防护的发展概况腐蚀与防护的发展概况腐蚀与防护的发展概况腐蚀与防护的发展概况腐蚀的分类腐蚀的分类腐蚀的分类腐蚀的分类腐蚀程度的表示方法腐蚀程度的表示方法腐蚀程度的表示方法腐蚀程度的表示方法我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点假设金属与氧气发生反应的方程式为：假设金属与氧气发生反应的方程式为：假设金属与氧气发生反应的方程式为：假设金属与氧气发生反应的方程式为：该反应：该反应：该反应：该反应： 反应达平衡时，反应达平衡时，反应达平衡时，反应达平衡时， ， （ 为氧气的平衡分压，也是金属氧化物的分解压力）为氧气的平衡分压，也是金属氧化物的分解压力）为氧气的平衡分压，也是金属氧化物的分解压力）为氧气的平衡分压，也是金属氧化物的分解压力） 一、腐蚀反应自发性的判断一、腐蚀反应自发性的判断第二章第二章 金属的化学腐蚀金属的化学腐蚀 任何一个过程我们都要从热力学上可能、动力学上可行进行分析。首先是热力学，下面我们以金属最为常见的氧化反应为例来说明金属的化学腐蚀。 2.12.1化学腐蚀热力学化学腐蚀热力学 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点在一个标准大气压下，空气中的在一个标准大气压下，空气中的在一个标准大气压下，空气中的在一个标准大气压下，空气中的O O O O2 2 2 2占占占占21%21%21%21%，其分压为，其分压为，其分压为，其分压为2.12782.12782.12782.1278 101010104 4 4 4PaPaPaPa。只有金属氧。只有金属氧。只有金属氧。只有金属氧化物的分解压力化物的分解压力化物的分解压力化物的分解压力2.12782.12782.12782.1278 101010104 4 4 4PaPaPaPa，金属才不会发生氧化；若金属氧化物的分解压，金属才不会发生氧化；若金属氧化物的分解压，金属才不会发生氧化；若金属氧化物的分解压，金属才不会发生氧化；若金属氧化物的分解压力力力力2.12782.12782.12782.1278 101010104 4 4 4PaPaPaPa，就会发生自然氧化，其值越小，越易发生氧化，生成的金属，就会发生自然氧化，其值越小，越易发生氧化，生成的金属，就会发生自然氧化，其值越小，越易发生氧化，生成的金属，就会发生自然氧化，其值越小，越易发生氧化，生成的金属氧化物越稳定。氧化物越稳定。氧化物越稳定。氧化物越稳定。 可得可得 讨论：讨论：讨论：讨论：（1 1 1 1）若）若）若）若 ， ，金属的氧化反应不能自发进行，相反金属氧化物，金属的氧化反应不能自发进行，相反金属氧化物，金属的氧化反应不能自发进行，相反金属氧化物，金属的氧化反应不能自发进行，相反金属氧化物的分解反应可以自发进行（如氧化汞加热分解生成汞和氧气）；的分解反应可以自发进行（如氧化汞加热分解生成汞和氧气）；的分解反应可以自发进行（如氧化汞加热分解生成汞和氧气）；的分解反应可以自发进行（如氧化汞加热分解生成汞和氧气）；（2 2 2 2）若）若）若）若 ， ，金属的氧化反应达到，金属的氧化反应达到，金属的氧化反应达到，金属的氧化反应达到动态平衡动态平衡动态平衡动态平衡； （3 3 3 3）若）若）若）若 ， ，金属的氧化反应自发进行，金属发生氧化。金，金属的氧化反应自发进行，金属发生氧化。金，金属的氧化反应自发进行，金属发生氧化。金，金属的氧化反应自发进行，金属发生氧化。金属氧化物的分解压力越小，越易发生氧化。属氧化物的分解压力越小，越易发生氧化。属氧化物的分解压力越小，越易发生氧化。属氧化物的分解压力越小，越易发生氧化。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点从金属发生氧化的热力学判据得到的启示：从金属发生氧化的热力学判据得到的启示：金属氧化的防护：降低氧化气氛中氧气的分压：抽真空、惰性气体隔绝（氩弧焊）、密封体系化学耗氧等（如为防止灯泡里的钨丝在高温下的氧化，内置红磷）；隔绝氧气：刷防锈油漆、塑钢。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点表表表表2-2 300K2-2 300K2-2 300K2-2 300K下金属发生氧化的标准下金属发生氧化的标准下金属发生氧化的标准下金属发生氧化的标准GibbsGibbsGibbsGibbs自由能变自由能变自由能变自由能变二、二、 关系关系由表知，在由表知，在由表知，在由表知，在300K300K300K300K下，金属氧化物的下，金属氧化物的下，金属氧化物的下，金属氧化物的 都具有较大的负值，这说明在通常的大气条件下，金属都具有较大的负值，这说明在通常的大气条件下，金属都具有较大的负值，这说明在通常的大气条件下，金属都具有较大的负值，这说明在通常的大气条件下，金属都具有自发氧化生成稳定氧化物的倾向。都具有自发氧化生成稳定氧化物的倾向。都具有自发氧化生成稳定氧化物的倾向。都具有自发氧化生成稳定氧化物的倾向。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点室温下，常用金属的氧化反应缓慢，而在较室温下，常用金属的氧化反应缓慢，而在较高温度下，氧化反应随温度的升高而加剧，高温度下，氧化反应随温度的升高而加剧，并具有较大的破坏性。并具有较大的破坏性。 其他温度下的金属的氧化见Ellingham所作的金属氧化物的 图。图中， 呈线性关系，斜率发生改变的点为相变点。读图时代读图时代，得到的信息： （1）绝大多数金属的 在 以下，说明金属的氧化过程是自发进行的。（2）在相同温度下， 越小（负），形成的氧化物越稳定。（3）随温度的升高，绝大多数金属的 ，即氧化物的稳定性变差。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点许多金属都可形成不同氧化态的氧化物形式，例如Fe就有FeO、Fe3O4、Fe2O3。一般，越富氧的氧化物，其分解压力越大，稳定性越高。有人分析过钢高温氧化形成的这几种氧化物的成分，发现氧化膜中厚度Fe2O3：Fe3O4：FeO=1：10：100，即FeO占绝大部分，由于其结构疏松、氧气易于穿透达到基体金属表面，这样基体金属不断氧化。同时还会发生钢的脱碳反应，渗碳体渗碳体Fe3CFe，导致钢的表面硬度减小，疲劳极限降低。发黑的氧化层主要成分是Fe3O4,它在加热到600多时会转变成FeO，较疏松易脱落。 1Fe1O4/3O3/2O我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 首先，氧化膜完整是其具有保护作用的先决条件。首先，氧化膜完整是其具有保护作用的先决条件。首先，氧化膜完整是其具有保护作用的先决条件。首先，氧化膜完整是其具有保护作用的先决条件。只有完整的氧化膜只有完整的氧化膜只有完整的氧化膜只有完整的氧化膜才能将金属表面完全覆盖，才有可能将金属基体与外界环境隔离开来。才能将金属表面完全覆盖，才有可能将金属基体与外界环境隔离开来。才能将金属表面完全覆盖，才有可能将金属基体与外界环境隔离开来。才能将金属表面完全覆盖，才有可能将金属基体与外界环境隔离开来。 1923 1923 1923 1923年毕林年毕林年毕林年毕林(Pilling N.B.)(Pilling N.B.)(Pilling N.B.)(Pilling N.B.)和贝德沃斯和贝德沃斯和贝德沃斯和贝德沃斯( ( ( (BedworthBedworthBedworthBedworth R.E.) R.E.) R.E.) R.E.)提出金属氧提出金属氧提出金属氧提出金属氧化膜的化膜的化膜的化膜的P-BP-BP-BP-B比（两人姓氏的头字母）（用比（两人姓氏的头字母）（用比（两人姓氏的头字母）（用比（两人姓氏的头字母）（用表示），用以反映金属氧化膜表示），用以反映金属氧化膜表示），用以反映金属氧化膜表示），用以反映金属氧化膜的完整性。的完整性。的完整性。的完整性。P-BP-BP-BP-B比即为氧化膜的体积与消耗的金属体积之比。比即为氧化膜的体积与消耗的金属体积之比。比即为氧化膜的体积与消耗的金属体积之比。比即为氧化膜的体积与消耗的金属体积之比。 三、氧化膜的保护作用三、氧化膜的保护作用显然，显然，11时，时，V VMOMOV11时，时，V VMOMOVVM M, ,氧化膜才有可能完整，才具有氧化膜才有可能完整，才具有一定的一定的保护作用；当膜达到保护作用；当膜达到一定一定厚度时，厚度时，其不再增加，腐蚀停止。其不再增加，腐蚀停止。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点当当 过大时，氧化膜很厚，内应力很大，会使膜发生裂纹、鼓泡，甚至脱落，反而无过大时，氧化膜很厚，内应力很大，会使膜发生裂纹、鼓泡，甚至脱落，反而无保护作用。一般，粗略认为保护作用。一般，粗略认为12.5312.53时，氧化膜对金属才具有较好的保护作用，时，氧化膜对金属才具有较好的保护作用，能减缓或阻止金属的进一步氧化。能减缓或阻止金属的进一步氧化。其次，氧化膜有无保护作用，要看所生成的氧化膜在原来金属基体上的附着力、膜其次，氧化膜有无保护作用，要看所生成的氧化膜在原来金属基体上的附着力、膜其次，氧化膜有无保护作用，要看所生成的氧化膜在原来金属基体上的附着力、膜其次，氧化膜有无保护作用，要看所生成的氧化膜在原来金属基体上的附着力、膜的致密性、稳定性、机械强度、状态、热胀冷缩性等。的致密性、稳定性、机械强度、状态、热胀冷缩性等。的致密性、稳定性、机械强度、状态、热胀冷缩性等。的致密性、稳定性、机械强度、状态、热胀冷缩性等。如在高温环境下，如在高温环境下，FeFeOFeFeO、FeFe2 2O O3 3，它们的，它们的P-BP-B比分别为比分别为1.771.77和和2.142.14，但这两种氧化膜在铁基体上的，但这两种氧化膜在铁基体上的附着力小，易于脱落，故不起保护作用。附着力小，易于脱落，故不起保护作用。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 金属氧化膜的导电性与扩散性能直接决定于氧化膜的晶体结构及掺杂程度。金属氧化膜的导电性与扩散性能直接决定于氧化膜的晶体结构及掺杂程度。金属氧化膜的导电性与扩散性能直接决定于氧化膜的晶体结构及掺杂程度。金属氧化膜的导电性与扩散性能直接决定于氧化膜的晶体结构及掺杂程度。对于大多数金属的氧化物膜和硫化物膜来说，都具有半导体材料的特性，既对于大多数金属的氧化物膜和硫化物膜来说，都具有半导体材料的特性，既对于大多数金属的氧化物膜和硫化物膜来说，都具有半导体材料的特性，既对于大多数金属的氧化物膜和硫化物膜来说，都具有半导体材料的特性，既有离子导电性质，又有电子导电性质。有离子导电性质，又有电子导电性质。有离子导电性质，又有电子导电性质。有离子导电性质，又有电子导电性质。 从微观角度而言，大多数氧化物膜都具有离子型晶体结构，都具有一定的从微观角度而言，大多数氧化物膜都具有离子型晶体结构，都具有一定的从微观角度而言，大多数氧化物膜都具有离子型晶体结构，都具有一定的从微观角度而言，大多数氧化物膜都具有离子型晶体结构，都具有一定的晶格缺陷。晶格缺陷。晶格缺陷。晶格缺陷。按晶格缺陷可以把氧化膜分为整比缺陷氧化物膜和非整比缺陷氧按晶格缺陷可以把氧化膜分为整比缺陷氧化物膜和非整比缺陷氧按晶格缺陷可以把氧化膜分为整比缺陷氧化物膜和非整比缺陷氧按晶格缺陷可以把氧化膜分为整比缺陷氧化物膜和非整比缺陷氧化物膜。化物膜。化物膜。化物膜。1. 1. 整比缺陷：晶体结构中，正负离子的缺失是按照化学式的整数倍发生的。整比缺陷：晶体结构中，正负离子的缺失是按照化学式的整数倍发生的。整比缺陷：晶体结构中，正负离子的缺失是按照化学式的整数倍发生的。整比缺陷：晶体结构中，正负离子的缺失是按照化学式的整数倍发生的。 整比缺陷又可以细分为正负离子双离位缺陷和正离子单离位缺陷（即其正整比缺陷又可以细分为正负离子双离位缺陷和正离子单离位缺陷（即其正整比缺陷又可以细分为正负离子双离位缺陷和正离子单离位缺陷（即其正整比缺陷又可以细分为正负离子双离位缺陷和正离子单离位缺陷（即其正离子不在其正常晶格位置上，而进入晶格间隙，形成阳离子空穴）。例如，离子不在其正常晶格位置上，而进入晶格间隙，形成阳离子空穴）。例如，离子不在其正常晶格位置上，而进入晶格间隙，形成阳离子空穴）。例如，离子不在其正常晶格位置上，而进入晶格间隙，形成阳离子空穴）。例如，NaClNaCl、KClKCl、CsClCsCl等易形成双离位缺陷；等易形成双离位缺陷；等易形成双离位缺陷；等易形成双离位缺陷；ZnSZnS、AgSAgS、AgIAgI等易形成正离子等易形成正离子等易形成正离子等易形成正离子单离位缺陷。单离位缺陷。单离位缺陷。单离位缺陷。四、氧化膜的半导体特性四、氧化膜的半导体特性 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点2. 2. 非整比缺陷：晶体结构中，正负离子的缺失不是按照化学式的整数倍发生非整比缺陷：晶体结构中，正负离子的缺失不是按照化学式的整数倍发生非整比缺陷：晶体结构中，正负离子的缺失不是按照化学式的整数倍发生非整比缺陷：晶体结构中，正负离子的缺失不是按照化学式的整数倍发生的，即产生了正、负离子的过剩。的，即产生了正、负离子的过剩。的，即产生了正、负离子的过剩。的，即产生了正、负离子的过剩。 一般，所有的金属氧化物都是非整比化合物。一般，所有的金属氧化物都是非整比化合物。一般，所有的金属氧化物都是非整比化合物。一般，所有的金属氧化物都是非整比化合物。 a. a. 金属离子过剩型缺陷的氧化膜中，存在多余电子，这种过剩的金属离子金属离子过剩型缺陷的氧化膜中，存在多余电子，这种过剩的金属离子金属离子过剩型缺陷的氧化膜中，存在多余电子，这种过剩的金属离子金属离子过剩型缺陷的氧化膜中，存在多余电子，这种过剩的金属离子和多余电子可以在晶格间运动而向外扩散，具有一定的导电性。类似于和多余电子可以在晶格间运动而向外扩散，具有一定的导电性。类似于和多余电子可以在晶格间运动而向外扩散，具有一定的导电性。类似于和多余电子可以在晶格间运动而向外扩散，具有一定的导电性。类似于N N型型型型半导体，称为半导体，称为半导体，称为半导体，称为N N型氧化物。如型氧化物。如型氧化物。如型氧化物。如ZnOZnO、BaOBaO、CdOCdO等。还有另外一种等。还有另外一种等。还有另外一种等。还有另外一种N N型氧化型氧化型氧化型氧化物，也存在金属离子过剩，但在金属晶格中，形成了氧阴离子空穴，每个空物，也存在金属离子过剩，但在金属晶格中，形成了氧阴离子空穴，每个空物，也存在金属离子过剩，但在金属晶格中，形成了氧阴离子空穴，每个空物，也存在金属离子过剩，但在金属晶格中，形成了氧阴离子空穴，每个空穴附近存在两个过剩电子，穴附近存在两个过剩电子，穴附近存在两个过剩电子，穴附近存在两个过剩电子，OO2-2-离子可以通过氧阴离子空穴向外扩散，从而离子可以通过氧阴离子空穴向外扩散，从而离子可以通过氧阴离子空穴向外扩散，从而离子可以通过氧阴离子空穴向外扩散，从而具有一定的导电性。如具有一定的导电性。如具有一定的导电性。如具有一定的导电性。如ZrOZrO2 2、FeFe2 2OO3 3、AlAl2 2OO3 3、TiOTiO2 2等。等。等。等。 b. b. 阳离子短缺型氧化膜中，存在高价阳离子，在晶格中形成了阳离子空阳离子短缺型氧化膜中，存在高价阳离子，在晶格中形成了阳离子空阳离子短缺型氧化膜中，存在高价阳离子，在晶格中形成了阳离子空阳离子短缺型氧化膜中，存在高价阳离子，在晶格中形成了阳离子空穴，金属离子借助于阳离子空穴向外扩散，从而具有一定的导电性。类似于穴，金属离子借助于阳离子空穴向外扩散，从而具有一定的导电性。类似于穴，金属离子借助于阳离子空穴向外扩散，从而具有一定的导电性。类似于穴，金属离子借助于阳离子空穴向外扩散，从而具有一定的导电性。类似于P P型半导体，称为型半导体，称为型半导体，称为型半导体，称为P P型氧化物。如型氧化物。如型氧化物。如型氧化物。如FeOFeO、FeSFeS、CoOCoO、CuCu2 2OO等。等。等。等。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 气固两相接触气固两相接触气固两相接触气固两相接触氧分子发生物理吸附氧分子发生物理吸附氧分子发生物理吸附氧分子发生物理吸附氧分子解离成氧原氧分子解离成氧原氧分子解离成氧原氧分子解离成氧原子子子子化学吸附化学吸附化学吸附化学吸附生成氧化物膜生成氧化物膜生成氧化物膜生成氧化物膜阴阳离子扩散阴阳离子扩散阴阳离子扩散阴阳离子扩散氧化物膜的生氧化物膜的生氧化物膜的生氧化物膜的生长长长长最终的氧化物膜最终的氧化物膜最终的氧化物膜最终的氧化物膜 这当中任何一步速度较慢就会成为这当中任何一步速度较慢就会成为这当中任何一步速度较慢就会成为这当中任何一步速度较慢就会成为控制步骤控制步骤控制步骤控制步骤！ 四、氧化膜的形成过程四、氧化膜的形成过程 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点一、金属氧化膜的生长规律一、金属氧化膜的生长规律 金属氧化的动力学问题就是要研究不同金属、在不同的条件下所形成的氧化膜的生长速率规律。 2.22.2化学腐蚀动力学化学腐蚀动力学 ytA金属氧化膜生长的直线规律金属氧化膜生长的直线规律ytA金属氧化膜生长的抛物线规律金属氧化膜生长的抛物线规律金属氧化膜生长的对数规律金属氧化膜生长的对数规律t金属氧化膜生长的反对数规律金属氧化膜生长的反对数规律t金属氧化膜生长的渐近线规律金属氧化膜生长的渐近线规律ytyyy金属氧化膜生长的立方规律金属氧化膜生长的立方规律t如如如如 MgMgMgMg、CaCaCaCa等等等等如如如如 CuCu在在在在100300100300氧化氧化氧化氧化如如如如 AlAl在在在在100200100200氧化氧化氧化氧化我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点1. 1. 线性规律：线性规律：线性规律：线性规律：金属氧化膜的生长速率受化学反应速率的控制，金属氧化膜以恒定的速率增金属氧化膜的生长速率受化学反应速率的控制，金属氧化膜以恒定的速率增长：长：yy表示氧化物膜的厚度或单位面积的增重。表示氧化物膜的厚度或单位面积的增重。；TKTK；A A表示当表示当t=0t=0时，金属表面上原有的氧化膜厚度或增重。时，金属表面上原有的氧化膜厚度或增重。 高温下：高温下：高温下：高温下：金属表面氧化反应金属表面氧化反应放热放热金属表面温度金属表面温度TKTK氧化反应速率氧化反应速率连锁反应连锁反应严重时，金属燃烧严重时，金属燃烧灾灾难性氧化。例如，碱金属、碱土金属难性氧化。例如，碱金属、碱土金属的高温氧化。但高的高温氧化。但高NiNi、CrCr合金可阻止合金可阻止这种灾难性氧化。这种灾难性氧化。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点2. 2. 抛物线规律：抛物线规律：抛物线规律：抛物线规律： 氧化速率与膜厚度成反比。考虑了化学反应速率和扩散速率对氧化反应速氧化速率与膜厚度成反比。考虑了化学反应速率和扩散速率对氧化反应速率的影响，方程式也就复杂了。多数金属和合金的氧化动力学曲线表现为抛物率的影响，方程式也就复杂了。多数金属和合金的氧化动力学曲线表现为抛物线规律，表面形成较为致密的具有一定保护作用的氧化膜。线规律，表面形成较为致密的具有一定保护作用的氧化膜。综合而言，一般在低温下，较薄的氧化膜的生长符合对数规综合而言，一般在低温下，较薄的氧化膜的生长符合对数规综合而言，一般在低温下，较薄的氧化膜的生长符合对数规综合而言，一般在低温下，较薄的氧化膜的生长符合对数规律、反对数规律、渐近线规律；较厚的氧化膜的生长符合直线规律、反对数规律、渐近线规律；较厚的氧化膜的生长符合直线规律、反对数规律、渐近线规律；较厚的氧化膜的生长符合直线规律、反对数规律、渐近线规律；较厚的氧化膜的生长符合直线规律、抛物线规律。即就是同一种金属，其氧化膜的生长规律也会律、抛物线规律。即就是同一种金属，其氧化膜的生长规律也会律、抛物线规律。即就是同一种金属，其氧化膜的生长规律也会律、抛物线规律。即就是同一种金属，其氧化膜的生长规律也会随温度、膜厚而发生变化。随温度、膜厚而发生变化。随温度、膜厚而发生变化。随温度、膜厚而发生变化。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 金属掺杂会引起金属氧化膜结构及组成的变化，改变金属的金属掺杂会引起金属氧化膜结构及组成的变化，改变金属的金属掺杂会引起金属氧化膜结构及组成的变化，改变金属的金属掺杂会引起金属氧化膜结构及组成的变化，改变金属的腐蚀行为。腐蚀行为。腐蚀行为。腐蚀行为。 N N型氧化物型氧化物型氧化物型氧化物存在阴离子空穴，加入高价态的掺杂金属会减少存在阴离子空穴，加入高价态的掺杂金属会减少存在阴离子空穴，加入高价态的掺杂金属会减少存在阴离子空穴，加入高价态的掺杂金属会减少阴离子空穴数目，金属的氧化速率会减小；相反加入低价态的掺阴离子空穴数目，金属的氧化速率会减小；相反加入低价态的掺阴离子空穴数目，金属的氧化速率会减小；相反加入低价态的掺阴离子空穴数目，金属的氧化速率会减小；相反加入低价态的掺杂金属会使阴离子空穴数目增加，金属的氧化速率会增大；杂金属会使阴离子空穴数目增加，金属的氧化速率会增大；杂金属会使阴离子空穴数目增加，金属的氧化速率会增大；杂金属会使阴离子空穴数目增加，金属的氧化速率会增大； P P型氧化物型氧化物型氧化物型氧化物存在阳离子空穴，加入低价态的掺杂金属会使阳存在阳离子空穴，加入低价态的掺杂金属会使阳存在阳离子空穴，加入低价态的掺杂金属会使阳存在阳离子空穴，加入低价态的掺杂金属会使阳离子空穴减少，金属的氧化速率会减小；相反加入高价态的掺杂离子空穴减少，金属的氧化速率会减小；相反加入高价态的掺杂离子空穴减少，金属的氧化速率会减小；相反加入高价态的掺杂离子空穴减少，金属的氧化速率会减小；相反加入高价态的掺杂金属会使阳离子空穴数目增加，金属的氧化速率会增大。金属会使阳离子空穴数目增加，金属的氧化速率会增大。金属会使阳离子空穴数目增加，金属的氧化速率会增大。金属会使阳离子空穴数目增加，金属的氧化速率会增大。 二、合金成分对氧化膜形成的影响二、合金成分对氧化膜形成的影响我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点一、碳钢的脱碳和氢腐蚀反应一、碳钢的脱碳和氢腐蚀反应 除氧气外，石油化工生产中还会经常遇到H2O、CO2、SO2、H2S、H2、Cl2等气体对金属材料的腐蚀，会形成碳化膜、硫化膜、氮化膜、卤化膜等等。 2.3 2.3 其它气体对金属的化学腐蚀其它气体对金属的化学腐蚀 碳钢的主体成分是铁素体铁素体FeFe和渗碳体渗碳体FeFe3 3C C。铁素体为立方晶格的纯铁Fe。 脱碳：脱碳：由于Fe3C对钢的性能影响很大，Fe3C含量的减少将使钢的碳含量降低，致使钢铁表面硬度减小，疲劳极限降低，此现象称为碳钢的脱碳碳钢的脱碳。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 碳钢的氢脆：碳钢的氢脆：碳钢的氢脆：碳钢的氢脆：H H2 2HH原子原子渗入碳钢内部形成渗入碳钢内部形成H H2 2或渗入碳钢或渗入碳钢内部的空穴生成内部的空穴生成CHCH4 4形成碳钢的氢鼓泡、氢脆断裂形成碳钢的氢鼓泡、氢脆断裂 碳钢发生脱碳和氢腐蚀反应后，抗拉强度碳钢发生脱碳和氢腐蚀反应后，抗拉强度 、机械强度、机械强度 、延、延展性展性 、蠕变速度、蠕变速度 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点HH2 2S S和含硫气体在高温下可在金属表面生成硫化物膜。和含硫气体在高温下可在金属表面生成硫化物膜。NiNi及及及及NiNi合金对合金对合金对合金对HH2 2S S和含硫气体在高温下特别敏感，这种腐蚀和含硫气体在高温下特别敏感，这种腐蚀和含硫气体在高温下特别敏感，这种腐蚀和含硫气体在高温下特别敏感，这种腐蚀往往带有灾难性。往往带有灾难性。往往带有灾难性。往往带有灾难性。液态硫化物迅速进入金属晶界，从而使金属碎液态硫化物迅速进入金属晶界，从而使金属碎裂。但铁基合金、裂。但铁基合金、CrCr合金在这种环境下耐蚀性较高。合金在这种环境下耐蚀性较高。银与大气中的硫的化合物反应生成黑色的硫化银覆盖层，该银与大气中的硫的化合物反应生成黑色的硫化银覆盖层，该覆盖层质软，极易磨损破坏。覆盖层质软，极易磨损破坏。硫化物膜厚度较大，可达几十硫化物膜厚度较大，可达几十nmnm，会使得，会使得CuCu、AgAg等金属表等金属表面变暗。面变暗。 二、二、H H2 2S S和含硫气体（和含硫气体（S S蒸气、蒸气、SOSO2 2）中的腐蚀）中的腐蚀 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点本章小结本章小结化学腐蚀热力学化学腐蚀热力学氧化膜的保护作用氧化膜的保护作用化学腐蚀动力学化学腐蚀动力学碳钢的脱碳碳钢的脱碳我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 金属作为一个整体是电中性的。当金属与溶液接触时，由于其具有自发腐蚀的倾向，金属作为一个整体是电中性的。当金属与溶液接触时，由于其具有自发腐蚀的倾向，金属作为一个整体是电中性的。当金属与溶液接触时，由于其具有自发腐蚀的倾向，金属作为一个整体是电中性的。当金属与溶液接触时，由于其具有自发腐蚀的倾向，金属就会变成离子进入溶液，留下相应的电子在金属表面上，结果使得金属表面带金属就会变成离子进入溶液，留下相应的电子在金属表面上，结果使得金属表面带金属就会变成离子进入溶液，留下相应的电子在金属表面上，结果使得金属表面带金属就会变成离子进入溶液，留下相应的电子在金属表面上，结果使得金属表面带负电，而与金属表面相接触的溶液带正电。这就使得在电极材料与溶液之间的相界负电，而与金属表面相接触的溶液带正电。这就使得在电极材料与溶液之间的相界负电，而与金属表面相接触的溶液带正电。这就使得在电极材料与溶液之间的相界负电，而与金属表面相接触的溶液带正电。这就使得在电极材料与溶液之间的相界区不同于电极材料或溶液本身，该相界区通常称为双电层。区不同于电极材料或溶液本身，该相界区通常称为双电层。区不同于电极材料或溶液本身，该相界区通常称为双电层。区不同于电极材料或溶液本身，该相界区通常称为双电层。 双电层理论：金属电极和电解质溶液界面上，存在大小相等、电荷相反的电荷层。双电层理论：金属电极和电解质溶液界面上，存在大小相等、电荷相反的电荷层。双电层理论：金属电极和电解质溶液界面上，存在大小相等、电荷相反的电荷层。双电层理论：金属电极和电解质溶液界面上，存在大小相等、电荷相反的电荷层。 一、双电层理论一、双电层理论第三章第三章 电化学腐蚀原理电化学腐蚀原理 实际上，腐蚀过程大都是电化学过程，所以了解电化学学科是十分重要的。金属金属水化作用强水化作用强Zn、Fe、Cd、Mg等活泼金属等活泼金属金属金属离子进入晶体点阵离子进入晶体点阵Au、Ag、Cu、Pt等不活泼金属等不活泼金属我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点水化作用水化作用水化作用水化作用就是金属离子与水的作用力较强，大于金属离子与电子的价键力，从而形成就是金属离子与水的作用力较强，大于金属离子与电子的价键力，从而形成水合离子：水合离子： MMn n+m mH H2 2OMOMn+n+ m mH2OH2O由于双电层的建立，使金属与溶液之间产生了电位差。这种电位差就叫由于双电层的建立，使金属与溶液之间产生了电位差。这种电位差就叫电极电位电极电位电极电位电极电位。随着时间的推移，进入溶液的离子越来越多，留在表面的电子也越来越多，由于电子对随着时间的推移，进入溶液的离子越来越多，留在表面的电子也越来越多，由于电子对离子的吸引力，金属的离子化倾向愈来愈困难，最后达到平衡。此时就有一个不变的电离子的吸引力，金属的离子化倾向愈来愈困难，最后达到平衡。此时就有一个不变的电位值，称为位值，称为平衡电位平衡电位平衡电位平衡电位。腐蚀领域中常见的电极有下面腐蚀领域中常见的电极有下面腐蚀领域中常见的电极有下面腐蚀领域中常见的电极有下面3 3种：种：种：种： (1)(1)金属电极：金属电极：金属电极：金属电极：金属在含有自己离子的溶液中构成的电极称为金属电极。例如，铜电极金属在含有自己离子的溶液中构成的电极称为金属电极。例如，铜电极CuCu2+2+|Cu|Cu、锌电极、锌电极ZnZn2+2+|Zn|Zn。(2)(2)气体电极：气体电极：气体电极：气体电极：金属在含有气体和气体离子的溶液中构成的电极称为气体电极。例如，氢金属在含有气体和气体离子的溶液中构成的电极称为气体电极。例如，氢电极（电极（H H+ +|Pt|Pt(1(1个大气压个大气压) )）、氧电极、氯电极等。）、氧电极、氯电极等。(3)(3)氧化还原电极：氧化还原电极：氧化还原电极：氧化还原电极：在金属在金属- -溶液界面上只有电子可以迁移和交换的金属电极称为氧化还溶液界面上只有电子可以迁移和交换的金属电极称为氧化还原电极。原电极。氧化还原电极通常为惰性金属在含氧化剂或还原剂的溶液中所构成的电极。氧化还原电极通常为惰性金属在含氧化剂或还原剂的溶液中所构成的电极。氧化还原电极通常为惰性金属在含氧化剂或还原剂的溶液中所构成的电极。氧化还原电极通常为惰性金属在含氧化剂或还原剂的溶液中所构成的电极。如如将铂浸入三氯化铁溶液中，则将铂浸入三氯化铁溶液中，则FeFe3+3+离子将从铂表面取得电子而还原成离子将从铂表面取得电子而还原成FeFe2+2+离子。此电极可离子。此电极可表示为表示为 FeFe2+2+，FeFe3+3+|Pt|Pt。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点1. 1. 1. 1. 平衡电位平衡电位平衡电位平衡电位Equilibrium Electrode PotentialEquilibrium Electrode PotentialEquilibrium Electrode PotentialEquilibrium Electrode Potential（可逆电位）：（可逆电位）：（可逆电位）：（可逆电位）： 可逆电极的电极反应处于热力学平衡状态时的电位。可逆电极的电极反应处于热力学平衡状态时的电位。可逆电极的电极反应处于热力学平衡状态时的电位。可逆电极的电极反应处于热力学平衡状态时的电位。系统无净电流通过。如金属浸入系统无净电流通过。如金属浸入含有同种金属离子的溶液中。含有同种金属离子的溶液中。 平衡电位可用能斯特方程计算：平衡电位可用能斯特方程计算：平衡电位可用能斯特方程计算：平衡电位可用能斯特方程计算：二、平衡电位与稳态电位二、平衡电位与稳态电位2. 2. 2. 2. 稳态电位：稳态电位：稳态电位：稳态电位：不可逆电极在无电流通过时最后达到的稳定电位。不可逆电极在无电流通过时最后达到的稳定电位。不可逆电极在无电流通过时最后达到的稳定电位。不可逆电极在无电流通过时最后达到的稳定电位。金属浸入不含有同种金属浸入不含有同种金属离子的溶液中。金属离子的溶液中。其只能用实验测得。其只能用实验测得。其只能用实验测得。其只能用实验测得。稳态电位越负的金属，越易腐蚀。稳态电位越负的金属，越易腐蚀。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点1. 1. 1. 1. 标准电极电位标准电极电位标准电极电位标准电极电位Standard Electrode PotentialStandard Electrode PotentialStandard Electrode PotentialStandard Electrode Potential：所有反应物、反应产物的活度所有反应物、反应产物的活度( (或逸或逸度度) )都为都为1 1、气体分压、气体分压101.325kPa101.325kPa、2525时的可逆电极的平衡电位。时的可逆电极的平衡电位。 参考电极用标准氢半电池，其电位规定为参考电极用标准氢半电池，其电位规定为0 0。 在标准状态下，某电极与标准氢电极组成原电池，所测得的电动势称为该电极的氢在标准状态下，某电极与标准氢电极组成原电池，所测得的电动势称为该电极的氢标电极电位，简称标电极电位，简称电极电位电极电位电极电位电极电位。电极电位的正负代表相对参考电极电位的高低。电极电位的正负代表相对参考电极电位的高低。 标准电位序：标准电位序：标准电位序：标准电位序：将各种金属的标准电极电位按由小到大的顺序所排成序列。将各种金属的标准电极电位按由小到大的顺序所排成序列。三、标准电位序和腐蚀电位序三、标准电位序和腐蚀电位序我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 标准电位序反映了金属的活泼性、耐腐蚀性，是它的热力学倾向性大小的标准电位序反映了金属的活泼性、耐腐蚀性，是它的热力学倾向性大小的标准电位序反映了金属的活泼性、耐腐蚀性，是它的热力学倾向性大小的标准电位序反映了金属的活泼性、耐腐蚀性，是它的热力学倾向性大小的反映，不能反映它的动力学特性，即腐蚀速率的大小。反映，不能反映它的动力学特性，即腐蚀速率的大小。反映，不能反映它的动力学特性，即腐蚀速率的大小。反映，不能反映它的动力学特性，即腐蚀速率的大小。例如从标准电位序例如从标准电位序看铝的稳定性低于锌，但是在大气或其他一些介质中，铝开始腐蚀速度很看铝的稳定性低于锌，但是在大气或其他一些介质中，铝开始腐蚀速度很大，但很快会在表面生成具有保护性的膜，而使其腐蚀速度降低，所以在大，但很快会在表面生成具有保护性的膜，而使其腐蚀速度降低，所以在这些介质中，铝的腐蚀速度比锌低。这些介质中，铝的腐蚀速度比锌低。 标准电位序中，电位越负的金属，越活泼，越易腐蚀，越易发生氧化反应标准电位序中，电位越负的金属，越活泼，越易腐蚀，越易发生氧化反应而遭受腐蚀；电位越正的金属，越不活泼，越耐腐蚀。电位低于氢电位的而遭受腐蚀；电位越正的金属，越不活泼，越耐腐蚀。电位低于氢电位的金属通常称为负电性金属，它的标准电极电位为负值；电位高于氢电位的金属通常称为负电性金属，它的标准电极电位为负值；电位高于氢电位的金属称为正电性金属，它的标准电极电位为正值。金属称为正电性金属，它的标准电极电位为正值。 标准电极电位是在标准状态下、且溶液中只含自身离子的情况下建立的标准电极电位是在标准状态下、且溶液中只含自身离子的情况下建立的标准电极电位是在标准状态下、且溶液中只含自身离子的情况下建立的标准电极电位是在标准状态下、且溶液中只含自身离子的情况下建立的，而在实际中这种腐蚀体系是很少见的，并且工程上使用的金属多为合金，而在实际中这种腐蚀体系是很少见的，并且工程上使用的金属多为合金，对于含有两种或两种以上组分的合金来说，要建立它的平衡电极电位是不对于含有两种或两种以上组分的合金来说，要建立它的平衡电极电位是不可能的，所以标准电位序的使用范围是有限的。可能的，所以标准电位序的使用范围是有限的。 实际中，由于腐蚀介质发生变化时，金属的电极电位序也跟着发生改实际中，由于腐蚀介质发生变化时，金属的电极电位序也跟着发生改变。因此，要比较准确的去判断金属在某种介质条件下发生腐蚀的倾向性变。因此，要比较准确的去判断金属在某种介质条件下发生腐蚀的倾向性大小，就必须使用该条件下的腐蚀电位序。大小，就必须使用该条件下的腐蚀电位序。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点2.2.2.2.腐蚀电位：金属在特定的腐蚀介质中的稳态电位。腐蚀电位：金属在特定的腐蚀介质中的稳态电位。腐蚀电位：金属在特定的腐蚀介质中的稳态电位。腐蚀电位：金属在特定的腐蚀介质中的稳态电位。腐蚀电位对于研究腐蚀极为重要，而在实验室或现场测量腐蚀电位也都不难。腐蚀电位对于研究腐蚀极为重要，而在实验室或现场测量腐蚀电位也都不难。参见下图：参见下图：我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点腐蚀电位序：腐蚀电位序：腐蚀电位序：腐蚀电位序：将各种金属在某种介质中的稳态电位按由小到大的顺序排列构成腐蚀将各种金属在某种介质中的稳态电位按由小到大的顺序排列构成腐蚀电位序。电位序。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点腐蚀电位序的作用：腐蚀电位序的作用：腐蚀电位序的作用：腐蚀电位序的作用：预测在实际条件下发生腐蚀的行为。预测在实际条件下发生腐蚀的行为。 腐蚀介质发生变化，金属的电极电位序也会跟着发生改变，如在标准电位序中，腐蚀介质发生变化，金属的电极电位序也会跟着发生改变，如在标准电位序中，AlAl为为-1.66v-1.66v， ZnZn为为-0.76v-0.76v，AlAl较较ZnZn活泼，易发生腐蚀；而将这两种金属都浸入活泼，易发生腐蚀；而将这两种金属都浸入3%3%的的NaClNaCl溶液中时，溶液中时，AlAl为为-0.63v-0.63v，ZnZn为为-0.83 v-0.83 v，ZnZn较较AlAl活泼，易发生腐蚀。可见，活泼，易发生腐蚀。可见，腐蚀腐蚀腐蚀腐蚀环境发生变化，金属的耐腐蚀性能就有可能发生逆转。环境发生变化，金属的耐腐蚀性能就有可能发生逆转。环境发生变化，金属的耐腐蚀性能就有可能发生逆转。环境发生变化，金属的耐腐蚀性能就有可能发生逆转。腐蚀电位序能为我们在特定的腐蚀电位序能为我们在特定的腐蚀环境下正确选择合适的材料具有十分重要的指导意义。腐蚀环境下正确选择合适的材料具有十分重要的指导意义。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点四、电化学腐蚀的热力学判据四、电化学腐蚀的热力学判据我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点五、腐蚀原电池五、腐蚀原电池原电池： 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点腐蚀原电池：腐蚀原电池：腐蚀原电池：腐蚀原电池：电位不同的电极在电解质溶液中构成腐蚀原电池。电位不同的电极在电解质溶液中构成腐蚀原电池。电位不同的电极在电解质溶液中构成腐蚀原电池。电位不同的电极在电解质溶液中构成腐蚀原电池。腐蚀原腐蚀原电池就是一个不对外做功的短路原电池，是发生在离子导体相和电子导体两电池就是一个不对外做功的短路原电池，是发生在离子导体相和电子导体两相间的电化学反应。相间的电化学反应。腐蚀原电池分为腐蚀原电池分为腐蚀宏电池腐蚀宏电池和和腐蚀微电池腐蚀微电池。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点腐蚀宏电池腐蚀宏电池是指人们眼睛可以看得到电极的原电池，短时间内可产生明显的是指人们眼睛可以看得到电极的原电池，短时间内可产生明显的局部腐蚀。局部腐蚀。1. 1. 1. 1. 异金属接触电池：异金属接触电池：异金属接触电池：异金属接触电池：当两种具有不同电极电位的金属互相接触或用导线连接起当两种具有不同电极电位的金属互相接触或用导线连接起来，并处于电解质溶液中时，便形成了这种电池，它也叫来，并处于电解质溶液中时，便形成了这种电池，它也叫腐蚀电偶腐蚀电偶腐蚀电偶腐蚀电偶。2. 2. 2. 2. 浓差电池：浓差电池：浓差电池：浓差电池：当同一种金属不同部位所接触的介质浓度不同时，便可形成浓差当同一种金属不同部位所接触的介质浓度不同时，便可形成浓差电池。最常见的有下面两种：电池。最常见的有下面两种：我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点(1)(1)氧浓差电池氧浓差电池( (又称充气差异电池又称充气差异电池) ) 由于电解质溶液中氧的浓度不同而形成的由于电解质溶液中氧的浓度不同而形成的腐蚀电池。例如，地下管网、海水中的钻井平台等。在工程中，由这种电池引腐蚀电池。例如，地下管网、海水中的钻井平台等。在工程中，由这种电池引起的腐蚀较普遍且危害性很大。气液交界部分要比紧靠液面以下的部分腐蚀得起的腐蚀较普遍且危害性很大。气液交界部分要比紧靠液面以下的部分腐蚀得轻微。再如置于静止的水中的铁桩，常发现其埋在砂土中腐蚀的程度比在水中轻微。再如置于静止的水中的铁桩，常发现其埋在砂土中腐蚀的程度比在水中部分的严重。部分的严重。 富氧区：富氧区： 高、电位高、为+极、该电极发生还原反应，为阴极，该部位的金属受到保护；贫氧区：贫氧区： 低、电位低、为-极、该电极发生氧化反应，为阳极，该部位的金属遭到腐蚀。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点氧浓差电池实例 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点(2)(2)盐浓差电池：盐浓差电池：这种电池是金属与浓度不同的盐接触时形成的电池。在这种电这种电池是金属与浓度不同的盐接触时形成的电池。在这种电池中，金属与稀溶液接触的部位是阳极，与浓溶液接触的部位是阴极。池中，金属与稀溶液接触的部位是阳极，与浓溶液接触的部位是阴极。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3. 3. 3. 3. 温差电池：温差电池：温差电池：温差电池：浸在电解液中的金属，由于所处于温度的不同而形成的电池为温浸在电解液中的金属，由于所处于温度的不同而形成的电池为温差电池。它常常发生在换热器、蒸发器两端温差较大的部位。差电池。它常常发生在换热器、蒸发器两端温差较大的部位。 高温端：高温端：高温端：高温端：电位低、为电位低、为- -极、该电极发生氧化反应，为阳极，该部位的金属遭极、该电极发生氧化反应，为阳极，该部位的金属遭到腐蚀；到腐蚀； 低温端：低温端：低温端：低温端：电位高、为电位高、为+ +极、该电极发生还原反应，为阴极，该部位的金属受极、该电极发生还原反应，为阴极，该部位的金属受到保护。到保护。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点腐蚀微电池腐蚀微电池是指阴、阳极很小，须从微观上分的原电池。是指阴、阳极很小，须从微观上分的原电池。 形成腐蚀微电池的原因：形成腐蚀微电池的原因：形成腐蚀微电池的原因：形成腐蚀微电池的原因：金属表面上电化学的不均匀性，造成区域电极电金属表面上电化学的不均匀性，造成区域电极电位差异。具体如下：位差异。具体如下：化学组成上的不均匀性：化学组成上的不均匀性：化学组成上的不均匀性：化学组成上的不均匀性：纯的金属冶炼技术要求非常高，但使用面较窄。工纯的金属冶炼技术要求非常高，但使用面较窄。工业用的金属或合金常含有各种杂质，有时为了提高金属的力学或物理性能会业用的金属或合金常含有各种杂质，有时为了提高金属的力学或物理性能会人为添加某些微量金属或非金属元素。人为添加某些微量金属或非金属元素。组织结构上的不均匀性组织结构上的不均匀性组织结构上的不均匀性组织结构上的不均匀性：如晶格缺陷、位错、晶粒与晶界、同种金属晶型的：如晶格缺陷、位错、晶粒与晶界、同种金属晶型的混杂、不同金属晶型的混杂、凝固时发生偏析等；混杂、不同金属晶型的混杂、凝固时发生偏析等；物理状态的不均匀性物理状态的不均匀性物理状态的不均匀性物理状态的不均匀性：金属基体的电极电位：金属基体的电极电位 阳, 原电池对外输出电位差E=阴-阳；对于腐蚀原电池，极化原电池对外做功的本领大大下降，腐蚀速率。也就是说，极化有利于金属的电化学防护，但不利于原电池放电极化有利于金属的电化学防护，但不利于原电池放电。用初始电位计算得到的腐蚀速率要比实际腐蚀速率达几十倍、甚至几百倍。这就是极化的影响作用。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点Rn+阳极阴极+极极Mn+ + + + + +eeeeeeeee腐蚀原电池腐蚀原电池iiii原电池电极的极化曲线原电池电极的极化曲线阳阳0阴0阴极过电位阳极过电位corr阴IImax我们来看电位极化图，其中电流强度通过外接电阻R调节。开路时，相当于R，I=0；随R R，腐蚀原电池的电位差E，电流I，极化作用加强。随着极化程度的提高，阴阳极彼此极化到同一电位，这一点为阴阳两电极极化曲线的趋势交点，称作腐蚀电位corr，交点处所对应的电流称作理论最大腐蚀电流Imax。 腐蚀电位腐蚀电位corr(CorrosionCorrosion Potential Potential)：金属材料在特定的腐蚀环境中自发建立的稳定的电极电位。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点(1)对于电解池：阳阴，原电极会对外电源构成反电动势反电动势。极化后要维持正常的电解，必须施加更大的外加电压，能耗。极化不利于电解池极化不利于电解池 ！我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3.3.影响极化大小的主要因素：影响极化大小的主要因素：电极材料、表面粗糙度、电流密度、溶液组成、浓度、温度等。. .去极化作用去极化作用DepolarizationDepolarization：用物理或化学的方法消除或降低极化的现象。5.5.去活化作用：去活化作用：从腐蚀介质中除去活化剂的过程。例如，从水中除去溶解氧、提高pH值。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点阳极去极化加速氧化反应，阴极去极化加速还原反应。所以，阳极去极化加速氧化反应，阴极去极化加速还原反应。所以，去极化会导致加速腐蚀。去极化会导致加速腐蚀。6.6.金属的钝化与阳极保护法：金属的钝化与阳极保护法： 金属的钝化金属的钝化PassivationPassivation：腐蚀过程中，阳极过程受到剧烈的阻滞作用，金属的腐蚀速率急剧下降，金属表面由活化态转变为钝化态的过程。 钝化的特征：钝化的特征： 金属的电极电位向正值方向移动； 钝化只发生在金属表面； 腐蚀速率显著降低。 钝化的目的：钝化的目的：提高金属、合金的耐腐蚀性。如在铁中加入Cr、Ni、Al等研制成不锈钢和耐热钢。 金属钝化的难易程度：金属钝化的难易程度：与所采用的钝化剂、金属本性、温度等有关。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 金属的钝化分为电化学钝化和化学钝化。金属的钝化分为电化学钝化和化学钝化。 （1 1）化学钝化：）化学钝化：由溶液中某些钝化剂的化学作用引起的钝化，也叫自钝自钝化化。如铁在室温下、浓硝酸中的钝化；Mg在HF酸中的钝化。 （2 2）电化学钝化：）电化学钝化：采用外加阳极电流外加阳极电流的方法，使金属由活化状态转变为钝化状态的现象，也叫阳极钝化、阳极保护法阳极钝化、阳极保护法。按电化学钝化的难易程度由易到难排列：TiAl不锈钢CrBe(铍)MoMgNiCoFeMnZn阳极面积，是有害的电极面积比例3. 阴极电位=阳极电位=腐蚀电位3. 阴极电位阳极电位4. 腐蚀发生在整个金属表面4. 腐蚀集中在局部区域，在腐蚀周围区域由于电子流入而使阴极极化，形成阴极保护5. 腐蚀产物具有保护作用（全面覆盖）5. 腐蚀产物无保护作用我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点二、局部腐蚀（二、局部腐蚀（local corrosionlocal corrosion） 局部腐蚀：局部腐蚀：局部腐蚀：局部腐蚀：腐蚀破坏主要集中在金属的某些局部区域，而其他部分腐蚀很腐蚀破坏主要集中在金属的某些局部区域，而其他部分腐蚀很轻或几乎未受腐蚀。局部腐蚀过程中，阴极区域和阳极区域是分开的，通常阴轻或几乎未受腐蚀。局部腐蚀过程中，阴极区域和阳极区域是分开的，通常阴极区面积相对较大，阳极区面积很小，结果使腐蚀高度集中在局部位置，腐蚀极区面积相对较大，阳极区面积很小，结果使腐蚀高度集中在局部位置，腐蚀强度大，其危害性比均匀腐蚀大得多（如在化工设备的腐蚀损害中，强度大，其危害性比均匀腐蚀大得多（如在化工设备的腐蚀损害中，7070以上以上是局部腐蚀造成的）。是局部腐蚀造成的）。局局部部腐腐蚀蚀局局部部腐腐蚀蚀电电电电偶偶偶偶腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀 缝缝缝缝隙隙隙隙腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀 选选选选择择择择性性性性腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀 腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀疲疲疲疲劳劳劳劳应应应应力力力力腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀 孔孔孔孔蚀蚀蚀蚀 晶晶晶晶间间间间腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀 氢氢氢氢损损损损伤伤伤伤 磨磨磨磨损损损损腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点1. 1. 电偶腐蚀电偶腐蚀 （1 1）定义：）定义：一种金属与另一种电位不同电位不同的金属或非金属导体金属或非金属导体发生电接触电接触形成电偶对电偶对，而在腐蚀介质中所引起的电位较负的金属腐蚀加剧现象。 电位较负的金属（活泼金属）做阳极，发生阳极溶解，电位较正的金属（不活泼金属、耐蚀性较高的金属）做阴极。电化学腐蚀中，由于发生了电极的极化而使阳极电位更正，加速了阳极腐蚀；阴极得到电子后电位更负，形成阴极保护，阴极腐蚀很小或完全不腐蚀。 工程中，采用不同金属连接不可避免。 实例：热交换器的铜管与碳钢花板相连部分构成电偶腐蚀。铜板用钢铆钉。制氢气的化学实验中，用粗锌，或者加入铁粒，会使氢气产生剧烈。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点(2)特征:主要发生在两种金属相互接触的区域附近,而在较远处腐蚀的程度相对要轻得多如果这两种金属结合的不很紧密,还会受到缝隙腐蚀的破坏作用(3)发生电偶腐蚀的三要素: a.存在两种电位不同的金属(或者一种金属与另一种非金属导体); b.存在腐蚀溶液; c.要相互直接接触或通过导线相连。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 电偶序电偶序：腐蚀电位序在电偶腐蚀中就叫电偶序。电偶腐蚀中，电偶对的电：腐蚀电位序在电偶腐蚀中就叫电偶序。电偶腐蚀中，电偶对的电位差越大，发生电偶腐蚀的可能性越大，腐蚀速率越快。位差越大，发生电偶腐蚀的可能性越大，腐蚀速率越快。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（4） 影响电偶腐蚀的因素：影响电偶腐蚀的因素：材质（包含了电偶序）、电解质溶液材质（包含了电偶序）、电解质溶液（组成、（组成、pH值、均匀性（搅拌）、电阻）、温度、阴阳极面积比例等。值、均匀性（搅拌）、电阻）、温度、阴阳极面积比例等。 大阴极小阳极组成的电偶对的腐蚀很具有破坏性，据报道，其腐蚀速率是相同大小阴阳极腐蚀速率的1001000倍。在实际中应尽量避免！（5）电偶腐蚀的控制）电偶腐蚀的控制 a. 一般，尽可能采用同一种金属材料。一般，尽可能采用同一种金属材料。在必须采用不同金属接触的场合，应尽量选择电偶序相近的金属材料。 b. 避免大阴极小阳极这种电偶腐蚀十分厉害的面积比例。避免大阴极小阳极这种电偶腐蚀十分厉害的面积比例。 c. 在不同的金属之间采取绝缘措施。在不同的金属之间采取绝缘措施。如，绝缘垫片、绝缘漆、绝缘连接管等。 d. 采用合适的油漆涂层或金属镀层。采用合适的油漆涂层或金属镀层。采用涂层防腐时，若只将涂料覆盖在活泼的阳极金属表面，万一涂层被破坏，就会形成大阴极小阳极局面，加速腐蚀破坏。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 阳极性镀层阳极性镀层anodic coating:anodic coating:比基体金属的电极电位更负的金属镀层。如钢上镀Zn、Cd。当阳极性镀层存在微孔时，基体金属得到保护。 阴极性镀层阴极性镀层cathodiccathodic coating: coating:比基体金属的电极电位更正的金属镀层。如钢上镀Sn、Pb、Ni、Cr等。当阴极性镀层存在微孔时，基体金属就会遭到腐蚀。因此，阴极性镀层只有在保持完好时，才能起到保护作用。 e. 封闭体系中，可加入缓蚀剂防腐。封闭体系中，可加入缓蚀剂防腐。 f. 阴极保护法。阴极保护法。 以上几种方法，可以单独使用，也可联合使用，效以上几种方法，可以单独使用，也可联合使用，效果会更佳。果会更佳。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点人工骨及其连接件在人体内的电偶腐蚀！变形、断裂、磨损、失效！我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（2）缝隙腐蚀的好发地方：）缝隙腐蚀的好发地方： a.不同结构件之间的连接，如金属和金属之间的铆接、搭焊、螺纹联接，以及各种法兰盘之间的衬垫等金属和非金属之间的接触。垫片下、螺帽下、铆钉帽下的缝隙处。b.在金属表面的沉积物、附着物、涂膜等，如灰尘、泥沙、垢层覆盖区、沉积的腐蚀产物。2. 缝隙腐蚀缝隙腐蚀（1）定义：）定义：在金属之间或金属与覆盖物之间的缝隙(0.0250.1mm)中存在电解质溶液的情况下发生腐蚀加剧的现象。在工程结构中，一般需要将不同的结构件相互连接，因而缝隙是不可避免的。缝隙腐蚀将减小部件的有效几何尺寸，降低吻合程度。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（3）缝隙腐蚀的特征：）缝隙腐蚀的特征：a.可发生在所有的金属和合金上，特别容易发生在靠钝化耐蚀的金属材料表面。b.介质可以是任何酸性或中性的侵蚀性溶液，而含有Cl-的溶液最易引发缝隙腐蚀。c.与点蚀相比，同一种材料更容易发生缝隙腐蚀。（4）发生缝隙腐蚀的二要素：）发生缝隙腐蚀的二要素： a. 要有缝隙：要有缝隙：缝隙的宽度既能使溶液能够流入缝隙内，能容纳下足够多的电解质溶液，又要使电解质溶液保持滞流状态。一般发生缝隙腐蚀最敏感的缝隙宽度约为0.0250.15mm。 b. 电解质溶液中存在危害性的阴离子如电解质溶液中存在危害性的阴离子如ClCl- -等。等。（5）缝隙腐蚀机理）缝隙腐蚀机理缝内缺氧，缝外富氧，形成了“氧浓差电池氧浓差电池”。缝内金属溶解，产生过多的M+将诱发阴离子如阴离子如ClCl- -向缝内迁移、富集向缝内迁移、富集。随后缝内形成的金属盐的金属盐的水解导致缝内酸化水解导致缝内酸化，有些金属缝内pH值可下降到值可下降到23。于是隙缝内的金属表面状态就会与隙缝外的不同。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（6）缝隙腐蚀的影响因素：）缝隙腐蚀的影响因素：a. 缝宽：缝宽：对于隙缝腐蚀破坏有着十分重要的影响。缝宽影响隙缝内离子，如O2、阳极区溶解的金属离子Mn+、阴极区的离子的扩散速度。缝宽大小的影响：缝宽过小，进入的电解质溶液很少，离子扩散困难，腐蚀速率小；缝宽过大，缝内外离子交换容易，会发生均匀腐蚀。因此，缝宽要合适。缝隙腐蚀还与缝外面积有关。外部面积增大，缝内腐蚀增加。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 b. 腐蚀环境因素腐蚀环境因素 ： 溶液中溶解氧浓度溶液中溶解氧浓度溶氧浓度增加，缝外阴极还原反应更易进行，缝隙腐蚀加剧。溶液中溶液中Cl-浓度浓度Cl-浓度增加，电位负移，缝隙腐蚀加速。温度温度温度升高加速电极反应。在敞开系统的海水中，80达到最大腐蚀速度；高于80时，由于溶液溶氧能力下降，缝隙腐蚀速度下降。在含Cl-的介质中，各种不锈钢都存在临界缝隙腐蚀温度临界缝隙腐蚀温度(CCT)。在临界缝隙腐蚀温度，发生缝隙腐蚀几率增大，温度进一步提高，缝隙腐蚀更易产生并趋于严重。pH值值只要缝外金属保持钝态，pH值降低，缝隙腐蚀量增加。流速流速流速有正、反两个方面的作用。当流速适当增加时，增大了缝外溶液的氧含量，缝隙腐蚀加重；但对于由沉积物引起的缝隙腐蚀，流速加大，有可能将沉积物冲掉，因而使缝隙腐蚀减轻。 c. 材料因素材料因素耐缝隙腐蚀的能力因材料而异。Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效提高不锈钢的耐缝隙腐蚀性能，钝化膜的稳定性和再钝化能力。在含氯化物的水介质中，奥氏体不锈钢耐缝隙腐蚀的临界缝隙腐蚀温度要比临界孔蚀温度低20左右，可见缝隙腐蚀比孔蚀更易发生。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（7）缝隙腐蚀的预防与控制：）缝隙腐蚀的预防与控制：a. 合理设计合理设计 避免缝隙的形成，最能有效地预防缝隙腐蚀的发生。结构设计时，尽量避免狭缝结构，液体滞流区应能良好排出液体和清除沉积物。 b. 尽量用焊接代替铆接和螺栓连接、连续焊代替铆焊、或用胶接代替铆尽量用焊接代替铆接和螺栓连接、连续焊代替铆焊、或用胶接代替铆接，避免缝隙。接，避免缝隙。 c. 根据腐蚀介质，选用耐缝隙腐蚀的金属材料。根据腐蚀介质，选用耐缝隙腐蚀的金属材料。例如，在海水中哈司特镍合金(Hastelloy，镍基合金,耐蚀,耐热)、高铬钢、含镍铋、Ti合金。90Cu-10Ni(1.5Fe)、70Cu-30Ni(0.5Fe)、青铜和黄铜等Cu合金有优异的耐蚀性能。奥氏体高Ni铸铁、铸铁、碳钢表现良好。304、316、铁素体和马氏体不锈钢，、铁素体和马氏体不锈钢，以及以及 Ni-Cr合金易于发生缝隙腐蚀。合金易于发生缝隙腐蚀。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 d. 设备、管道、阀门等进行试压、试漏时，应用软水；之后要进行清洗、设备、管道、阀门等进行试压、试漏时，应用软水；之后要进行清洗、吹干，并采用适当的措施封存。吹干，并采用适当的措施封存。 e. 尽量选用非吸湿性的垫圈、垫片，而且尺寸要合适，设备停用时间较尽量选用非吸湿性的垫圈、垫片，而且尺寸要合适，设备停用时间较长时，应将湿的垫圈取下。长时，应将湿的垫圈取下。 f. 改变流体的流动状态或加速流体流动，减少污垢沉积；经常清洗污垢改变流体的流动状态或加速流体流动，减少污垢沉积；经常清洗污垢和沉积物。和沉积物。 g. 缓蚀剂缓蚀剂 采用足量的磷酸盐、铬酸盐和亚硝酸盐的混合物对钢、黄铜和Zn结构是有效的，也可以在结合面上涂加有缓蚀剂的油漆。 h. 电化学保护法。电化学保护法。阴极保护有助于减轻缝隙腐蚀，但并不能完全解决缝隙腐蚀问题，关键是能否有足够的电流达到缝内形成必须的保护电位。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3. 孔蚀孔蚀（1）定义：）定义：在金属表面上形成蚀点、蚀坑、蚀孔的局部腐蚀形态。因此，又叫坑蚀、点蚀。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点(2)孔蚀的特征孔蚀的特征: a. a. 孔蚀有时在金属表面很分散，有时较密集。孔蚀有时在金属表面很分散，有时较密集。每个蚀孔、蚀点都只局限于金属表面很小的范围内，一般孔表面直径等于或小于它的深度，并且它们有深入到金属内部的倾向，小而深的孔可使金属板穿孔，是造成石油、化工企业“跑、冒、滴、漏”的主要原因。 b. b. 蚀孔口多被腐蚀产物覆盖。蚀孔口多被腐蚀产物覆盖。 c. c. 孔蚀多发生于表面易生成钝化膜、保护膜的金属材料上、有阴极性镀孔蚀多发生于表面易生成钝化膜、保护膜的金属材料上、有阴极性镀层的金属表面。层的金属表面。孔蚀的腐蚀破坏高度集中，而且也是实践中最常遇到的局部腐蚀类型。如不锈钢、耐热钢、铝及铝合金、钛及钛合金等；镀有Cu、Ni、Sn等的碳钢。低合金钢在海水介质中发生的坑蚀，在酸洗时会发生孔蚀和隙缝腐蚀等。钝化膜的自修复能力不同。 d. d. 孔蚀发生在具有特殊离子（溶氧、活性阴离子）的腐蚀介质中。孔蚀发生在具有特殊离子（溶氧、活性阴离子）的腐蚀介质中。如，不锈钢对于卤素离子特别敏感，作用顺序为Cl-Br-I-，而F-离子会加速均匀腐蚀，而不会引起孔蚀。 e. e. 孔蚀一般不易于觉察，难于预测、检测、控制，其潜伏性、破坏性很孔蚀一般不易于觉察，难于预测、检测、控制，其潜伏性、破坏性很大。大。孔蚀通常有一个较长的诱导期，在诱导期内，目测一般根本看不到金属有什么变化。 f. f. 孔蚀往往从金属的一侧开始在另一侧逐步扩大而至于穿孔。孔蚀往往从金属的一侧开始在另一侧逐步扩大而至于穿孔。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点孔蚀的实例孔蚀的实例:豆食对铝锅的腐蚀。豆食对铝锅的腐蚀。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（3）孔蚀的机理）孔蚀的机理 : a. 孔蚀的孕育期孔蚀的孕育期蚀核的形成蚀核的形成孔蚀的初始阶段称为孕育期。表面金属由于发生机械损伤、晶格缺陷，如晶格移位、晶格缺陷，炉灰、渣灰等杂物，使得金属表面上的这些部位的钝化膜遭到破坏，形成2030m小蚀孔，成为蚀核。孕育期的长短取决于介质中Cl-离子的浓度、pH值及金属的纯度等，一般时间较长。b.蚀核的生长蚀核的生长无论从理论上或在实验上都证明，孔核有一个临界半径。当孔核的半径小于临界半径时，这个孔核可能再钝化而“死亡”。但一旦孔核的半径成长到大于临界半径时，这个孔核就不可能再钝化而死亡，蚀核长大到一定尺寸便形成蚀孔。蚀孔内金属处于活化状态，电位较负，作阳极。蚀孔外金属仍处于钝化状态，电位较正，作阴极。这样就构成了活化活化-钝化腐蚀电池钝化腐蚀电池。该电池的特点是：大阴极、小阳极的面积结构。阳极电流密度很大，蚀孔向纵深方向发展；而阴极由于电极极化的阴极保护作用而受到保护。还由于：1氧浓差电池。2阳极腐蚀产物的水解而使蚀孔内pH大大降低，而加速了腐蚀。总之，孔蚀是化学作用与电化学作用共同作用的结果。总之，孔蚀是化学作用与电化学作用共同作用的结果。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点c.孔蚀的再钝化孔蚀的再钝化蚀孔内的金属有可能再度钝化（自修复），其和蚀孔的形态有很大的关系：其中半圆形、盆碟型的愈合的可能性较大；而倒气泡型、裂隙型的愈合的可能性较小。（4） 孔蚀的控制与防护孔蚀的控制与防护 a. 选择耐孔蚀的合金。选择耐孔蚀的合金。如Cr、Mo、Ni的不锈钢、Ti合金等；但越易钝化的金属，对孔蚀越敏感。 b. 提高表面的光洁度和清洁度；提高表面的光洁度和清洁度； c. 进行合适的热处理进行合适的热处理，如回火、退火、固溶处理等；d. 电化学保护：电化学保护：外加阴极的阴极保护法。 e. 改善孔蚀的腐蚀介质条件。改善孔蚀的腐蚀介质条件。如大大降低Cl-的浓度、提高pH值、降低温度、加强搅拌、通气等；加入缓蚀剂，如NaNO3、NaNO2、Na2CrO4、K2Cr2O7、Na2SO4、NaOH等。如抑制18-8不锈钢发生孔蚀作用的阴离子的作用顺序：OH-NO3-SO42-ClO42-；抑制Al发生孔蚀作用的阴离子的作用顺序：NO3-CrO42-SO42- f. 及时清除和剥离腐蚀产物。及时清除和剥离腐蚀产物。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点4. 晶间腐蚀晶间腐蚀 Intercrystalline Corrosion （1）定义：）定义：金属在腐蚀介质中沿晶界区晶界区进行的一种局部腐蚀形态。腐蚀由表面沿晶界深入内部，外表看不出迹象，但用金相显微镜观察可看出，晶界呈现网状腐蚀。这种腐蚀可使金属在表面上看不出有任何变化的情况下，丧失强度丧失强度，造成构件或设备的突然破坏。晶间腐蚀易发生在不锈钢镍合金、铝合金、镁合金等上。例如遭受这种腐蚀的不锈钢，表面看起来还很光亮，但经不起轻轻敲击便破碎成细粒。由于晶间腐蚀不易检查，所以设备的突然破坏，它的危害性很大。在受热情况下使用或焊接过程都会造成晶间腐蚀的问题。在应力和介质的共同作用下，以晶间腐蚀为起源，诱发晶间应力腐蚀，所以晶间腐蚀有时是应力腐蚀的先导。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点在通常腐蚀条件下，钝化合金组织中的晶界活性不大，但当它具有晶间腐蚀的敏感性时，晶间活性很大，即晶格粒与晶界之间存在着一定的电位差，这主要是合金在受热不当时，组织结构发生改变而引起的。所以晶间腐蚀是一种由组织电化学不均匀性引起的局部腐蚀蚀。此外晶界存在杂质时，在一定介质也也会引起晶间腐蚀。（2）发生晶间腐蚀的原因或机理：）发生晶间腐蚀的原因或机理：金属最稳定的结构是它特有的结晶点阵，晶界则是晶粒间的错接区，因而晶界是高能区，具有更强的化学活性，一般晶界比晶粒腐蚀得快一般晶界比晶粒腐蚀得快。若晶界明显活泼得多，就产生晶间腐蚀，在晶界或其附近产生局部腐蚀，晶粒本身腐蚀很轻微。这种腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱，严重时可使机械强度完全丧失。至于具体腐蚀原因和过程，则依不同的合金而异。（3）发生晶间腐蚀的条件：）发生晶间腐蚀的条件：金属或合金中含有杂质，如S、P、Si等，或第二相如碳化物、硫化物、相等沿晶界面析出。晶界面与晶内化学成分的差异，在特定腐蚀介质中形成腐蚀电池，晶界作阳极，晶粒作阴极，导致晶界发生溶解破坏。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（4）晶间腐蚀的特征：）晶间腐蚀的特征：金属表面还看不出有什么变化时晶间已经丧失结合力，使得金属材料的强度和塑性丧失。敲击时失去金属的清脆声，严重时一敲即碎，易造成突然事故。这种腐蚀的危害性最大。晶间腐蚀为奥氏体不锈钢（300系列）的主要腐蚀形式，这是由于晶界区域与晶内成分或应力有差别，引起晶界区域电极电位显著降低而造成的电极电位有显著差别所致。加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶间偏析，从而减轻了晶间腐蚀倾向。（5）工程实例：）工程实例：例如，18-8奥氏体不锈钢(18%Cr，8%Ni)（1Cr18Ni9Ti）加热到500800内，变得敏化，易于发生晶间腐蚀，几乎一致认为，奥氏体不锈钢晶间腐蚀的理论是基于晶界贫铬。普通的18-8不锈钢，一般含碳量为0.060.08。当含碳量约为0.02或更高时，在500800内，Cr23C6实际上不固溶，并从固体中沉淀出来，结果使晶界临近金属中的铬含量降低，贫铬区发生腐蚀。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（6）防止或减缓晶间腐蚀的措施：）防止或减缓晶间腐蚀的措施：a.选用抗晶间腐蚀的合金选用抗晶间腐蚀的合金;b.选择合适的热处理工艺和处理时间选择合适的热处理工艺和处理时间，如铝合金过时效处理；对具有晶间腐蚀倾向的铁素体不锈钢，如1Cr17在700800退火处理。 c.在确定焊接工艺，铝合金胶接及铣切工艺，回避在容易发生晶间腐蚀在确定焊接工艺，铝合金胶接及铣切工艺，回避在容易发生晶间腐蚀的温度下处理。的温度下处理。d.控制合金成分：控制合金成分：如控制奥氏体不锈钢中碳的含量到其晶间腐蚀碳的临界含量0.2%以下。提高Cr的含量，它能增加不锈钢抗晶间腐蚀的稳定性；当Cr含量较高时，可以允许较高的的碳含量。提高Ni的含量，它能增加奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀的敏感性。提高与碳亲和力大的Ti、Nb(铌)等的含量，可减少偏析的发生，减小发生晶间腐蚀的倾向。如含Ti、Nb的18-8不锈钢要在高温下使用，就需要在常规固溶处理固溶处理后，还要在850900保温14h的稳定化处理，然后空冷至室温，以充分生成TiC、NbC等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点5.选择性腐蚀选择性腐蚀（1）定义：）定义：合金中的一种或几种活泼金属组分优先优先受到腐蚀，而留下多孔多孔残骸体残骸体，而使得合金的机械强度机械强度大大降低，甚至于完全丧失的腐蚀现象。发生选择性腐蚀后，合金仍可能保持原状，但可能表面失泽、机械强度、延展性严重下降。（2）典型的例子：）典型的例子：黄铜的脱锌、灰口铸铁的石墨化等。 a.黄铜的脱锌：黄铜的脱锌：黄铜为Cu-Zn合金。加锌可提高铜的机械强度、耐冲蚀性能。但随着锌含量的提高，脱锌腐蚀及应力腐蚀开裂将变得严重。 黄铜的脱锌分为均匀脱锌和局黄铜的脱锌分为均匀脱锌和局部脱锌。部脱锌。含锌较高的黄铜在酸性介质中易发生均匀脱锌；含锌较低的黄铜在中性、碱性、弱酸性环境中易发生局部脱锌。预防：含65一般不会发生氢脆； 选材：选材：采用耐氢脆性合金，如高强度钢易产生氢脆，加入Ni、Mo等可减少氢脆敏感性；合金中加入Cr、Al、Mo等会在合金表面生成致密的保护膜，阻止氢的渗入；碳钢热处理生成球化碳结构，可提高抗氢脆性能；钢中的Bi、Pb、S、As都能促进氢脆。采用氢扩散率低的金属，如镍钢、镍基合金； 消除或减少腐蚀环境中的氢：消除或减少腐蚀环境中的氢：如在易发生析氢的密闭系统中，加入缓蚀剂以减少氢离子。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点c. 脱碳：脱碳：属化学腐蚀。在高温(205595)、高压下，渗入的氢原子与金属内碳组分发生化学反应，而导致金属强度下降，以致沿晶界开裂的现象。如，碳钢脱碳：脱碳，生成的CH4扩散能力很低，在晶界面附近聚集，形成局部高压，造成应力集中，产生裂纹，而导致金属发生破坏。温度降低后也会使钢材表面发生氢鼓泡。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点d. 氢腐蚀：氢腐蚀：属化学腐蚀。在高温(205595)、高压下，渗入的氢原子与金属内的合金组分发生化学反应，而导致金属强度下降，以致沿晶界开裂的现象。 氢腐蚀的对策：氢腐蚀的对策： 外部环境：TP 选材：采用耐氢腐蚀的合金。如碳钢在200以上就会发生氢腐蚀。向碳钢中加入一些易于形成碳化物的金属元素，如Cr、Mo、V、Nb等，加入2.0%Cr和0.5%Mo的碳钢在400也不发生氢腐蚀。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点本章小结：本章小结： 金属实际以哪种形式发生腐蚀破坏，这取决于金属的材金属实际以哪种形式发生腐蚀破坏，这取决于金属的材质、结构形式、具体的腐蚀环境、温度等。而且，金属的腐蚀质、结构形式、具体的腐蚀环境、温度等。而且，金属的腐蚀大多都不是一种腐蚀形式，而是多种腐蚀形式共同作用的结果。大多都不是一种腐蚀形式，而是多种腐蚀形式共同作用的结果。重要概念：重要概念： 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点第五章自然条件下的金属腐蚀第五章自然条件下的金属腐蚀 本章主要介绍金属在几种典型自然环境中的腐蚀规律。自然条件下的金属腐蚀不但造成了巨大的经济损失，而且对环境也有极大的破坏作用。本章通过研究各类典型材料在典型自然环境中的腐蚀规律，揭示自然环境中主要因素对典型材料的腐蚀作用机理，研究可用于在自然环境下的腐蚀监测、检测的新方法和新技术，并预测材料的行为。 1. 定义：定义：金属在大气自然环境下的腐蚀。非常普遍，其腐蚀总量占到总腐蚀量的50%以上。因此，研究大气腐蚀的机理、影响因素、制定有效的控制大气腐蚀的方法，具有十分重要的意义。2. 大气的组成：大气的组成：N2(70%)O2(23%)H2O(0.7%)CO2(0.04%)SO2等。一、大气腐蚀一、大气腐蚀 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3. 影响大气腐蚀的因素：影响大气腐蚀的因素： 大气环境质量：大气环境质量：主要区别是大气的组成差异。农村大气农村大气比较接近于自然大气；工业区大气工业区大气含有较多的腐蚀性气体，如SOx、H2S、HCl、Cl2、NO2、CO2、NH3，还含有工业粉尘等；海洋大气海洋大气湿度较大、盐气较多，腐蚀性很大。如Q235钢（屈服强度为235MPa的普通碳素钢，含碳量在0.120.22%之间）的大气腐蚀，若以拉萨的大气腐蚀率为1，青海盐湖的大气腐蚀率就变为4.3，广州市内为23.9，湛江海边为29.4，最小与最大的相差近30倍！我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 湿度：湿度： ，湿度又称湿含量、绝对湿度。相对湿度：相对湿度：（一定的总压），反映空气中水汽的饱和程度。湿度随地域、季节、时间等条件而变化。湿度会影响金属表面水膜的厚度和离子的移动性能，因而对大气腐蚀的湿度会影响金属表面水膜的厚度和离子的移动性能，因而对大气腐蚀的影响很大。影响很大。临界湿度：临界湿度：临界湿度：临界湿度：大气腐蚀速率开始急剧增大时的大气的相对湿度。如钢铁生大气腐蚀速率开始急剧增大时的大气的相对湿度。如钢铁生锈的临界湿度为锈的临界湿度为75%75%。在临界湿度以下，大气腐蚀速率很低。在临界湿度以下，大气腐蚀速率很低。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点水膜的形成：水膜的形成：虽然大气相对湿度100%，温度一般也高于露点，不会发生结露，但由于毛细凝聚而结露、雨雪、飞溅等会在金属表面直接形成具有一定厚度的水膜。金属的大气腐蚀还有一个适宜的液膜厚度适宜的液膜厚度：太厚会阻止氧的扩散，抑制了阴极吸氧腐蚀过程；太薄离子不能自由移动，发生电极极化。液膜的液膜的pH值值对金属腐蚀速度也影响很大。湿度对于金属材料的贮存贮存条件的要求：一般金属材料的贮存仓库要求通风良好、备有暖气、温度在1030，昼夜温差7、相对湿度35%。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点常根据大气的湿度将大气腐蚀分为三种：常根据大气的湿度将大气腐蚀分为三种：干的大气腐蚀：干的大气腐蚀：干的大气腐蚀：干的大气腐蚀：金属表面基本没有水膜存在。在清洁、干燥的室温大气金属表面基本没有水膜存在。在清洁、干燥的室温大气条件下，生成不可见的氧化膜，其厚度在条件下，生成不可见的氧化膜，其厚度在14nm14nm；而生成的硫化物膜厚度较大，；而生成的硫化物膜厚度较大，可达几十可达几十nmnm，会使得，会使得CuCu、AgAg等金属表面失泽变暗。基本属于化学腐蚀，腐蚀等金属表面失泽变暗。基本属于化学腐蚀，腐蚀性较差，一般只影响表面美观和表面导电性。性较差，一般只影响表面美观和表面导电性。潮的大气腐蚀：潮的大气腐蚀：潮的大气腐蚀：潮的大气腐蚀：金属表面存在肉眼看不见的水膜，大气相对湿度金属表面存在肉眼看不见的水膜，大气相对湿度100%100%。绝大多数情况即属此类。绝大多数情况即属此类。湿的大气腐蚀：湿的大气腐蚀：湿的大气腐蚀：湿的大气腐蚀：金属表面存在肉眼看得见的水膜。大气相对湿度在金属表面存在肉眼看得见的水膜。大气相对湿度在100%100%左右，接近饱和，会在金属表面发生凝聚。左右，接近饱和，会在金属表面发生凝聚。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点温度：温度：环境温度及温度的变化对金属腐蚀影响很大：在临界湿度以上，温度升高，腐蚀速度加快。如潮热季节金属受腐蚀；温度的剧烈变化也使金属腐蚀速度加快，如在昼夜温差较大的地区，水蒸气在金属表面产生凝露现象，加速金属的腐蚀。温度电化学反应速度；水膜蒸发速度水膜厚度。昼夜温差的大小会影响结露。材质。材质。常用金属在不同大气中的平均腐蚀速率常用金属在不同大气中的平均腐蚀速率常用金属在不同大气中的平均腐蚀速率常用金属在不同大气中的平均腐蚀速率我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点4. 大气腐蚀的电化学过程：大气腐蚀的电化学过程：金属表面在大气中由于发生毛细凝聚毛细凝聚、吸附凝聚吸附凝聚、化学凝聚化学凝聚会在金属表面形成水膜，加之溶解了大气中的CO2、SO2、H2S等，加之附着的盐类，形成具有一定腐蚀性的电解质溶液；金属表面的电化学不均匀性等会形成无数微小的腐蚀原电池，导致电化学腐蚀。（1）阳极：）阳极：金属发生氧化溶解。（2）阴极：）阴极：一般，发生吸氧腐蚀。 弱酸性、中性、碱性环境：弱酸性、中性、碱性环境：吸氧腐蚀吸氧腐蚀 强酸性环境：强酸性环境：析氢腐蚀析氢腐蚀 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点5. 大气腐蚀的控制措施：大气腐蚀的控制措施：选用耐大气腐蚀的金属材料（耐候钢如Cor-Ten）；提高材料的耐蚀性，如碳钢中加入Cu、P、Ni、Cr、Mo等合金元素。镀层、涂层；短期行为：降低封闭空间的湿度（加热空气、加除湿剂如硅胶、CaCl2）、温度、涂防锈油、加入气相缓蚀剂。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点海洋面积占到地球表面积的70%左右。对海洋资源的合理开发利用都牵扯到海水腐蚀问题。对沿海地区工业发展沿海地区工业发展和海军现代化建设海军现代化建设具有重要的现实意义。 1.海水的物理化学性质：海水的物理化学性质：盐度、氯度、电导率、pH值(7.58.6碱性)、溶解氧、温度、流速、海洋生物等。盐度指1kg海水中所溶解的固体盐类物质的总质量(g)，(S,)。氯度指1kg海水中所含的氯离子的质量(g)，(Cl，)。一般海水的盐度在3237.5之间，通常取35。 二、海水腐蚀二、海水腐蚀 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 2.海水腐蚀的形态：海水腐蚀的形态：除均匀腐蚀外，还有电偶腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、冲击腐蚀等。 3.海水腐蚀的控制措施：海水腐蚀的控制措施：选用耐海水腐蚀的材料，如海军黄铜、铝黄铜、钛合金等；牺牲阳极的阴极保护法，如Al合金、Mg、Zn；涂层、覆盖层保护，如防锈漆、防污漆(防生物污染)我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点三、土壤腐蚀三、土壤腐蚀 1.定义：定义：土壤中的各种组分和理化特性对材料所产生的腐蚀。2.土壤腐蚀不仅是腐蚀科学的研究课题，也是地下、井下工程所研究的实际问题。由于其检测、维护较难，一旦发生严重腐蚀，损失和危害都很大。2.土壤的构成：土壤的构成：土壤是由气、液、固三相组成的复杂体系，含有多种颗粒状的矿物质盐类、有机质、水分、空气以及微生物等。3.土壤的特性：土壤的特性：多相性：多相性：气、液、固。土壤颗粒之间形成大量的毛细孔隙，其中充满了水分和空气。土壤的孔隙大小直接影响土壤的透气性；水分、矿物质盐类、有机质、孔隙的多少和大小影响土壤的电导率。土壤的导电性越好，腐蚀性越强。不均匀性：不均匀性：土壤颗粒的大小、矿物质盐类、有机质含量、水分、酸碱性、微生物群落的数量和种类等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点4.土壤的分类：土壤的分类： 按土壤颗粒大小分：按土壤颗粒大小分：砂砾土、粉沙土、粘土等； 按土壤的酸碱性分：按土壤的酸碱性分：酸性土壤（pH36）、中性土壤（pH67.5）、碱性土壤（pH7.59.5）。 不同土壤的腐蚀性相差很大。不同土壤的腐蚀性相差很大。5.土壤腐蚀的对象：土壤腐蚀的对象：地下输油管道、输气管道、输水管道、供热管道、通信管网、地下工程、埋地部分等等。6.土壤腐蚀的危害：土壤腐蚀的危害：造成跑、冒、滴、漏等损失及环境污染，爆炸、火灾等恶性事故、通信故障、建筑物倾斜、倒塌等。7.土壤中的电化学腐蚀：土壤中的电化学腐蚀：土壤腐蚀的宏电池和微电池：土壤腐蚀的宏电池：土壤腐蚀的宏电池：土壤结构的不均匀性对比较长的金属构件造成氧浓差电池、盐分浓差电池、杂散电流腐蚀等。土壤腐蚀的微电池：土壤腐蚀的微电池：由金属组织的不均匀性引起。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点以钢铁的土壤腐蚀为例说明 不溶性的阳极腐蚀产物阻碍阳极过程，发生阳极极化，使得腐蚀速率降低。铁在潮湿土壤中的腐蚀与在电解质溶液中的腐蚀类似；而在干燥、透气性良好的土壤中的腐蚀，阳极过程接近大气腐蚀。 阴极：阴极：一般弱酸性、中性、碱性土壤：一般弱酸性、中性、碱性土壤： 氧去极化，加速腐蚀！氧对于腐蚀速率的影响很大！氧的扩散是影响土壤腐蚀的控制因素。 强酸性土壤：强酸性土壤： 氢去极化，加速腐蚀！pH值对于腐蚀速率的影响很大！ 厌氧性硫酸盐还原菌厌氧性硫酸盐还原菌SRBSRB： 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点8. 影响土壤腐蚀的主要因素：影响土壤腐蚀的主要因素： （1）含水量：）含水量：影响离子的迁移，太大和太小腐蚀都比较小，大了土壤胶粒膨胀堵塞空隙。水灾过后植物死亡！也会影响氧的扩散。（2）含氧量：）含氧量：土壤透气性、板结的土壤、粘土。与孔隙率相关。 富氧区富氧区，电位高，为+极，发生还原反应，作阴极，电流流出该电极，电子流入发生阴极极化而受到保护；贫氧区贫氧区，电位低，为-极，发生氧化反应，作阳极，电流流入该电极，电子流出该电极，发生腐蚀溶解。粘土区、埋置较深处的金属发生加速腐蚀。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（3）盐分：）盐分：一般阳离子的影响不大，但Fe2+会增加厌氧菌的破坏作用；阴离子的影响较大，如SO42-、CO32-、NO3-、Cl-等。盐碱区地下金属工程的腐蚀。盐浓差电池（4）导电性：）导电性：导电性越好，腐蚀性越强。土壤的导电性由它的电阻率反映。电阻率越小，腐蚀越严重。（5）细菌：）细菌：细菌的存在会是的土壤的理化性质发生不均匀性（种群、分布、耗氧、代谢产物、活动等）。厌氧的硫酸盐还原菌、硫杆菌；好氧的铁杆菌等。（6）酸碱度）酸碱度pH值值（7）温度：）温度：温度升高会加快腐蚀反应速率，也会促使细菌大量繁殖，加速腐蚀的程度。（8）土壤的不均匀性：）土壤的不均匀性：氧浓差电池、盐浓差电池。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（9）土壤中杂散电流的影响：）土壤中杂散电流的影响：地下导电体绝缘不良导致直接的直流、交流电流的流入和交流电的感应电流，导致强烈腐蚀！腐蚀部位比较集中！应引起足够的重视。如，有轨电车、电力机车铁轨、电解、电镀、电焊机、地下电缆、电化学保护周围没有保护的金属构件、绝缘连接的一部分受到电化学保护，而另一部分没有。土壤中杂散电流影响严重的区域，壁厚为89mm的钢管，23个月就会发生腐蚀穿孔！杂散电流还会导致电缆铅皮的晶间腐蚀。通讯电缆的腐蚀会导致电阻增大，损耗增加，信号衰减！我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点9. 土壤腐蚀的控制土壤腐蚀的控制（1）覆盖层保护法：）覆盖层保护法：防腐沥青-玻璃布绝缘防护层、塑料，如聚乙烯三层结构防护层（熔结环氧+胶黏剂+挤塑聚乙烯）。（2）阴极保护：）阴极保护：新疆、大庆、胜利油田的输油管线的阴极保护。（3）杜绝杂散电流流入大地，使已经流入的电流沿特设线路流回供电网。）杜绝杂散电流流入大地，使已经流入的电流沿特设线路流回供电网。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点9. 土壤腐蚀的控制土壤腐蚀的控制（1）覆盖层保护法：）覆盖层保护法：防腐沥青-玻璃布绝缘防护层、塑料，如聚乙烯三层结构防护层（熔结环氧+胶黏剂+挤塑聚乙烯）。（2）阴极保护：）阴极保护：新疆、大庆、胜利油田的输油管线的阴极保护。（3）杜绝杂散电流流入大地，使已经流入的电流沿特设线路流回供电网。）杜绝杂散电流流入大地，使已经流入的电流沿特设线路流回供电网。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点四、生物腐蚀四、生物腐蚀1. 定义：定义：生物活动对金属产生的直接或间接的金属腐蚀破坏。2. 侵害的对象：侵害的对象：地下管道、矿井、水井、海港、水坝、循环水系统、舰船、航空母舰等。3.土壤的特性：结果：土壤的特性：结果：腐蚀、结垢，造成堵塞、影响流动、传热等。厚达15mm的钢板在短短6个月之内便可因微生物附着腐蚀而穿孔！4. 生物的类型：生物的类型：细菌、真菌、霉菌和藻类、贝类等。广泛存在于海水、淡水、土壤、大气、石油中等。造成细菌腐蚀，真菌腐蚀，硫化菌腐蚀，藻类腐蚀等。神州号返回后的生物检验。通信卫星的生物腐蚀，太阳能电池的供电不足。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（1 1）细菌：）细菌：）细菌：）细菌：结构简单，生长、繁殖快，易发生变异，对环境适应性强，数量结构简单，生长、繁殖快，易发生变异，对环境适应性强，数量庞大，分布广泛（大气、土壤、水体、动物、植物上寄生的菌落）。庞大，分布广泛（大气、土壤、水体、动物、植物上寄生的菌落）。细菌进行裂殖细菌进行裂殖( (无性繁殖无性繁殖) )，需要水、碳源、氮源、矿物质、生长素等。，需要水、碳源、氮源、矿物质、生长素等。细菌的分类：细菌的分类：细菌的分类：细菌的分类： i i）按获取碳源的形式分：自养菌、异养菌和中间过渡菌）按获取碳源的形式分：自养菌、异养菌和中间过渡菌）按获取碳源的形式分：自养菌、异养菌和中间过渡菌）按获取碳源的形式分：自养菌、异养菌和中间过渡菌。自养菌可以在完。自养菌可以在完全的无机环境下生长繁殖，属于无机营养型。自养菌能以无机的小分子全的无机环境下生长繁殖，属于无机营养型。自养菌能以无机的小分子COCO2 2、O O2 2、碳酸盐等合成生物所需要的葡萄糖等有机营养物质。、碳酸盐等合成生物所需要的葡萄糖等有机营养物质。 自养菌按所需要的自养菌按所需要的自养菌按所需要的自养菌按所需要的能量来源分为化能型和光能型。能量来源分为化能型和光能型。能量来源分为化能型和光能型。能量来源分为化能型和光能型。化能型自养菌如硝化细菌、绿硫菌、部分铁细化能型自养菌如硝化细菌、绿硫菌、部分铁细菌等。异养菌只能从现成的有机碳化物中获取碳素，能量来源与有机物氧化所菌等。异养菌只能从现成的有机碳化物中获取碳素，能量来源与有机物氧化所产生的化学能。异养菌如腐生菌、寄生菌。产生的化学能。异养菌如腐生菌、寄生菌。 ii ii）按需氧量分：）按需氧量分：）按需氧量分：）按需氧量分：喜氧菌：硫氧化菌喜氧菌：硫氧化菌喜氧菌：硫氧化菌喜氧菌：硫氧化菌（属硫杆菌，可把（属硫杆菌，可把S S、硫代硫酸盐氧、硫代硫酸盐氧化成硫酸，最高浓度可达化成硫酸，最高浓度可达5%5%左右，最适宜温度左右，最适宜温度28302830，pH2.53.5pH2.53.5）、）、铁细铁细铁细铁细菌菌菌菌( (低价铁氧化为高价铁，能大量分解低价铁氧化为高价铁，能大量分解Fe(OH)Fe(OH)3 3，硬壳状铁瘤下的缺氧区为厌氧，硬壳状铁瘤下的缺氧区为厌氧菌提供了生长繁殖的场所菌提供了生长繁殖的场所) )、硫代硫酸盐氧化菌硫代硫酸盐氧化菌硫代硫酸盐氧化菌硫代硫酸盐氧化菌；厌氧菌厌氧菌厌氧菌厌氧菌：硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌SRBSRB（Sulfate Reducing BacteriaSulfate Reducing Bacteria，把硫酸盐还原为硫化物，如，把硫酸盐还原为硫化物，如H H2 2S S，最适宜温，最适宜温度度25302530（耐热菌种可达（耐热菌种可达55655565），），pH612pH612）、）、甲烷菌甲烷菌甲烷菌甲烷菌、腐生菌腐生菌腐生菌腐生菌（大气杆（大气杆菌、黄杆菌，动物尸体的腐烂、木乃伊）。菌、黄杆菌，动物尸体的腐烂、木乃伊）。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点兼氧性细菌：硝酸盐还原菌兼氧性细菌：硝酸盐还原菌兼氧性细菌：硝酸盐还原菌兼氧性细菌：硝酸盐还原菌（将硝酸盐还原为亚硝酸盐和氨，最适宜温度（将硝酸盐还原为亚硝酸盐和氨，最适宜温度2727，pH5.58.5pH5.58.5）；）；微需氧细菌。微需氧细菌。微需氧细菌。微需氧细菌。实际中，喜氧菌腐蚀造就了厌氧的局部环境，从而使厌氧菌得以繁殖，实际中，喜氧菌腐蚀造就了厌氧的局部环境，从而使厌氧菌得以繁殖，这样两类生存条件截然不同的细菌能相依相生。这样两类生存条件截然不同的细菌能相依相生。（2 2）真菌和霉菌：）真菌和霉菌：）真菌和霉菌：）真菌和霉菌：这些生物代谢过程中会产生草酸、乳酸、醋酸、柠檬酸这些生物代谢过程中会产生草酸、乳酸、醋酸、柠檬酸等，会对金属发生强烈的腐蚀。而霉变会影响金属产品的外观。等，会对金属发生强烈的腐蚀。而霉变会影响金属产品的外观。（3 3）水生生物：）水生生物：）水生生物：）水生生物：藻类、贝类、甲壳类等。生物的粘附堆积会引起缝隙腐蚀、藻类、贝类、甲壳类等。生物的粘附堆积会引起缝隙腐蚀、影响舰船的航行速度，加大了能量消耗。例如，生物附着、生长会对换热器影响舰船的航行速度，加大了能量消耗。例如，生物附着、生长会对换热器产生严重的影响。产生严重的影响。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点5.生物腐蚀形式：生物腐蚀形式：（1）生物摄取加速腐蚀：）生物摄取加速腐蚀：消耗烃类的细菌吃地下管道外的沥青保护层；铁细菌结瘤引起缝隙腐蚀、孔蚀。（2）生物代谢产物加速腐蚀：）生物代谢产物加速腐蚀：喜氧嗜硫杆菌可将S、含硫化物转化为硫酸；厌氧性硫酸盐还原菌产生H2S，不仅产生化学腐蚀，还会造成氢损伤。微生物分泌的粘液（3）氧浓差电池：）氧浓差电池：耗氧（4）生物腐蚀以菌落的形式进行。）生物腐蚀以菌落的形式进行。这和它们的相互依存的生存方式具有很大关系。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点6.影响生物腐蚀的环境因素影响生物腐蚀的环境因素（1）物理因素）物理因素 i）温度）温度 生物按温度分为：低温生物、中温生物、高温生物。-1099均存在。有芽孢的细菌在120左右、1520min可彻底杀死。如以前针头的消毒。 ii）水分：）水分：生物缺水会导致死亡。 iii）渗透压：）渗透压：渗透压影响水分的扩散方向。如溺水而亡的人体。一般与微生物细胞等渗透压的NaCl溶液浓度为0.85%0.90%，而海水生物的为3%5%。一般，18%25%的NaCl溶液能完全阻止微生物的生长。泡菜、腌菜的制作。 iv）太阳光、紫外线、超声波）太阳光、紫外线、超声波对细菌均有杀灭作用。勤晒衣物！我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（2）化学因素）化学因素 i）pH值：值：最低pH值、最高pH值、最适pH值。一般最适pH值为中性pH77.5，霉菌为pH3.86.0。强酸强碱会使蛋白质、核酸水解，导致细菌死亡。 ii）化学杀菌剂、消毒剂）化学杀菌剂、消毒剂 氧化型杀菌剂：氧化型杀菌剂：Cl2（水体的杀菌消毒剂）、HClO、MClO、ClO2、H2O2（口腔医院）、O3（空气清新杀菌剂，空调）等。臭氧溶于水时，杀菌作用更为明显，常用于水的消毒，饮用水消毒时加臭氧量0.51.5mg/L，水中余臭氧量0.10.5mg/L维持10分钟可达到消毒要求，在水质较差时，应加大臭氧用量，可达36mg/L。这些氧化型杀菌剂的优点是消毒后在物品上不留残余毒性，但由于化学性质不稳定需现用现配，且因其氧化能力强，高浓度时可刺激、损害皮肤黏膜、腐蚀物品。 非氧化型杀菌剂：非氧化型杀菌剂：氯酚及氯酚类杀菌能力很强，但难于降解；季铵盐类（包含C12C18）为双亲阳离子型表面活性剂，污泥剥离、鳌合缓蚀剂，杀菌能力随碳链长度增长而增强。主要应用于油田系统。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 消毒剂分类：消毒剂分类：a.常用的消毒剂以成分分类主要有9种：含氯消毒剂、过氧含氯消毒剂、过氧化物类消毒剂、醇类消毒剂化物类消毒剂、醇类消毒剂 、酚类消毒剂酚类消毒剂 、醛类消毒剂醛类消毒剂 、含碘消毒剂、含碘消毒剂、环氧乙烷、双胍类消毒剂和季铵盐类消毒剂环氧乙烷、双胍类消毒剂和季铵盐类消毒剂。b.按消毒效果分类有3种：高高效消毒剂、中效消毒剂、低效消毒剂效消毒剂、中效消毒剂、低效消毒剂。含氯消毒剂：含氯消毒剂：是指溶于水产生具有杀微生物活性的次氯酸的消毒剂，其消毒效果常以有效氯表示。次氯酸分子量小，易扩散到细菌表面并穿透细胞膜进入菌体内，使菌体蛋白氧化导致细菌死亡。含氯消毒剂可杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、病毒、真菌、结核杆菌和抗力最强的细菌芽胞。这类消毒剂包括无机氯化合物（如次氯酸钠、次氯酸钙、氯化磷酸三钠）、有机氯化合物（如二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸、氯铵T等）。无机氯性质不稳定，易受光、热和潮湿的影响，丧失其有效成分，有机氯则相对稳定。水处理药剂会对腐蚀产生不同影响，如冷却水杀菌剂采用溴化物时的腐蚀明显就比氯化物的低。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 过氧化物类消毒剂：过氧化物类消毒剂：具有强氧化能力，各种微生物对其十分敏感，可将所有微生物杀灭。这类消毒剂包括过氧化氢、过氧乙酸、二氧化氯和臭氧等。它们的优点是消毒后在物品上不留残余毒性。醛类消毒剂：醛类消毒剂：包括甲醛和戊二醛等。此类消毒原理为一种活泼的烷化剂作用于微生物蛋白质中的氨基、羧基、羟基和巯基，从而破坏蛋白质分子，使微生物死亡。甲醛和戊二醛均可杀灭各种微生物，由于它们对人体皮肤、黏膜有刺激和固化作用，并可使人致敏，因此不可用于空气、食具等消毒，一般仅用于医院中医疗器械的消毒或灭菌，且经消毒或灭菌的物品必须用灭菌水将残留的消毒液冲洗干净后才可使用。醇类消毒剂：醇类消毒剂：最常用的是乙醇和异丙醇，它可凝固蛋白质，导致微生物死亡，属于中效消毒剂，可杀灭细菌繁殖体，破坏多数亲脂性病毒，如单纯疱疹病毒、乙型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒等。醇类由于易挥发，应采用浸泡消毒或反复擦拭以保证其作用时间。醇类常作为某些消毒剂的溶剂，而醇类常作为某些消毒剂的溶剂，而且有增效作用，常用浓度为且有增效作用，常用浓度为75。近年来，国内外有许多复合醇消毒剂复合醇消毒剂，这些产品多用于手部皮肤消毒。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 含碘消毒剂：含碘消毒剂：包括碘酊和碘伏，可杀灭细菌繁殖体、真菌和部分病毒，可用于皮肤、黏膜消毒，医院常用于外科洗手消毒。酚类消毒剂：酚类消毒剂：包括苯酚、甲酚、卤代苯酚及酚的衍生物，常用的煤酚皂又名来苏尔，其主要成分为甲基苯酚。卤化苯酚可增强苯酚的杀菌作用，例如三氯强基二苯醚作为防腐剂已广泛用于临床消毒、防腐。环氧乙烷：环氧乙烷：又名氧化乙烯，属于高效消毒剂，可杀灭所有微生物。由于它的穿透力强，常将其用于皮革、塑料、医疗器械、医疗用品包装后进行消毒或灭菌，而且对大多数物品无损害，可用于精密仪器、贵重物品的消毒，尤其对纸张色彩无影响，常将其用于书籍、文字档案材料的消毒。此外，还有双胍类双胍类和季铵盐类消毒剂季铵盐类消毒剂，它们属于阳离子表面活性剂，具有杀菌和去污作用，医院里一般用于非关键物品的清洁消毒，也可用于手消毒，将其溶于乙醇可增强其杀菌效果作为皮肤消毒剂。由于这类化合物可改变细菌细胞膜的通透性，常将它们与其他消毒剂复配以提高其杀菌效果和杀菌速度。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点7. 生物腐蚀的控制生物腐蚀的控制（1）阴极保护法）阴极保护法（外加电流的阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法），可使被保护金属表面呈碱性环境。（2）覆盖层、镀层、涂层保护法。）覆盖层、镀层、涂层保护法。如抗菌涂料，其分有机和无机两种。有机抗菌涂料有环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂等。无机抗菌涂料以银离子为代表。（3）杀菌剂、阻垢剂、抗污剂。）杀菌剂、阻垢剂、抗污剂。油田用水用季铵盐类阳离子杀菌剂。（4）维持设备表面的清洁。）维持设备表面的清洁。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点第六章第六章 金属腐蚀的控制与防护金属腐蚀的控制与防护 及耐蚀的金属材料及耐蚀的金属材料 我们研究金属腐蚀机理和规律的主要目的就是为了避免和控制腐蚀。由金属腐蚀的热力学得知，金属腐蚀过程是自发过程，完全避免是不可能的，但是有办法降低腐蚀速率，使腐蚀的损失降低到最低。面对腐蚀的极大危害，我们应采用切实可行而又经济的方法来减少腐蚀损失。从而诞生了腐蚀防护工程学，它是一项多学科、交叉性极强的综合工程，涉及化学、物理、材料、表面科学、工程力学、冶金学、机械工程、生物学等。 金属腐蚀的控制与防护是在掌握了金属材料在各种环境中的腐蚀规律和腐蚀反应机理的基础之上，采取一定的措施使腐蚀破坏的速率限定在一定的较低范围之内，同时又要维护金属的正常使用。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 腐蚀控制贯穿于设计、选材、加工、表面处理、装配、储存、运输、使腐蚀控制贯穿于设计、选材、加工、表面处理、装配、储存、运输、使用、管理等各个环节，建立和健全必要的技术规范和规章制度，采取各种技用、管理等各个环节，建立和健全必要的技术规范和规章制度，采取各种技术措施，从而把腐蚀控制在最低限度以内。这对于延长设备寿命、安全生产、术措施，从而把腐蚀控制在最低限度以内。这对于延长设备寿命、安全生产、节约资源、能源、降低成本、提高劳动效率、保护环境等具有十分重大的意节约资源、能源、降低成本、提高劳动效率、保护环境等具有十分重大的意义。义。 腐蚀控制分为事前控制和事后控制。腐蚀控制分为事前控制和事后控制。事前控制就是预防；事后控制就是补救。事后补救不如事前防范。 腐蚀控制要做到三点：技术上可行、经济上合理、管理上有效。腐蚀控制要做到三点：技术上可行、经济上合理、管理上有效。经济性方面要考虑一次投资、维护费用、方便维护、检修性、寿命等。 腐蚀控制的核心：防腐蚀技术的充分利用和科学的管理相结合。腐蚀控制的核心：防腐蚀技术的充分利用和科学的管理相结合。如发生在2009年6月9号的深圳3305万元的福彩诈骗案事件，犯罪嫌疑人系深圳市某技术公司软件开发工程师中奖数据，工作人员查阅光盘数据发现报警后不予以上报国家福彩中心，而违规查阅本地彩票中奖数据，而导致程某利用在深圳福彩中心实施技术合作项目的机会，通过木马程序，阻止查询数据光盘，篡改本地彩票。监管制度要求要有人陪同修理，数据审计制度的完善。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点一、金属腐蚀的控制与防护一、金属腐蚀的控制与防护 1.1.1.1.耐蚀材料的研制：耐蚀材料的研制：耐蚀材料的研制：耐蚀材料的研制：影响金属腐蚀快慢的根本因素影响金属腐蚀快慢的根本因素: : 金属的化学组成和结晶金属的化学组成和结晶形态。在普通钢中加入形态。在普通钢中加入NiNi、CrCr形成不锈钢；在形成不锈钢；在TiTi合金中添加合金中添加PdPd能使得这种合能使得这种合金容易钝化。金容易钝化。源头上着手！源头上着手！源头上着手！源头上着手！麻袋绣花基础太差。麻袋绣花基础太差。麻袋绣花基础太差。麻袋绣花基础太差。2.2.2.2.选材上：选材上：选材上：选材上：经济、合理、可靠、耐用经济、合理、可靠、耐用经济、合理、可靠、耐用经济、合理、可靠、耐用 对于整套设备系统：统筹综合考虑（关键部件、整体系统）全面合理对于整套设备系统：统筹综合考虑（关键部件、整体系统）全面合理对于整套设备系统：统筹综合考虑（关键部件、整体系统）全面合理对于整套设备系统：统筹综合考虑（关键部件、整体系统）全面合理的选材。的选材。的选材。的选材。同时满足机械性能（强度、硬度、弹性等）、物理性能（耐热性、同时满足机械性能（强度、硬度、弹性等）、物理性能（耐热性、密度、导电性等）和耐蚀性能。这种为达到特定功能的不同金属材料的搭配，密度、导电性等）和耐蚀性能。这种为达到特定功能的不同金属材料的搭配，要特别注意电偶腐蚀。兼顾腐蚀和强度。在使用环境（温度、压力等）机械要特别注意电偶腐蚀。兼顾腐蚀和强度。在使用环境（温度、压力等）机械性能等满足的条件下，还可以选用耐腐蚀的非金属材料，如工程塑料、玻璃性能等满足的条件下，还可以选用耐腐蚀的非金属材料，如工程塑料、玻璃钢等，前提是要。此外，还要考虑材料的价格及供应等。钢等，前提是要。此外，还要考虑材料的价格及供应等。对于单个部件：正确选材。对于单个部件：正确选材。对于单个部件：正确选材。对于单个部件：正确选材。不同材料在不同环境中，腐蚀的自发性和不同材料在不同环境中，腐蚀的自发性和腐蚀速度都可能有很大差别，所以在特定环境中，要选用能满足使用要求，腐蚀速度都可能有很大差别，所以在特定环境中，要选用能满足使用要求，且腐蚀自发性小，腐蚀速度小的材料。且腐蚀自发性小，腐蚀速度小的材料。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3.3.3.3. 设计上：设计良好，结构合理。设计上：设计良好，结构合理。设计上：设计良好，结构合理。设计上：设计良好，结构合理。 有人认为在选材时只要查查腐蚀手册就能解决问题。事实却并非如此简有人认为在选材时只要查查腐蚀手册就能解决问题。事实却并非如此简单，因为实际石油、化工过程往往涉及到非常复杂的介质和工况条件，腐蚀单，因为实际石油、化工过程往往涉及到非常复杂的介质和工况条件，腐蚀手册不可能提供完整的腐蚀资料，不能真实反映生产实际情形，有些就找不手册不可能提供完整的腐蚀资料，不能真实反映生产实际情形，有些就找不到相关资料。到相关资料。 a. a. a. a.腐蚀裕量腐蚀裕量腐蚀裕量腐蚀裕量= = = =年腐蚀率年腐蚀率年腐蚀率年腐蚀率设计寿命设计寿命设计寿命设计寿命保险系数保险系数保险系数保险系数，保险系数一般取，保险系数一般取2 2。要考。要考虑到自然减薄和安全问题，以及现实中许多设备的超期服役。虑到自然减薄和安全问题，以及现实中许多设备的超期服役。 b. b. b. b.外形设计：外形设计：外形设计：外形设计：结构复杂，表面粗燥的会导致电化学的不均匀性而引起腐结构复杂，表面粗燥的会导致电化学的不均匀性而引起腐蚀。因此。设计时，尽可能使结构简单，表面平滑，圆滑过渡，流线型设计，蚀。因此。设计时，尽可能使结构简单，表面平滑，圆滑过渡，流线型设计，避免尖角、凹槽、缝隙。防止冲击腐蚀。弯管的弯曲半径一般取避免尖角、凹槽、缝隙。防止冲击腐蚀。弯管的弯曲半径一般取3d3d，不同金，不同金属要求不同。钢管、铜管为属要求不同。钢管、铜管为3d3d，90Cu10Ni90Cu10Ni合金管为合金管为4d4d，高强度钢管和强度特，高强度钢管和强度特别小的管子最小取别小的管子最小取5d5d。 c. c. c. c.管中流速要合适，减轻湍流腐蚀、冲击腐蚀。管中流速要合适，减轻湍流腐蚀、冲击腐蚀。管中流速要合适，减轻湍流腐蚀、冲击腐蚀。管中流速要合适，减轻湍流腐蚀、冲击腐蚀。 d. d. d. d.防残留：避免缝隙腐蚀、孔蚀等。防残留：避免缝隙腐蚀、孔蚀等。防残留：避免缝隙腐蚀、孔蚀等。防残留：避免缝隙腐蚀、孔蚀等。 e. e. e. e.防电偶腐蚀：防电偶腐蚀：防电偶腐蚀：防电偶腐蚀：尽量采用同一种金属，避免异种金属的直接接触（绝缘）尽量采用同一种金属，避免异种金属的直接接触（绝缘），万不得已应尽量选用电偶序相近的金属（，万不得已应尽量选用电偶序相近的金属（0.25v0.25V0.25V）的金属材料作阳极，）的金属材料作阳极，减轻、阻止被保护金属的腐蚀破坏。减轻、阻止被保护金属的腐蚀破坏。替罪羊。替罪羊。替罪羊。替罪羊。一般用锌、铝。一般用锌、铝。一般用锌、铝。一般用锌、铝。 阳极性镀层，阳极性镀层，如镀锌管（自来水管）、镀镉（自行车圈）等。如镀锌管（自来水管）、镀镉（自行车圈）等。牺牲阳极的阴极保护法中阳牺牲阳极的阴极保护法中阳牺牲阳极的阴极保护法中阳牺牲阳极的阴极保护法中阳极表面严禁涂覆！极表面严禁涂覆！极表面严禁涂覆！极表面严禁涂覆！我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 目前，电化学保护已被作为一个标准方法用于地下输油、气、水管网、目前，电化学保护已被作为一个标准方法用于地下输油、气、水管网、供热管网、钻井、造船等部门，在石油、化工、海洋工程中广泛使用。在油供热管网、钻井、造船等部门，在石油、化工、海洋工程中广泛使用。在油气管线腐蚀防护方面采用的阴极保护法技术，已经法律化、制度化，使得管气管线腐蚀防护方面采用的阴极保护法技术，已经法律化、制度化，使得管线设备的寿命延长了几倍到几十倍。线设备的寿命延长了几倍到几十倍。 碳钢、碳钢、18-8不锈钢、一些合金在不锈钢、一些合金在H2SO4、H3PO4、NaOH中的阳极保护。中的阳极保护。 控制腐蚀环境：控制腐蚀环境：控制腐蚀环境：控制腐蚀环境：消除环境中直接或间接引起腐蚀的因素。如改变水溶液的pH值、除去溶解的气体，如O2、CO2、H2S等，除去、等有害的阴离子。 加入缓蚀剂。加入缓蚀剂。加入缓蚀剂。加入缓蚀剂。缓蚀剂的加入能大大降低腐蚀速度。缓蚀剂：在低浓度范围（0.11%）下就能对金属的腐蚀过程产生强烈阻滞作用的物质。缓蚀剂用量不足和过量都有可能加速腐蚀。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 缓蚀剂的作用机理：缓蚀剂的作用机理：缓蚀剂的作用机理：缓蚀剂的作用机理：成膜理论；成膜理论；成膜理论；成膜理论；电化学理论；电化学理论；电化学理论；电化学理论；吸附理论。吸附理论。吸附理论。吸附理论。目前目前尚无统一的见解。尚无统一的见解。反应的活化能、优先定位吸附、反应的活化能、优先定位吸附、反应的活化能、优先定位吸附、反应的活化能、优先定位吸附、“ “负催化剂负催化剂负催化剂负催化剂” ” 缓蚀剂抑制金属腐蚀速度的能力用缓蚀剂抑制金属腐蚀速度的能力用缓蚀效率缓蚀效率缓蚀效率缓蚀效率来表示。来表示。 缓蚀效率：缓蚀效率：缓蚀效率：缓蚀效率： 或或 铬酸盐是以前用得最为普遍的促使金属自钝化的添加剂，曾号称铬酸盐是以前用得最为普遍的促使金属自钝化的添加剂，曾号称“ “通通用钝化剂用钝化剂” ”。这是因为铬酸盐一方面既是阳极缓蚀剂，另一方面它又是氧。这是因为铬酸盐一方面既是阳极缓蚀剂，另一方面它又是氧化剂，还作为额外的去极化剂起作用。现在由于环境污染问题，已经很少化剂，还作为额外的去极化剂起作用。现在由于环境污染问题，已经很少使用铬酸盐作为添加剂了。另外，在使用铬酸盐作为钝化剂时还必须注意使用铬酸盐作为添加剂了。另外，在使用铬酸盐作为钝化剂时还必须注意添加量和使用条件。如果铬酸盐的添加量不足以使金属表面钝化，或者溶添加量和使用条件。如果铬酸盐的添加量不足以使金属表面钝化，或者溶液中存在能破坏钝性的离子如液中存在能破坏钝性的离子如ClCl- -，且其含量较高，因而使得金属表面不能，且其含量较高，因而使得金属表面不能稳定地处于钝性状态，则由于铬酸盐能起着有效的阴极去极化剂的作用，稳定地处于钝性状态，则由于铬酸盐能起着有效的阴极去极化剂的作用，反而会使金属表面的腐蚀破坏剧烈地加速。反而会使金属表面的腐蚀破坏剧烈地加速。 缓蚀剂间的协同效应和拮抗效应。缓蚀剂间的协同效应和拮抗效应。缓蚀剂间的协同效应和拮抗效应。缓蚀剂间的协同效应和拮抗效应。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点清洗污垢：清洗污垢：清洗污垢：清洗污垢：物理清洗、化学清洗。物理清洗、化学清洗。物理清洗、化学清洗。物理清洗、化学清洗。高压水洗、空气爆破清洗、在线胶球清高压水洗、空气爆破清洗、在线胶球清洗、超声波清洗等。脉动清洗洗、超声波清洗等。脉动清洗10.10.10.10.管理：管理：管理：管理：建立健全必要的技术规范和制度，经常检查，将隐患消除在萌芽建立健全必要的技术规范和制度，经常检查，将隐患消除在萌芽状态。状态。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点二、耐蚀金属材料二、耐蚀金属材料 耐腐蚀都是相对的，一般是相对大气、特定的腐蚀介质而言的。耐腐蚀都是相对的，一般是相对大气、特定的腐蚀介质而言的。耐腐蚀都是相对的，一般是相对大气、特定的腐蚀介质而言的。耐腐蚀都是相对的，一般是相对大气、特定的腐蚀介质而言的。 如果某一金属材料在使用条件下能自动处于钝化状态，因而可以保持很如果某一金属材料在使用条件下能自动处于钝化状态，因而可以保持很低的腐蚀速度，那末这种金属在该使用条件下就是低的腐蚀速度，那末这种金属在该使用条件下就是耐腐蚀材料耐腐蚀材料耐腐蚀材料耐腐蚀材料。有一些材料，。有一些材料，如不锈钢，当它们放置在空气中时，在金属表面上就已经生成了完整的钝化如不锈钢，当它们放置在空气中时，在金属表面上就已经生成了完整的钝化膜。因此，如将这些材料使用于不会导致钝性破坏的腐蚀性较弱的介质中，膜。因此，如将这些材料使用于不会导致钝性破坏的腐蚀性较弱的介质中，它们仍能保持完整的钝性。但有的金属材料则不能依靠在空气中形成的氧化它们仍能保持完整的钝性。但有的金属材料则不能依靠在空气中形成的氧化物膜来保持钝性，例如铁和普通的碳钢和低合金钢。不过这些金属材料在一物膜来保持钝性，例如铁和普通的碳钢和低合金钢。不过这些金属材料在一些合适的介质中，仍可以通过适当的措施来使之转入钝性状态。一种办法是些合适的介质中，仍可以通过适当的措施来使之转入钝性状态。一种办法是阳极保护法，用外电源使它阳极极化到钝化区；另一种办法是改变腐蚀介质阳极保护法，用外电源使它阳极极化到钝化区；另一种办法是改变腐蚀介质溶液体系，设法让金属表面依靠它在溶液中的腐蚀过程而自动进入钝化的状溶液体系，设法让金属表面依靠它在溶液中的腐蚀过程而自动进入钝化的状态，即设法引起金属的自钝化过程。态，即设法引起金属的自钝化过程。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点1.1. 钢铁（铁碳合金）钢铁（铁碳合金） ： 钢铁含有钢铁含有FeFe、C C、SiSi、MnMn、P P、S S等。等。 根据含碳量的高低分为生铁根据含碳量的高低分为生铁根据含碳量的高低分为生铁根据含碳量的高低分为生铁C2%C2%C2%C2%、碳钢、碳钢、碳钢、碳钢C2%C2%C2%C2%。 铁素体：铁素体：铁素体：铁素体：低量低量C C溶入溶入-Fe-Fe体心立方结构中形成的固溶体。常温下仅能溶体心立方结构中形成的固溶体。常温下仅能溶解为解为0.00080.0008的碳，在的碳，在727727时最大的溶碳能力为时最大的溶碳能力为0.020.02。性能与纯铁相似，。性能与纯铁相似，塑性、韧性很好、强度、硬度较低。塑性、韧性很好、强度、硬度较低。 奥氏体：奥氏体：奥氏体：奥氏体：C C溶入溶入-Fe-Fe面心立方结构中形成的固溶体；存在于高温环境。面心立方结构中形成的固溶体；存在于高温环境。 马氏体：马氏体：马氏体：马氏体：高温奥氏体在急冷下形成的一种极硬的、碳的过饱和固溶体组高温奥氏体在急冷下形成的一种极硬的、碳的过饱和固溶体组织结构；织结构； 珠光体：珠光体：珠光体：珠光体：奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体FeFe3 3C C的共析体。的共析体。其力学性能介于铁素体与渗碳体之间。其力学性能介于铁素体与渗碳体之间。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（1 1）铸铁：）铸铁：）铸铁：）铸铁：含含2.54%C2.54%C、0.61.4%Mn0.61.4%Mn、1.02.5%Si1.02.5%Si、0.120.15%S0.120.15%S、0.200.60P0.200.60P等。其中，等。其中，C C可以渗碳体可以渗碳体可以渗碳体可以渗碳体FeFe3 3C C 、游离石墨两种状态存在。、游离石墨两种状态存在。、游离石墨两种状态存在。、游离石墨两种状态存在。 白口铸铁：白口铸铁：白口铸铁：白口铸铁：C C全部以渗碳体全部以渗碳体FeFe3 3C C形式存在，质硬而脆。形式存在，质硬而脆。可锻铸铁：可锻铸铁：可锻铸铁：可锻铸铁：白口铸铁经退火而得到。其中的白口铸铁经退火而得到。其中的C C以团絮状石墨分布于铁以团絮状石墨分布于铁素体、珠光体上，延展性良好，可锻造出各种形状。素体、珠光体上，延展性良好，可锻造出各种形状。 灰口铸铁：灰口铸铁：灰口铸铁：灰口铸铁：C C全部或部分以片状石墨形式存在，耐磨、减震性良好。全部或部分以片状石墨形式存在，耐磨、减震性良好。球墨铸铁：球墨铸铁：球墨铸铁：球墨铸铁：碳全部以球状石墨形式存在。强度、塑性、耐磨性、减震碳全部以球状石墨形式存在。强度、塑性、耐磨性、减震性较好，可代替某些钢材。性较好，可代替某些钢材。高硅铸铁：高硅铸铁：高硅铸铁：高硅铸铁：普通铸铁中添加普通铸铁中添加1418%Si1418%Si，耐化学腐蚀性提高。硬度大、，耐化学腐蚀性提高。硬度大、不能进行切削打磨加工、脆性大、机械强度较差、导热系数小、热膨胀系数不能进行切削打磨加工、脆性大、机械强度较差、导热系数小、热膨胀系数大、易碎裂。常用于制造耐酸的泵、管道、阀门等。但要除过对于能溶解或大、易碎裂。常用于制造耐酸的泵、管道、阀门等。但要除过对于能溶解或穿透穿透SiOSiO2 2保护膜的保护膜的HFHF、氟化物、热、氟化物、热HClHCl、碱等。、碱等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 （2 2）碳钢：）碳钢：）碳钢：）碳钢：CC硬度硬度 抗拉强度抗拉强度 塑性塑性 抗冲击强度抗冲击强度 。热处理对于碳钢的耐腐蚀性能影。热处理对于碳钢的耐腐蚀性能影响很大，这是因为热处理会改变表面金属晶粒的大小及金相组织结构。一般，响很大，这是因为热处理会改变表面金属晶粒的大小及金相组织结构。一般，晶粒越大，腐蚀速率越小。晶粒越大，腐蚀速率越小。 （3 3）合金钢）合金钢）合金钢）合金钢 合金钢的分类合金钢的分类按合金元素的含量分按合金元素的含量分低合金钢（低合金钢（35%10%10%）按合金元素的种类分按合金元素的种类分硼钢等硼钢等镍钢镍钢铬钢铬钢钛钢钛钢锰钢锰钢钼钢钼钢按用途分按用途分合金结构钢合金结构钢合金工具钢合金工具钢特殊不锈钢（如耐热钢等）特殊不锈钢（如耐热钢等）我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点低合金钢低合金钢低合金钢低合金钢是一类很重要的是一类很重要的耐腐蚀金属材料耐腐蚀金属材料。而且只要在碳钢中添加少量的。而且只要在碳钢中添加少量的合金元素就可以大大改善金属的合金元素就可以大大改善金属的机械强度、加工性能、耐蚀性能机械强度、加工性能、耐蚀性能机械强度、加工性能、耐蚀性能机械强度、加工性能、耐蚀性能。例如，加。例如，加入入MoMo、CuCu等元素，提高钢抗非氧化性酸腐蚀的能力。在碳钢中加入等元素，提高钢抗非氧化性酸腐蚀的能力。在碳钢中加入0.11%0.11%的的CuCu可大大提高碳钢在大气、海水、淡水中的耐腐蚀性能；加如可大大提高碳钢在大气、海水、淡水中的耐腐蚀性能；加如NiNi可提高耐可提高耐酸、碱、海水的能力，同时也提高了其抗腐蚀疲劳的能力；酸、碱、海水的能力，同时也提高了其抗腐蚀疲劳的能力；CrCr可提高耐大气、可提高耐大气、海水、海水、COCO2 2、H H2 2S S等介质的能力；加入等介质的能力；加入(Mo(Mo)=0.4%0.5%)=0.4%0.5%可使碳钢在大气环可使碳钢在大气环境下（尤其是工业大气）的腐蚀速率降低境下（尤其是工业大气）的腐蚀速率降低50%50%以上。如我国研制的耐大气腐以上。如我国研制的耐大气腐蚀钢（耐候钢）蚀钢（耐候钢）CuCu系、系、P-VP-V系、系、P-P-NbNb-Re-Re（磷铌铼）系等（磷铌铼）系等 。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点工业用碳钢和低合金钢一般用4位数字表示，前两位数字表示合金的类型，后两位数字表示含碳量。前两位数字含义前两位数字含义10普通碳钢41含Mo 0.25%、含Cr 1%的碳钢11含硫较高的易切屑碳钢43含Mo 0.25%、含Cr 0.75%、含Ni 1.75%的碳钢13含Mn 1.75%的碳钢50含Cr 0.3%的碳钢23含Ni 3%的碳钢51含Cr 1%的碳钢25含Ni 5%的碳钢52含Cr 1.5%的碳钢31含Ni 1%及一些铬的碳钢61含Cr 1.5%、含V 0.15%的碳钢33含Ni 3%及一些铬的碳钢86含Mo 0.2%、含Cr 0.5%、含Ni 0.5%的碳钢40含Mo 0.25%的碳钢92含Si 2%的碳钢例如：4340钢含：Mo：0.25%；Cr：0.75%；Ni：1.75%；C：0.40%等。等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（4 4）不锈钢：）不锈钢：）不锈钢：）不锈钢：具有较高抗大气及弱腐蚀介质腐蚀的一类合金钢，主要是添加具有较高抗大气及弱腐蚀介质腐蚀的一类合金钢，主要是添加了了NiNi、CrCr、MnMn、MoMo、TiTi、AlAl、CuCu、N N等元素，等元素，(Cr(Cr)13%)13%，它们会在钢的表，它们会在钢的表面会形成一层薄而致密的面会形成一层薄而致密的CrCr2 2O O3 3,SiO,SiO2 2,Al,Al2 2O O3 3等氧化膜，提高了钢的耐蚀性。等氧化膜，提高了钢的耐蚀性。 耐酸钢是不锈钢的一个分支。耐酸钢是不锈钢的一个分支。耐酸钢是不锈钢的一个分支。耐酸钢是不锈钢的一个分支。而通常所说的不锈钢是不锈钢与耐酸钢的总而通常所说的不锈钢是不锈钢与耐酸钢的总称。不锈钢并不是不腐蚀、只不过腐蚀速度较慢而已、绝对不被腐蚀的钢是称。不锈钢并不是不腐蚀、只不过腐蚀速度较慢而已、绝对不被腐蚀的钢是不存在的。在同一介质中不同种类的不锈钢腐蚀速度大不相同而同一种不不存在的。在同一介质中不同种类的不锈钢腐蚀速度大不相同而同一种不锈钢在不同的介质中腐蚀行为也大不一样。例如锈钢在不同的介质中腐蚀行为也大不一样。例如Ni-CrNi-Cr不锈钢在氧化性介质不锈钢在氧化性介质中的耐蚀性很好但在非氧化介质中中的耐蚀性很好但在非氧化介质中( (如盐酸）的耐蚀性就较差。因此掌握各如盐酸）的耐蚀性就较差。因此掌握各类不锈钢的特点、对于正确选择和使用不锈钢是很重要的。类不锈钢的特点、对于正确选择和使用不锈钢是很重要的。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）富铬氧化膜（钝化膜）富铬氧化膜（钝化膜）富铬氧化膜（钝化膜）的形成。的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。腐蚀。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点Cr能提高钢的电极电位，但不是呈线性关系。实验证明钢的电极电位随合金元素的增加，存在着一个量变到质变量变到质变的关系，遵循1/8规律规律。当Cr含量达到一定值时，电极电位出现一个突变。因此，几乎所有的不锈钢中，几乎所有的不锈钢中，Cr质量含质量含量均在量均在11.7%以上。以上。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点不锈钢具有优异的耐蚀性、加工成型性、相容性以及在很宽温度范围内不锈钢具有优异的耐蚀性、加工成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行的强韧性等系列特点，在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。不锈钢是石油、化工、石油炼制等工业部门中广泛业中获取得广泛的应用。不锈钢是石油、化工、石油炼制等工业部门中广泛使用的金属材料。不锈钢的产量占钢铁总产量的使用的金属材料。不锈钢的产量占钢铁总产量的1 1。分类：分类：分类：分类：按化学元素分为：按化学元素分为：按化学元素分为：按化学元素分为：CrCr钢、钢、Cr-NiCr-Ni钢、钢、Cr-Cr-MnMn钢、钢、Cr-Cr-MnMn-Ni-Ni钢等；钢等；按显微组织结构分为：按显微组织结构分为：按显微组织结构分为：按显微组织结构分为：马氏体马氏体(M)(M)不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体(A)(A)不锈钢、铁素体不锈钢、铁素体(F)(F)不不锈钢、奥氏体锈钢、奥氏体- -铁素体铁素体(A-F)(A-F)双相型不锈钢、沉淀硬化不锈钢等；双相型不锈钢、沉淀硬化不锈钢等；按用途分按用途分按用途分按用途分为：为：为：为：耐海水腐蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐浓硝酸腐蚀不锈钢、耐浓硫耐海水腐蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐浓硝酸腐蚀不锈钢、耐浓硫酸腐蚀不锈钢等。酸腐蚀不锈钢等。不锈钢的牌号很多国家都有自己的定义标准。不锈钢的牌号很多国家都有自己的定义标准。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点i i）马氏体不锈钢：）马氏体不锈钢：）马氏体不锈钢：）马氏体不锈钢：常用于需要中等耐蚀性能、高强度、硬度的场合。常用于需要中等耐蚀性能、高强度、硬度的场合。典型的马氏体不锈钢有典型的马氏体不锈钢有1Cr131Cr134Cr134Cr13、9Cr189Cr18和和Cr17Ni2Cr17Ni2耐酸钢等。耐大气、耐酸钢等。耐大气、海水、氧化性介质，但在海水、氧化性介质，但在HClHCl、H H2 2S S等介质中耐蚀性较差。等介质中耐蚀性较差。正确的热处理可以提高马氏体不锈钢的耐蚀性。正确的热处理可以提高马氏体不锈钢的耐蚀性。正确的热处理可以提高马氏体不锈钢的耐蚀性。正确的热处理可以提高马氏体不锈钢的耐蚀性。1Cr131Cr13钢加工性能良好。钢加工性能良好。可不经预热进行深冲、弯曲、卷边及焊接。可不经预热进行深冲、弯曲、卷边及焊接。2Cr132Cr13冷变形前不要求预热，但冷变形前不要求预热，但焊接前需预热，焊接前需预热，1Cr131Cr13、2Cr132Cr13主要用来制作耐蚀结构件如汽轮机叶片等，而主要用来制作耐蚀结构件如汽轮机叶片等，而3Cr133Cr13、4Cr134Cr13主要用来制作医疗器械外科手术刀及耐磨零件；主要用来制作医疗器械外科手术刀及耐磨零件；9Cr189Cr18可做耐可做耐蚀轴承及刀具。蚀轴承及刀具。 ii ii）铁素体不锈钢）铁素体不锈钢）铁素体不锈钢）铁素体不锈钢典型的铁素体不锈钢有典型的铁素体不锈钢有Crl7Crl7型、型、Cr25Cr25型和型和Cr28Cr28型。这类不锈钢具有良好的型。这类不锈钢具有良好的耐蚀性和抗高温氧化性能，加入合金元素后，可在有机酸及含耐蚀性和抗高温氧化性能，加入合金元素后，可在有机酸及含ClCl- -的介质中的介质中有较强的抗蚀性，在氯化物的水溶液中抗应力腐蚀能力优于有较强的抗蚀性，在氯化物的水溶液中抗应力腐蚀能力优于18-818-8奥氏体不锈奥氏体不锈钢，但脆性较大，加工性较差，应用受到很大限制。钢，但脆性较大，加工性较差，应用受到很大限制。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点铁素体不锈钢铁素体不锈钢铁素体不锈钢铁素体不锈钢含含CrCr量一般为量一般为13133030，含碳量，含碳量0.25%0.25%。金相组织主要。金相组织主要是铁素体，加热及冷却过程中没有是铁素体，加热及冷却过程中没有 、 转变，不能用热处理进行强化。铁素体转变，不能用热处理进行强化。铁素体不锈钢主要用来制作要求有不锈钢主要用来制作要求有较高的耐蚀性而强度要求较低较高的耐蚀性而强度要求较低较高的耐蚀性而强度要求较低较高的耐蚀性而强度要求较低的构件，广泛用于制的构件，广泛用于制造生产硝酸、氮肥等设备和化工使用的管道等。造生产硝酸、氮肥等设备和化工使用的管道等。Cr25Cr25型还可用以制造耐浓硝酸、型还可用以制造耐浓硝酸、次氯酸钠、磷酸等腐蚀的设备。次氯酸钠、磷酸等腐蚀的设备。1Cr18Mo2Ti1Cr18Mo2Ti不锈钢具有优良的耐应力腐蚀能不锈钢具有优良的耐应力腐蚀能力、耐点蚀、耐海水腐蚀能力。力、耐点蚀、耐海水腐蚀能力。 iii iii）奥氏体不锈钢）奥氏体不锈钢）奥氏体不锈钢）奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢克服了马氏体不锈钢耐蚀性不足和铁素体不锈钢脆性过大的不奥氏体不锈钢克服了马氏体不锈钢耐蚀性不足和铁素体不锈钢脆性过大的不足，具有良好的热加工性及一定的冷加工性，耐大气腐蚀（工业大气、海洋大足，具有良好的热加工性及一定的冷加工性，耐大气腐蚀（工业大气、海洋大气），耐土壤腐蚀，耐稀硫酸、中等浓度硝酸的腐蚀。奥氏体不锈钢的基本成气），耐土壤腐蚀，耐稀硫酸、中等浓度硝酸的腐蚀。奥氏体不锈钢的基本成分为分为l8Cr8Nil8Cr8Ni简称简称18-818-8钢。其特点是含碳量低于钢。其特点是含碳量低于0.10.1，利用，利用CrCr、NiNi配合获得单配合获得单相奥氏体组织。相奥氏体组织。奥氏体不锈钢一般用于制造生产硝酸、硫酸等化工设备构件、冷冻工业低奥氏体不锈钢一般用于制造生产硝酸、硫酸等化工设备构件、冷冻工业低温设备构件及经形变强化后可用作不锈钢弹簧和钟表发条等。温设备构件及经形变强化后可用作不锈钢弹簧和钟表发条等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点奥氏体不锈钢具有良好的抗均匀腐蚀的性能，但在局部抗腐蚀方面，仍存在下列问题：1.奥氏体不锈钢的晶间腐蚀奥氏体不锈钢的晶间腐蚀奥氏体不锈钢在450850保温或缓慢冷却时，会出现晶间腐蚀。含碳量越高，晶间蚀倾向性越大。此外，在焊接件的热影响区也会出现晶间腐蚀。这是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6。使其周围基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池而造成的。这种晶间腐蚀现象在前面提到的铁素体不锈钢中也是存在的。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点刀线腐蚀：刀线腐蚀：在稳定化奥氏体不锈钢上发生的一种焊缝区晶间腐蚀，侵蚀区很窄且距焊缝很近。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点工程上常采用以下几种方法防止奥氏体不锈钢的晶间腐蚀：（1）降低钢中的含碳量）降低钢中的含碳量，使钢中含碳量低于平衡状态下在奥氏体内的饱和溶解度，即从根本上解决了铬的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的问题。通常钢中含碳量降至0.03以下即可满足抗晶间腐蚀性能的要求。（2）加入）加入Ti、Nb等能形成稳定碳化物（等能形成稳定碳化物（TiC或或NbC）的元素）的元素，避免在晶界上析出Cr23C6，即可防上奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。（3）通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例）通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体+铁素体双相组织，其中铁素体占512。这种双相组织不易产生晶间腐蚀。（4）采用适当热处理工艺）采用适当热处理工艺，可以防止晶间腐蚀，获得最佳的耐蚀性。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点2.奥氏体不锈钢的应力腐蚀奥氏体不锈钢的应力腐蚀奥氏体不锈钢容易在含氯离子氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。当含Ni量达到810时，奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性最大，继续增加含Ni量至4550应力腐蚀倾向逐渐减小，直至消失。防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途径是加入24Si并从冶炼上将N含量控制在0.04以下。此外还应尽量减少P、Sb、Bi、As等杂质的含量。另外可选用A-F双用钢，它在Cl-和OH-介质中对应力腐蚀不敏感。当初始的微细裂纹遇到铁素体相后不再继续扩展，铁素体含量应在6%左右。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3.奥氏体不锈钢的形变强化奥氏体不锈钢的形变强化单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能，可以冷拔成很细的钢丝，冷轧成很薄的钢带或钢管。经过大量形变后，钢强度大力提高，尤其是在零下温度轧制时效果更为显著。抗拉强度可达2000MPa以上。这是因为除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发转变。奥氏体不锈钢经形变强化后可用来制造不锈弹簧、钟表发条、航空结构中的钢丝绳等。形变后若需焊接，则只能采用点焊工艺点焊工艺、形变使应力腐蚀倾向性增加。并因部分M转变而产生铁磁性，在使用时（如仪表零件中）应予以考虑。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点4.奥氏体不锈钢的热处理奥氏体不锈钢的热处理奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有：固溶处理、稳定化处理和去应力处理固溶处理、稳定化处理和去应力处理等。（1）固溶处理：）固溶处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解，然后快速冷却，得到过饱和固溶体的热处理工艺。一般将钢加热到10501150恒温保持后水淬，主要目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保留到室温，这样钢的耐蚀性会有很大改善。为了防止晶间腐蚀，通常采用固溶化处理，使Cr23C6溶于奥氏体中，然后快速冷却。对于薄壁件可采用空冷，一般情况采用水冷。（2）稳定化处理。）稳定化处理。一般是在固溶处理后进行，常用于含Ti、Nb的18-8钢，固溶处理后，将钢加热到850880保温后空冷，此时Cr的碳化物完全溶解，脱去钛的碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成Cr的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 （3）去应力处理。）去应力处理。去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力残余应力的热处理工艺。一般加热到300350回火。对于不含稳定化元素Ti、Nb的钢，加热温度不超过450，以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。对于超低碳和含Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接件，需在500950加热，然后缓冷，消除应力（消除焊接应力取上限温度），可以减轻晶间腐蚀倾向，并提高钢的抗应力腐蚀能力。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点iv）奥氏体）奥氏体-铁素体双相不锈钢铁素体双相不锈钢在奥氏体不锈钢的基础上，适当增加Cr含量并减少Ni含量，并与固溶化处理相配合，可获得具有奥氏体和铁素体的双相组织（含4060-铁素体）的不锈钢，典型钢号有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比有较好的焊接性，焊后不需热处理，而且其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性也较小。但由于含Cr量高，易形成相，使用时应加以注意。奥氏体-铁素体双相不锈钢广泛应用于海洋、石油、尿素、硫酸、磷酸、草酸工业。 v）沉淀硬化不锈钢）沉淀硬化不锈钢具有良好的加工性能和耐蚀性，经过热处理强化后，强度和硬度都会较高，常用在腐蚀条件不太苛刻、而要求耐磨擦、冲击的部件。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点2. 铝及铝合金：铝及铝合金：纯铝：熔点纯铝：熔点258258，相对密度，相对密度2.72.7，轻金属，良好的导热、导电、工艺加工，轻金属，良好的导热、导电、工艺加工性能，但强度较低。氧化膜具有保护作用，且被损坏后能自愈。其在一般的性能，但强度较低。氧化膜具有保护作用，且被损坏后能自愈。其在一般的中性、酸性（中性、酸性（pH48pH48，除过，除过HClHCl、HFHF、稀、稀H H2 2SOSO4 4、稀、稀HNOHNO3 3）以及有机溶剂中）以及有机溶剂中都很稳定，但在含有都很稳定，但在含有ClCl- -等阴离子介质中，会产生孔蚀等局部腐蚀。铝耐等阴离子介质中，会产生孔蚀等局部腐蚀。铝耐S S和和MSMS（如（如H H2 2S S、SOSO2 2）的腐蚀。高纯铝）的腐蚀。高纯铝99.899.9%99.899.9%用于制造浓用于制造浓HNOHNO3 3的高压釜、的高压釜、储罐、阀门等。储罐、阀门等。加入合金元素会使铝的机械强度提高，但耐腐蚀性能下降。加入合金元素会使铝的机械强度提高，但耐腐蚀性能下降。加入合金元素会使铝的机械强度提高，但耐腐蚀性能下降。加入合金元素会使铝的机械强度提高，但耐腐蚀性能下降。铝合金有铝合金有铝硅合金、铝镁合金、铝铜合金、铝锌合金、铝锰合金等。铝硅合金、铝镁合金、铝铜合金、铝锌合金、铝锰合金等。铝硅合金、铝镁合金、铝铜合金、铝锌合金、铝锰合金等。铝硅合金、铝镁合金、铝铜合金、铝锌合金、铝锰合金等。铝及铝合金的腐蚀：孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和电偶腐蚀。铝及铝合金的腐蚀：孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和电偶腐蚀。铝及铝合金的腐蚀：孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和电偶腐蚀。铝及铝合金的腐蚀：孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和电偶腐蚀。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3. 铜及铜合金：铜及铜合金：铜及铜合金具有优异的导热、导电性能，良好的塑性和韧性，广泛用于如铜及铜合金具有优异的导热、导电性能，良好的塑性和韧性，广泛用于如电力工业、石油工业、空调、汽车水箱等换热器、家用燃气热水器中。电力工业、石油工业、空调、汽车水箱等换热器、家用燃气热水器中。 铜及铜合金耐大气腐蚀：铜及铜合金耐大气腐蚀：铜及铜合金耐大气腐蚀：铜及铜合金耐大气腐蚀：CuCuCuCu2 2OCuCOOCuCO3 33Cu(OH)3Cu(OH)2 2保护膜，在工业大保护膜，在工业大气中形成气中形成CuSOCuSO4 43Cu(OH)3Cu(OH)2 2保护膜，在海洋大气中形成保护膜，在海洋大气中形成CuClCuCl2 23Cu(OH)3Cu(OH)2 2保护膜。保护膜。 铜及铜合金耐淡水、海水腐蚀：铜及铜合金耐淡水、海水腐蚀：铜及铜合金耐淡水、海水腐蚀：铜及铜合金耐淡水、海水腐蚀：在海水中的腐蚀率约为在海水中的腐蚀率约为0.05mm/a0.05mm/a，此外，此外铜铜铜铜离子对微生物有毒离子对微生物有毒离子对微生物有毒离子对微生物有毒，可以避免其附着，防止铜及铜合金发生生物腐蚀。，可以避免其附着，防止铜及铜合金发生生物腐蚀。一般，铜是一种耐蚀材料，但是在长期使用和暴露在强腐蚀性介质中时，一般，铜是一种耐蚀材料，但是在长期使用和暴露在强腐蚀性介质中时，考虑到设备的使用寿命，其腐蚀与防护就显的较为重要。考虑到设备的使用寿命，其腐蚀与防护就显的较为重要。苯并三氮唑苯并三氮唑苯并三氮唑苯并三氮唑（BTABTA）在一般的介质中对铜有着良好的缓蚀性能，其不足之处是价格高、有毒性、抗在一般的介质中对铜有着良好的缓蚀性能，其不足之处是价格高、有毒性、抗ClCl- -、分解能力差。、分解能力差。由于铜可与由于铜可与、CNCN- -离子形成络合物离子形成络合物、，会加，会加速铜及铜合金的腐蚀，也不耐硫化物腐蚀。速铜及铜合金的腐蚀，也不耐硫化物腐蚀。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 黄铜：黄铜：Cu-Zn合金。黄铜的“氨脆”（季裂）、脱锌腐蚀。在黄铜中加1%的锡能显著改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力，因此称为“海军黄铜海军黄铜” ，用作船舶热工设备和螺旋桨等。 白铜：白铜：Cu-Ni合金。 青铜：青铜：是历史上应用最早的一种合金，原指铜锡合金，因颜色呈青灰色，故称青铜。现在除黄铜 白铜外，其余的铜的合金统称青铜。为了改善合金的工艺性能和机械性能工艺性能和机械性能，大部分青铜内还加入其它合金元素，如Pb、Zn、P等。青铜可分为锡青铜和特殊青铜两类。锡青铜青铜可分为锡青铜和特殊青铜两类。锡青铜的铸造性能、抗磁性及低温韧性、减摩性能好和机械性能好，具有较好的耐蚀性，焊接性能好，收缩系数小，适合於制造轴承、蜗轮、齿轮等。锡青铜适于铸造形状复杂、壁厚较大的铸件，而不适宜铸造要求致密度高和密封性好的铸件。特殊青铜即无锡青铜，特殊青铜即无锡青铜，包括铝青铜、铅青铜、铍青铜、锰青铜、硅青铜等。包括铝青铜、铅青铜、铍青铜、锰青铜、硅青铜等。铝青铜强度高，无铁磁性，无偏析倾向，耐寒、耐热、耐磨性和耐蚀性好，用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，铅对黄铜的强度影响不大。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点铅青铜铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铍青铜和磷青铜铍青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好，适於制造精密弹簧和电接触元件。铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。 紫铜：紫铜：铜含量很高的铜呈紫红色，又称纯铜纯铜。其它杂质总量小于1。主要用于制作发电机、母线、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。 铜绿：铜绿：主要含有硫酸铜、碳酸铜、氯化铜。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3. 钛及钛合金：钛及钛合金：钛和钛合金是重要的新型金属材料，它们具有很多优良的综合性能，如熔钛和钛合金是重要的新型金属材料，它们具有很多优良的综合性能，如熔点高、密度小（钛的密度仅为点高、密度小（钛的密度仅为4.5g/cm4.5g/cm3 3，比钢轻，比钢轻42%42%左右）、比强度高、比断左右）、比强度高、比断裂韧性高、疲劳强度高、抗裂纹扩展能力好、可塑性好、易于加工、机械性能裂韧性高、疲劳强度高、抗裂纹扩展能力好、可塑性好、易于加工、机械性能好等，尤其是钛和钛合金的好等，尤其是钛和钛合金的抗腐蚀及自修复性能抗腐蚀及自修复性能抗腐蚀及自修复性能抗腐蚀及自修复性能非常好，即使把它们放在海水非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如初，其抗腐蚀性能远优于不锈钢。某些钛合金的最高中数年，取出后仍光亮如初，其抗腐蚀性能远优于不锈钢。某些钛合金的最高工作温度为工作温度为550550，预期可达，预期可达700700。因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、。因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、眼镜架、化工和通讯设备等工业部门。钛和钛合金的比强度高于其他轻船舶、眼镜架、化工和通讯设备等工业部门。钛和钛合金的比强度高于其他轻金属、钢和镍合金，并且这一优势可以保持到金属、钢和镍合金，并且这一优势可以保持到500500左右，因此某些钛合金适左右，因此某些钛合金适于制造燃气轮机部件。于制造燃气轮机部件。但钛材价格较为昂贵。约但钛材价格较为昂贵。约80%80%的钛用于航空和宇航工业。例如，美国的的钛用于航空和宇航工业。例如，美国的B-1B-1轰炸机的机体结构材料中，钛合金约占轰炸机的机体结构材料中，钛合金约占21%21%，主要用于制造机身、机翼和承力，主要用于制造机身、机翼和承力构件。构件。F-15F-15战斗机的机体结构材料，钛合金用量达战斗机的机体结构材料，钛合金用量达7t7t，约占结构重量的，约占结构重量的34%34%。波音波音757757客机的结构件，钛合金用量约占客机的结构件，钛合金用量约占5%5%，达，达3640kg3640kg。钛合金与人体具有很好的钛合金与人体具有很好的“ “相容性相容性” ”，因此可用来制造人造骨等。人造器，因此可用来制造人造骨等。人造器官用于人体后可以和人体组织官用于人体后可以和人体组织 相溶相溶 ，没有特别大的排斥反应，使人体感觉和，没有特别大的排斥反应，使人体感觉和本来的组织区别不大。本来的组织区别不大。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点第七章第七章 非金属材料的腐蚀和常用非金属材料非金属材料的腐蚀和常用非金属材料 材料从大的方面分为金属材料和非金属材料。非金属材料和金属材料在组成、结构、聚集态、机械性能组成、结构、聚集态、机械性能等方面存在千差万别。一般而言，非金属材一般而言，非金属材料的耐腐蚀性能优于金属材料料的耐腐蚀性能优于金属材料，因而在工程防腐蚀领域应用广泛。 随着腐蚀科学的发展，腐蚀研究的对象从金属扩展到了非金属。相应地，对腐蚀过程的研究也由化学和电化学反应为主扩大扩大到包括声、光、电、辐射声、光、电、辐射等物理因素等物理因素的作用。 非金属材料的腐蚀：非金属材料的腐蚀：非金属材料在腐蚀性介质、光、热、辐射、应力等作用下导致变质、丧失使用性能的现象。如老化、龟裂、腐烂、破坏等。 非金属材料又分为无机非金属材料和有机非金属材料。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 无机非金属材料种类繁多，但它们大多为硅酸盐材料硅酸盐材料。所谓硅酸盐材料是指主要由硅和氧组成的天然岩石（石英、花岗岩、石灰岩、白云石、大理石）、铸石、水泥、玻璃、陶瓷、搪瓷等，它们是以地球表层地壳中的岩石及岩石风化而成的粘土、砂砾为原料，经加工而成，其主要成分为各种氧化物，如SiO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、PbO等，SiO2含量很高，可超过50%。 玄武岩玄武岩，是由火山喷发出的岩浆冷却后，凝固而成的一种致密或泡沫状致密或泡沫状结构的岩石。火山爆发流出的岩浆温度高达1200左右，有一定的粘度，在地势平缓时，岩浆流动很慢，每分钟只流动几米远；遇到陡坡时，速度很快，它在流动过程中，携带着大量水蒸汽和气泡，冷却后，便形成了各种变异的形状。玄武岩常见的颜色多为黑色、黑褐或暗绿色。致密的玄武岩的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。泡沫状的玄武岩含气孔较多，重量较轻，有的甚至在水中可以浮起来，因此，也叫做浮石。将浮石搀在混凝土里，可以使混凝土重量减轻，但仍很坚固，同时有隔音、隔热等特点，是高层建筑轻质混凝土的良好骨料。一、无机非金属材料一、无机非金属材料我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 浮石还是很好的研磨材料浮石还是很好的研磨材料，可用来磨金属、磨石料；在工业上还可做过滤器、干燥器、催化剂等。玄武岩还用于一种铸钢工艺中，起到润滑剂的作用，可以延长铸膜寿命。玄武岩抽成的玻璃丝，比一般玻璃丝布抗碱性强，耐高温性能好。 铸石是将玄武岩经过熔化铸造、结晶处理，退火而成的材料。铸石比合金钢材料还坚硬而耐磨，比铅和橡胶都耐腐蚀。 在硅酸盐材料中，尤以陶瓷材料陶瓷材料的发展最为迅速，已形成一门新兴学科陶瓷材料。现代陶瓷作为结构材料和功能材料发挥的作用越来越大，应用范围非常广泛。现代陶瓷材料对性能有很高的要求，采用人工合成的碳化物、氮化物、硅化物等来制造。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点1.硅酸盐材料的腐蚀硅酸盐材料的腐蚀 表面腐蚀：表面腐蚀：硅酸盐材料表面与腐蚀介质直接接触发生的腐蚀现象。硅酸盐材料中的酸性氧化物SiO2会遭受NaOH、HF、H3PO4等的腐蚀，形成硅酸钠、氟硅酸、焦磷酸硅；硅酸盐材料中的碱性氧化物CaO、Ca(OH)2、Al2O3、Fe2O3等会遭受强酸腐蚀。 内部腐蚀：内部腐蚀：腐蚀介质或腐蚀产物通过空隙渗透到硅酸盐材料内部，发生物理、化学变化而引起的腐蚀。渗透增大了接触面积，加速腐蚀；结晶、生成新化合物、聚合膨胀内应力破坏。高层建筑不让贴瓷片、马赛克，主要是因为怕水泥发生内部腐蚀而发生脱落，造成伤亡。现代居民楼外墙体多为彩色粉刷。盐分(硫酸盐Na2SO4、CaSO4、MgSO4等)吸水结晶Na2SO410H2O(体积膨胀体积膨胀4倍倍！)、NaOH吸收CO2成Na2CO310H2O(体积膨胀体积膨胀1.5倍倍！)。水滴石穿！水滴石穿！Ca(OH)2+Na2SO4+2H2OCaSO42H2O+2NaOH体积膨胀体积膨胀2倍倍！CaOAl2O3xH2O+CaSO42H2O+H2OCaOAl2O33CaSO432H2O+Ca(OH)2体积膨胀体积膨胀2.5倍倍！这两种腐蚀形态往往结伴而行，相互促进，形成恶性循环，最终导致硅酸盐材料发生破坏。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 2.硅酸盐材料的腐蚀防护：硅酸盐材料的腐蚀防护：选用耐蚀水泥、添加钢筋阻锈剂，提高密实度，抗渗透，做耐蚀层，如玻璃钢层、环氧树脂、涂层（氯磺化聚氯乙烯涂料、聚苯乙烯、环氧煤焦油等），预埋穿墙套管，不随便开口、破坏混凝土结构，采用花岗岩面层，对钢筋进行电化学保护等等。举例：（1）高压钠灯：）高压钠灯：高压钠灯的外罩是玻璃。里面的灯管是氧化铝陶瓷，又叫人造刚玉，是一种高温结构陶瓷。高温结构陶瓷是新型无机非金属材料中的一类。为什么高压钠灯的灯管要用氧化铝陶瓷来制造呢?提示提示1.灯内温度高达1400。2.钠蒸汽具有强烈的腐蚀作用。钠蒸汽放电发光问题早在1950年就得以解决，由于没有一种能抵御钠蒸汽强烈腐蚀的特殊材料，直到15年之后的1965年才制出第一支高压钠灯。由此说明材料对科技发展的巨大影响。 氧化铝陶瓷的主要性能和用途如下：氧化铝陶瓷的主要性能和用途如下： 性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温 用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯灯管用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯灯管我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点（2）普通柴油机：）普通柴油机：普通柴油机是由什么材料制造的?为什么普通柴油机都有一个大水箱?大水箱会产生什么不良后果?要克服这些缺点，理想的材料应具有什么性能?氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、不易传热等优点。用它做的柴油机，不需用水冷却，热效率高。目前，世界上只有我国等少数国家能够制造这种柴油机。除此之外，还有碳化硅陶瓷等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点有机非金属材料，如塑料、橡胶、树脂、化学纤维、涂料、胶黏剂等塑料、橡胶、树脂、化学纤维、涂料、胶黏剂等。有机高分子材料的腐蚀主要是物理、化学的作用，主要取决于化学键的有机高分子材料的腐蚀主要是物理、化学的作用，主要取决于化学键的稳定性。稳定性。有机高分子材料在常温、酸、碱、盐的水溶液中具有较高的耐腐蚀性能，但在温度较高的环境、有机介质中耐腐蚀性能较差，不如金属。高分子材料的成分、结构、聚集态和添加物以及腐蚀介质的多样性，高分子材料的腐蚀行为和机理与金属材料明显不同，特别是由于高分子材料普遍应用的历史不长，对高分子材料腐蚀的研究远不如对金属材料腐蚀研究得深入和透彻。考虑到高分子材料在工程领域中的应用越来越重要，迫切需要加强对高分子材料腐蚀的研究。高分子材料是由分子量特别大的高分子化合物构成的一类材料。通常高分子化合物的分子量高达5060万。一般低分子化合物的分子所含的原子数为几个、几十个，甚至是几百个，很少有几千个以上的，而高分子化合物的分子所含的原子数，却少有几千以下的，大都是几万到几百万，甚至更大。所以，高分子材料是分子量特别大的化合物，而且它们又大都是由小分子以一定方式重复连接起来的。二、有机非金属材料二、有机非金属材料我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点高分子材料有天然和人工合成两大类：天然高分子材料天然高分子材料包括纤维素、淀粉、蛋白质、石棉和云母等；人工合成高分子材料人工合成高分子材料包括热固性塑料、热塑性塑料和弹性体三类。人工合成高分子材料称为高分子合成材料，一般具有天然高分子材料不具备的优异性能，是高分子化工生产和研究的主要对象。其中，热固性塑料热固性塑料具有网状的立体结构，经过一次受热软化（或熔化）及冷却凝固成型后，再进行加热就不再软化，强热可使其分解破坏，因此不能反复塑制；热塑性塑料热塑性塑料具有链状的线性立体结构，受热软化，可反复塑制；弹性弹性体体是具有高弹性（弹性应变可高达500%）的橡胶。热塑性塑料又可分为普热塑性塑料又可分为普通塑料和工程塑料通塑料和工程塑料两类：前者仅能作为非结构材料，而后者具有较好的性能，可作为结构材料使用。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点1、有机高分子材料的性能：、有机高分子材料的性能：优良的耐化学腐蚀性、加工性能、质轻、强度较高、绝缘性好等；但在有机溶剂介质中耐蚀性能不如金属。如尼龙在较稀的酸碱溶液中较耐腐蚀，而在较浓的酸碱溶液中则会发生腐蚀；聚四氟乙烯、聚苯硫醚等结晶态高聚物几乎不溶于任何溶剂，具有极好的耐溶剂性。如裤子上的橡皮筋遭受到新家具散发出的甲醛的溶胀腐蚀。乙酸乙酯对于塑料的溶胀开裂等，酸度计下端塑料与热的乙酸乙酯接触。2、有机高分子材料腐蚀的特点：、有机高分子材料腐蚀的特点：腐蚀介质从有机高分子材料表面向其内部的扩散渗透，发生腐蚀破坏；有机高分子材料中的某些组分从内部向外部的扩散迁移，溶解于腐蚀介质中。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点3. 有机高分子材料的腐蚀形态有机高分子材料的腐蚀形态 物理腐蚀：溶胀、溶解、开裂物理腐蚀：溶胀、溶解、开裂有机高分子材料的溶解分为溶胀和溶解两个阶段溶胀和溶解两个阶段。溶胀阶段：溶剂小分子溶剂小分子进入有机高分子内部发生溶剂化作用，引起高分子材料体积膨胀、重量增加，但由于高分子的空间体积较大，分子间又相互缠绕，很难扩散到溶剂中去。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 对于多数的高分子材料来说，在溶剂作用下，都会发生溶胀，但对于多数的高分子材料来说，在溶剂作用下，都会发生溶胀，但溶胀的程溶胀的程溶胀的程溶胀的程度度度度与有机高分子材料与腐蚀介质的浸润性、有机高分子的空间结构（线性分子、与有机高分子材料与腐蚀介质的浸润性、有机高分子的空间结构（线性分子、多支链、团絮状、结晶度的高低、交联程度的大小）、空腔、缺陷等因素有关。多支链、团絮状、结晶度的高低、交联程度的大小）、空腔、缺陷等因素有关。温度升高会使有机高分子的链段热运动加快，甚至变形，也会使扩散渗透加速，温度升高会使有机高分子的链段热运动加快，甚至变形，也会使扩散渗透加速，溶胀、溶解速度加快。溶胀、溶解速度加快。 有机高分子材料发生溶胀后，是否会有机高分子材料发生溶胀后，是否会进一步发生溶解进一步发生溶解进一步发生溶解进一步发生溶解，则取决于有机高分，则取决于有机高分子的空间结构，如线性结构的高分子溶解性较好；网状交联结构的有机高分子子的空间结构，如线性结构的高分子溶解性较好；网状交联结构的有机高分子只能发生溶胀，而不会发生溶解，随交联程度的增加，其溶胀程度也会降低。只能发生溶胀，而不会发生溶解，随交联程度的增加，其溶胀程度也会降低。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点有机高分子材料的耐溶剂性粗略判断：有机高分子材料的耐溶剂性粗略判断：有机高分子材料的耐溶剂性粗略判断：有机高分子材料的耐溶剂性粗略判断： 相似相容原理：相似相容原理：相似相容原理：相似相容原理：极性溶质溶于极性溶剂；非极性溶质溶于非极性溶剂；极性溶质溶于极性溶剂；非极性溶质溶于非极性溶剂；极性大的溶质溶于极性大的溶剂，极性小的溶质溶于极性小的溶剂。极性大的溶质溶于极性大的溶剂，极性小的溶质溶于极性小的溶剂。天然橡胶、天然橡胶、聚乙烯、聚丙烯等非极性高聚物易溶于汽油、苯、甲苯等非极性溶剂（塑料袋聚乙烯、聚丙烯等非极性高聚物易溶于汽油、苯、甲苯等非极性溶剂（塑料袋渗油），而在强极性的酸、碱、盐水溶液中具有很好的耐蚀性能。极性的高分渗油），而在强极性的酸、碱、盐水溶液中具有很好的耐蚀性能。极性的高分子如聚乙烯醇、缩醛、聚酰胺等不溶或难溶于烷烃、苯、甲苯等非极性溶剂，子如聚乙烯醇、缩醛、聚酰胺等不溶或难溶于烷烃、苯、甲苯等非极性溶剂，但在强极性的水、醇、酚等介质中，会发生溶胀或溶解。当然也有例外，如非但在强极性的水、醇、酚等介质中，会发生溶胀或溶解。当然也有例外，如非极性的聚四氟乙烯塑料几乎不溶于任何溶剂！极性的聚四氟乙烯塑料几乎不溶于任何溶剂！ 溶解度参数相近：溶解度参数相近：溶解度参数相近：溶解度参数相近：1.72.52.5不溶解；不溶解；1.72.51.72.5部分溶解。部分溶解。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 化学腐蚀：水解、氧化（老化）、取代反应、交联反应化学腐蚀：水解、氧化（老化）、取代反应、交联反应化学腐蚀：水解、氧化（老化）、取代反应、交联反应化学腐蚀：水解、氧化（老化）、取代反应、交联反应 有机高分子材料中含有一些活性的官能团，能与特定的介质发生化学反有机高分子材料中含有一些活性的官能团，能与特定的介质发生化学反应，导致有机高分子材料的性能改变，这就是有机高分子材料的化学腐蚀破应，导致有机高分子材料的性能改变，这就是有机高分子材料的化学腐蚀破坏。坏。 水解：水解：水解：水解：醚键醚键-O-O-、酯键、酯键 、酰胺键、酰胺键 等可与酸碱的水等可与酸碱的水溶液发生水解反应。水解活化能越小，越易发生水解。溶液发生水解反应。水解活化能越小，越易发生水解。 氧化（老化）：氧化（老化）：氧化（老化）：氧化（老化）：如天然橡胶、聚乙烯、聚丙烯等在辐射、紫外线等作如天然橡胶、聚乙烯、聚丙烯等在辐射、紫外线等作用下与氧发生氧化反应。这是因为有机高分子中含有不饱和键、叔碳、支链用下与氧发生氧化反应。这是因为有机高分子中含有不饱和键、叔碳、支链等。因此，有机高分子材料中一般要加入适量的抗氧化剂（抗老剂）。聚四等。因此，有机高分子材料中一般要加入适量的抗氧化剂（抗老剂）。聚四氟乙烯具有极好的抗氧化性。氟乙烯具有极好的抗氧化性。 光、热作用下的取代反应光、热作用下的取代反应光、热作用下的取代反应光、热作用下的取代反应 交联反应：交联反应：交联反应：交联反应：如软聚氯乙烯发生硬化变脆（增塑剂挥发、交联反应）、如软聚氯乙烯发生硬化变脆（增塑剂挥发、交联反应）、塑料盆塑料盆 温度升高会加快这些化学腐蚀的反应速率。温度升高会加快这些化学腐蚀的反应速率。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 应力腐蚀：应力腐蚀：应力腐蚀：应力腐蚀：产生银纹、裂纹、断裂。银纹、裂纹蚀材料的力学性能产生银纹、裂纹、断裂。银纹、裂纹蚀材料的力学性能下降，断裂使材料完全破坏。下降，断裂使材料完全破坏。 微生物腐蚀：微生物腐蚀：微生物腐蚀：微生物腐蚀：摄食、分解有机物、分泌酸液、繁殖，导致腐蚀、密摄食、分解有机物、分泌酸液、繁殖，导致腐蚀、密封性下降、丧失绝缘性、电路短路等。封性下降、丧失绝缘性、电路短路等。 (5)(5)(5)(5)选择性腐蚀：选择性腐蚀：选择性腐蚀：选择性腐蚀：高分子材料中的一种或几种成分有选择性的溶出、变质高分子材料中的一种或几种成分有选择性的溶出、变质破坏等。破坏等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点复合材料：复合材料：以玻璃钢为例玻璃钢玻璃钢:以玻璃纤维或其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作增强材料的增强塑料，是人类20世纪初开发出的一种新型复合材料，它具有质轻、高质轻、高强、防腐、保温、绝缘、隔音等诸多优点强、防腐、保温、绝缘、隔音等诸多优点。玻璃钢以玻璃纤维或其制品作增强材料，强度较高，与钢相近，在某些场合可以代替钢材，所以称为玻璃钢。玻璃钢的分类：玻璃钢的分类：根据所使用的树脂品种不同，可将玻璃钢分为聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢等。玻璃钢有透明的，也有不透明的。玻璃钢属于优质复合材料：玻璃钢属于优质复合材料：耐腐蚀、寿命长。它对酸、碱、盐、油等各种腐蚀介质都具有很高的耐腐蚀性能。普通PVC寿命为15年，而玻璃钢寿命为50年，与建筑物寿命基本相同。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点第八章第八章 石油工业中的腐蚀问题石油工业中的腐蚀问题 石油工业中的腐蚀是一个非常普遍的问题。近年来，世界范围内的原油变劣、变重，S、N、酸值（原油质量、人为（高温高压酸化压裂、二次三次采油）、加工深度，腐蚀问题较之以前更为严重，日益提到议事日程上。 每年，石油工业由于腐蚀而造成巨大的直接和间接的经济损失，每年用于防腐工程的投资约达20亿美元。 一、研究石油工业中的腐蚀问题的重要性一、研究石油工业中的腐蚀问题的重要性 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点造成油气田设备腐蚀的主要因素：造成油气田设备腐蚀的主要因素：溶解氧溶解氧溶解氧溶解氧实验表明，钢铁的腐蚀速率与水中溶解的氧气量成正比，这是实验表明，钢铁的腐蚀速率与水中溶解的氧气量成正比，这是因为氧气是阴极反应的因为氧气是阴极反应的强去极化剂强去极化剂强去极化剂强去极化剂，加速了腐蚀进行。还会造成氧浓差电池、，加速了腐蚀进行。还会造成氧浓差电池、缝隙腐蚀、孔蚀等。缝隙腐蚀、孔蚀等。溶解的溶解的溶解的溶解的COCO2 2 石炭酸造成酸性全面腐蚀，如油气储罐的底部、凝析气井、石炭酸造成酸性全面腐蚀，如油气储罐的底部、凝析气井、锅炉回水管等；局部腐蚀。锅炉回水管等；局部腐蚀。COCO2 2可与烃类可与烃类3:13:1体积溶解。体积溶解。COCO2 2腐蚀：腐蚀：腐蚀：腐蚀：油田井下管道的油田井下管道的COCO2 2腐蚀、应力腐蚀。腐蚀速率可达腐蚀、应力腐蚀。腐蚀速率可达58mm/a58mm/a。镇海石化总厂化肥厂镇海石化总厂化肥厂COCO2 2高压水冷器采用壁厚为高压水冷器采用壁厚为3mm3mm的的304L304L不锈钢，投产后不锈钢，投产后1.51.5月就发生腐蚀穿孔导致泄漏；换用月就发生腐蚀穿孔导致泄漏；换用2RE692RE69不锈钢后，不锈钢后，4040多天就因腐蚀而报废。多天就因腐蚀而报废。二、油、气开采中的腐蚀问题二、油、气开采中的腐蚀问题我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点影响影响CO2腐蚀的因素：腐蚀的因素：a. CO2分压：分压：是影响CO2腐蚀速率的主要因素。研究表明当CO2分压低于0.05MPa时，观察不到孔蚀。b. 温度：温度：不同的温度区间，反应和速率不同。150，腐蚀产物膜的晶粒细小、均匀、致密、附着力强，具有一定的保护性，腐蚀速率下降。含CO2油气井的局部腐蚀由于温度的影响常常选择性的发生在井的某一深处。 c. 腐蚀产物膜的性质：腐蚀产物膜的性质：组成、结构、形态、附着力、完好程度等。若系统中存在少量H2S，则会产生FeS膜，可改善膜的保护作用，但会诱发孔蚀。 d.流速：流速：很重要的影响因素。流速大，会使得腐蚀产物膜难以生成、完善，也会影响缓蚀剂的作用。研究表明当流速10m/s时，缓蚀剂已不起作用。因此，控制流速非常重要。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点CO2腐蚀的控制：腐蚀的控制：a. 合理选材：合理选材：选用耐蚀合金钢，如13Cr不锈钢、22-25Cr-双相不锈钢。在150下，13Cr不锈钢在含有CO2和Cl-的溶液中具有良好的耐蚀性。 b.改善使用环境：改善使用环境：大量采用乙二醇、甲醇防止和控制CO2水合物的生成，从而抑制CO2腐蚀。控制pH值在合适的范围内。c. 添加缓蚀剂：添加缓蚀剂：含氮化合物（如胺类、酰胺类、亚胺类、咪唑啉类等）或有机磷膦酸盐。 d.定期清管。定期清管。 e.阴极保护。阴极保护。 f.覆盖层保护法。覆盖层保护法。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 溶解的溶解的溶解的溶解的HH2 2S S、S S 氢硫酸的电化学腐蚀，氢脆、硫酸盐还原菌的生物腐氢硫酸的电化学腐蚀，氢脆、硫酸盐还原菌的生物腐氢硫酸的电化学腐蚀，氢脆、硫酸盐还原菌的生物腐氢硫酸的电化学腐蚀，氢脆、硫酸盐还原菌的生物腐蚀等蚀等蚀等蚀等。高含硫原油产量不断提高，一般原油的含硫量越大，腐蚀性越强。开。高含硫原油产量不断提高，一般原油的含硫量越大，腐蚀性越强。开采过程中的硫化物应力腐蚀开裂。采过程中的硫化物应力腐蚀开裂。 高矿化度的水高矿化度的水高矿化度的水高矿化度的水，ClCl- -含量有时会高达含量有时会高达6g/L6g/L，高浓度的，高浓度的CaCa2+2+、MgMg、SOSO4 42-2-、COCO3 32-2-离子等会使得生产、输送管线严重结垢。还有其它一些物质会形成沉积离子等会使得生产、输送管线严重结垢。还有其它一些物质会形成沉积物，严重的会堵塞管道。生产井含水量有时高达物，严重的会堵塞管道。生产井含水量有时高达90%90%以上、以上、pHpH值（酸碱性）值（酸碱性） 流速：流速：流速：流速：冲刷腐蚀冲刷腐蚀 温度：温度：温度：温度：井底温度有时高达井底温度有时高达200200以上。以上。 压力：压力：压力：压力：井底压力很大。井底压力很大。 酸腐蚀：酸腐蚀：酸腐蚀：酸腐蚀：高含酸原油高温环烷酸腐蚀高含酸原油高温环烷酸腐蚀 油田注水管线、冷却器水管线以油田注水管线、冷却器水管线以及锅炉等需要定期采用盐酸溶液清除污垢，在酸洗时为防止强腐蚀发生，需及锅炉等需要定期采用盐酸溶液清除污垢，在酸洗时为防止强腐蚀发生，需要向酸洗液中添加缓蚀剂。酸化增产使用的盐酸会对设备管线造成孔蚀、酸要向酸洗液中添加缓蚀剂。酸化增产使用的盐酸会对设备管线造成孔蚀、酸腐蚀。腐蚀。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 生物腐蚀：生物腐蚀：生物腐蚀：生物腐蚀：生物腐蚀在油田系统普遍存在。由生物腐蚀在油田系统普遍存在。由硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（SRBSRB）等引起的生物腐蚀尤为严重。油田注水系统等引起的生物腐蚀尤为严重。油田注水系统铁细菌铁细菌铁细菌铁细菌大量繁殖：水的浑浊度和大量繁殖：水的浑浊度和色度增加，有时色度增加，有时pHpH值发生变化；铁含量增加；溶解氧减少；过滤器管线和设值发生变化；铁含量增加；溶解氧减少；过滤器管线和设备里红褐色腐蚀沉淀物，有时会发生堵塞；注水能力降低，井口压力增高；备里红褐色腐蚀沉淀物，有时会发生堵塞；注水能力降低，井口压力增高；最适宜温度最适宜温度20252025，pHpH在在714714。油、气开采大多深井作业，要求套管的强度高、在使用中承受的应力大，油、气开采大多深井作业，要求套管的强度高、在使用中承受的应力大，采油中高度矿化的水、溶解氧、采油中高度矿化的水、溶解氧、H H2 2S S、COCO2 2、无机盐等，以及近年来为提高石、无机盐等，以及近年来为提高石油开采率，多采用二次、三次采油大量使用油田化学助剂、酸性气体等，更油开采率，多采用二次、三次采油大量使用油田化学助剂、酸性气体等，更造成了很大的腐蚀浪费和潜在危害。还有，生物腐蚀在油、气生产中也造成造成了很大的腐蚀浪费和潜在危害。还有，生物腐蚀在油、气生产中也造成了严重的损害，如了严重的损害，如80%80%的油气管线的腐蚀都和硫酸盐还原菌（的油气管线的腐蚀都和硫酸盐还原菌（SRBSRB）有很大）有很大的关系。海上采油设备长期处于潮湿的盐气环境中，浮冰上的海上钻井平台的关系。海上采油设备长期处于潮湿的盐气环境中，浮冰上的海上钻井平台遭受海水腐蚀的作用。遭受海水腐蚀的作用。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点油、气管线输送是石油及天然气运输的主要支柱，此外还有铁路、公路运油、气管线输送是石油及天然气运输的主要支柱，此外还有铁路、公路运输，但较管道运输成本都很高，一般只用于短途运输。输，但较管道运输成本都很高，一般只用于短途运输。管线腐蚀是管线在各种环境因素作用下发生化学反应，使管线性能下降、管线腐蚀是管线在各种环境因素作用下发生化学反应，使管线性能下降、状态改变，直至损坏变质的一种自然现象。而管道的腐蚀直接影响着管线的使状态改变，直至损坏变质的一种自然现象。而管道的腐蚀直接影响着管线的使用寿命。管道与管线的关系：部分或个别管道可以更换，但若相当多的管道部用寿命。管道与管线的关系：部分或个别管道可以更换，但若相当多的管道部分遭到破坏，那就会造成整条管线的报废。如衣服和补丁一样。这二者之间，分遭到破坏，那就会造成整条管线的报废。如衣服和补丁一样。这二者之间，还不太一样，补丁多了，腐蚀还会加重。还不太一样，补丁多了，腐蚀还会加重。管线腐蚀往往会造成重大经济损失、人员伤亡及环境污染等恶性后果管线腐蚀往往会造成重大经济损失、人员伤亡及环境污染等恶性后果管线腐蚀往往会造成重大经济损失、人员伤亡及环境污染等恶性后果管线腐蚀往往会造成重大经济损失、人员伤亡及环境污染等恶性后果。我。我国目前国目前80%80%以上的在役油、气长输管线超过了设计寿命，已进入事故多发期。以上的在役油、气长输管线超过了设计寿命，已进入事故多发期。近年，还有新建的管线，使用近年，还有新建的管线，使用1 12 2年就发生腐蚀穿孔年就发生腐蚀穿孔, ,出现油、气泄漏的现象也出现油、气泄漏的现象也时有发生。时有发生。19881988年全国发生油气管道事故年全国发生油气管道事故248248起，其中由于腐蚀引起的就占到起，其中由于腐蚀引起的就占到202202起。在诸多油气设施中，尤以油气管线腐蚀事故最为触目惊心。起。在诸多油气设施中，尤以油气管线腐蚀事故最为触目惊心。三、油、气输送中的腐蚀问题三、油、气输送中的腐蚀问题我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点西气东输西气东输西气东输西气东输管线西起新疆塔里木盆地，东至上海，全长管线西起新疆塔里木盆地，东至上海，全长40004000公里，经历了复公里，经历了复杂恶劣的多种环境，沿途有湖泊沼泽、盐渍地区，又有戈壁滩、沙石区，土壤杂恶劣的多种环境，沿途有湖泊沼泽、盐渍地区，又有戈壁滩、沙石区，土壤环境复杂。在该条管线上采用了先进的新型外腐蚀涂层加外加电流的阴极保护环境复杂。在该条管线上采用了先进的新型外腐蚀涂层加外加电流的阴极保护的联合保护措施。管外腐蚀涂层采用环氧粉末的联合保护措施。管外腐蚀涂层采用环氧粉末/ /环氧粉末环氧粉末/ /聚乙烯三层结构。聚乙聚乙烯三层结构。聚乙烯防腐专用料具有耐热、耐老化、强度高、清洁、使用方便等特点。塔里木油烯防腐专用料具有耐热、耐老化、强度高、清洁、使用方便等特点。塔里木油田在源头建设防腐监测体系，高效管控条天然气输送管道，提高运行安全性。田在源头建设防腐监测体系，高效管控条天然气输送管道，提高运行安全性。20042004年年1010月月1 1日，西气东输工程全线投产。我国中东部地区日，西气东输工程全线投产。我国中东部地区1414个省市、个省市、8686个城市个城市的的3 3亿多居民正在享受着西气东输的实惠。塔里木油田向西气东输管道的日供气亿多居民正在享受着西气东输的实惠。塔里木油田向西气东输管道的日供气量量20082008年已达年已达40004000万万mm3 3，这条能源大动脉运行的安全性也越来越受到重视。一，这条能源大动脉运行的安全性也越来越受到重视。一月一次的月一次的阴极保护测试阴极保护测试阴极保护测试阴极保护测试、一年一次的、一年一次的管道外防护层检漏管道外防护层检漏管道外防护层检漏管道外防护层检漏、对重点管道及时进行、对重点管道及时进行管道内腐蚀检测管道内腐蚀检测管道内腐蚀检测管道内腐蚀检测，以及深入田间地头对农民进行，以及深入田间地头对农民进行管道保护宣传管道保护宣传管道保护宣传管道保护宣传等。等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点西气东输二线工程是连接中亚进口气源及国内塔里木气田、准噶尔气田、西气东输二线工程是连接中亚进口气源及国内塔里木气田、准噶尔气田、吐哈气田、长庆气田与沿线中西部地区、华东、华南、长江三角洲、珠江三角吐哈气田、长庆气田与沿线中西部地区、华东、华南、长江三角洲、珠江三角洲等用气市场的重要战略通道。工程西起新疆的霍尔果斯，东达上海，南抵广洲等用气市场的重要战略通道。工程西起新疆的霍尔果斯，东达上海，南抵广州、香港，跨州、香港，跨1414个省（区、市），包括个省（区、市），包括1 1条干线和条干线和8 8条支干线，总投资约条支干线，总投资约15001500亿亿元。干线全长元。干线全长4918km4918km，管径，管径1219mm1219mm，年输气量，年输气量300300亿亿mm3 3。全线总里程达到。全线总里程达到86008600多公里。工程建设以宁夏中卫为界分为东西两段。西段干线霍尔果斯至中卫段，多公里。工程建设以宁夏中卫为界分为东西两段。西段干线霍尔果斯至中卫段，长长2410km2410km，设计压力，设计压力12MPa12MPa；东段干线中卫至广东、香港段，长；东段干线中卫至广东、香港段，长2477km2477km，设计，设计压力压力10MPa10MPa。20092009年年6 6月月4 4日西气东输二线西段工程管线主体焊接完工，意味着中亚进口日西气东输二线西段工程管线主体焊接完工，意味着中亚进口气源和国内西气东输一、二线及陕京一、二线全部连通，也意味着这些主干网气源和国内西气东输一、二线及陕京一、二线全部连通，也意味着这些主干网架和塔里木气田、长庆气田等主供气区互联，我国的天然气供应从此将告别架和塔里木气田、长庆气田等主供气区互联，我国的天然气供应从此将告别“ “单线吊葫芦单线吊葫芦” ”的单一格局，而形成多气源互供、主网架相连，供气更为安全可的单一格局，而形成多气源互供、主网架相连，供气更为安全可靠的全新格局。靠的全新格局。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点西气东输二线途经沙漠、戈壁、黄土冲沟、丘陵、平原、水网、山地、海西气东输二线途经沙漠、戈壁、黄土冲沟、丘陵、平原、水网、山地、海底等各种地貌，控制性工程多达底等各种地貌，控制性工程多达2020多处，技术难度前所未有。目前，该工程已多处，技术难度前所未有。目前，该工程已创下诸多纪录：工程是国内首次实施创下诸多纪录：工程是国内首次实施X80X80高钢级、高钢级、1219mm1219mm大口径、大口径、12MPa12MPa高压高压力的管道工程，力的管道工程，X80/1219mmX80/1219mm口径钢管的输送压力、管径、壁厚等综合参数在国口径钢管的输送压力、管径、壁厚等综合参数在国际上尚属首次；管道预计钢材用量近际上尚属首次；管道预计钢材用量近500500万吨，万吨，X80X80级钢材用量达级钢材用量达278278万吨。第万吨。第一次在国内采用一次在国内采用CRCCRC全自动焊接工艺；在新疆段施工中，创下了连续全自动焊接工艺；在新疆段施工中，创下了连续20482048道焊道焊口一次焊接合格率口一次焊接合格率100%100%的纪录。的纪录。X80X80热轧卷板和宽厚板国产率达到热轧卷板和宽厚板国产率达到100%100%。目前，。目前，中国石油已掌握并拥有中国石油已掌握并拥有X80X80管线钢的标准、检测、实验、制管成套技术知识产管线钢的标准、检测、实验、制管成套技术知识产权，达到世界领先水平。权，达到世界领先水平。1616项管材管件标准和项管材管件标准和1717项施工技术标准已发布执行，项施工技术标准已发布执行，并已取得并已取得CYW-1422CYW-1422型垂直液压冷弯管机研制、基于应变的管道设计方法研究、型垂直液压冷弯管机研制、基于应变的管道设计方法研究、X80X80钢管现场焊接工艺研究、钢管现场焊接工艺研究、3PE3PE防腐涂层剂涂装工艺研究等防腐涂层剂涂装工艺研究等6 6项阶段性成果。项阶段性成果。3PE3PE（聚乙烯防腐）、（聚乙烯防腐）、CTECTE（煤焦油瓷漆）防腐、（煤焦油瓷漆）防腐、FBEFBE（熔结环氧粉末）防（熔结环氧粉末）防腐、以及管道内涂防腐。管道的聚氨酯保温。腐、以及管道内涂防腐。管道的聚氨酯保温。目前，全世界范围内管线正以每年目前，全世界范围内管线正以每年4 4万公里的速度增长。万公里的速度增长。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点油、气长输管线的腐蚀因素分析：油、气长输管线的腐蚀因素分析：对预防管线事故，延长管线寿命具有十分重要的指导意义。 温度：温度：原油、重油等在管路输送过程中，由于温度逐渐降低，粘度逐渐增大，甚至会发生凝固。因此在输送时，必须采取加热保温措施，如加蒸汽伴管、夹套和电热带等，以维持物料一定的温度。伴热设计，主要是选择伴热类型、伴热介质和保温结构。成品油管线拌热蒸汽量少用(节省能源)。伴热介质有热水、水蒸汽、联苯、联苯醚等。有些物料操作温度较低，要求载热体的温度也不高，可以选用热水或低压蒸汽作为载热体。如物料操作温度较高，则要求载热体的温度也较高，则可以采用水蒸汽作为载热体。当物料操作温度很高，要求载热体的温度也很高时，采用水蒸汽作为载热体伴热，经济上就不合理，提高水蒸汽的饱和温度，成本就要上去。常见的是直接依油管并排加一根蒸汽管，再包上保温材料，末端加装一个自动疏水器。可以通过控制蒸汽管道上前端的截止阀或调节阀开度来来控制温度。根据化学理论，反应速度常数和扩散系数都与温度呈指数关系增长。温度的升高将大大加快管线的腐蚀速度。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 压力：压力：油、气长输管道承受着很高的压力，压力是造成应力腐蚀开裂的主要因素之一。硫化物应力腐蚀开裂、氢致开裂、氢腐蚀等都与压力大小有直接的关系。压力越高，使用寿命越短。 电偶腐蚀：电偶腐蚀：在长输管线设施中，不同金属或合金材料之间的接触或连接往往是不可避免的。电偶腐蚀中，电位较负的金属腐蚀速度加大，而电位较正的金属则得到保护。一般来讲，电位差越大，电偶腐蚀越严重。此外，电偶腐蚀还与材料的极化率、腐蚀电池中阳极面积与阴极面积的比值、溶液电阻的大小、介质条件等因素有关。 焊缝：焊缝：在长输系统中，通常在焊缝处的腐蚀问题比其他的部位更加严重。其原因主要有以下几点：由于焊接时急热急冷，引起母材的组织发生变化而产生电偶腐蚀；另外，由于焊接残余应力的存在，容易引起应力腐蚀开裂。管道焊缝补口时，由于补口技术难度较大、要求较高，往往施工时难以达到，而导致焊接区穿孔。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点聚脲补口施工：聚脲补口施工：聚脲防腐技术是采用专业设备将一定理化性能的以聚脲为主的防腐材料，喷涂在经过除锈处理的金属表面和等离子极化处理的非金属材料、容易塌缩的保温材料上的表面成型防腐技术，成型后聚脲防护层封闭了保温材料表面的微观开孔和缝隙，不仅提高了保温效果的同时，还大大增强了保温层的机械强度，在抗塌缩性、防水性及耐候性上表现良好。该防腐技术克服了传统的辐射交联防腐的防腐带需厂家提前定制，而传统的防腐漆膜太薄、抗冲击差的缺点，该技术正以其优异的抗冲击性、防腐蚀性、以及成型容易的诸多优点，逐渐成为传统的现场防腐技术的替代。 辐射交联防腐技术：辐射交联防腐技术：可实现现场的弯头、焊口、变径、三通等，无法在厂内实现连续防腐施工的钢质管件的防腐需要。 我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 土壤环境土壤环境土壤环境土壤环境 长输管线绝大部分是埋在地下的，而且由于其跨度大，通过地段的土壤情长输管线绝大部分是埋在地下的，而且由于其跨度大，通过地段的土壤情况差别很大，由于土壤接触而引起的腐蚀占腐蚀总量的比例是最大的，可以说况差别很大，由于土壤接触而引起的腐蚀占腐蚀总量的比例是最大的，可以说研究长输管线的腐蚀问题主要就是研究其与土壤接触的腐蚀问题。研究长输管线的腐蚀问题主要就是研究其与土壤接触的腐蚀问题。土壤腐蚀是一个极其复杂的问题，其原因是土壤情况千差万别，同一根输土壤腐蚀是一个极其复杂的问题，其原因是土壤情况千差万别，同一根输油管在某些地段腐蚀极为严重，而在另一地段却很完好，这些都与土壤的结构、油管在某些地段腐蚀极为严重，而在另一地段却很完好，这些都与土壤的结构、组成和性质的变化有关。组成和性质的变化有关。 杂散电流的影响杂散电流的影响杂散电流的影响杂散电流的影响 在不少情况下，杂散电流可导致地下金属设施的严重腐蚀破坏。但杂散电在不少情况下，杂散电流可导致地下金属设施的严重腐蚀破坏。但杂散电流流过埋地管道时，在电流离开管道进入大地处的阳极端就会受到腐蚀。所谓流流过埋地管道时，在电流离开管道进入大地处的阳极端就会受到腐蚀。所谓杂散电流是指正常电路漏失而流入他处的电流，其主要来源是直流电大功率电杂散电流是指正常电路漏失而流入他处的电流，其主要来源是直流电大功率电器设备、如电气化铁路、电解及电镀槽、电焊机或电化学保护装置等。杂散电器设备、如电气化铁路、电解及电镀槽、电焊机或电化学保护装置等。杂散电流腐蚀的破坏特牲是阳极区的局部腐蚀。在管线阳级区绝缘层的破损处，腐蚀流腐蚀的破坏特牲是阳极区的局部腐蚀。在管线阳级区绝缘层的破损处，腐蚀尤为集中。防止措施有排流法、绝缘法和牺牲阳极法。尤为集中。防止措施有排流法、绝缘法和牺牲阳极法。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 微生物腐蚀微生物腐蚀微生物腐蚀微生物腐蚀微生物腐蚀是指在微生物生命活动参与下所发生的腐蚀过程。凡是同微生物腐蚀是指在微生物生命活动参与下所发生的腐蚀过程。凡是同水、土壤或湿润空气接触的金属设施，都可能遭到微生物的腐蚀。水、土壤或湿润空气接触的金属设施，都可能遭到微生物的腐蚀。（1 1）微生物新陈代谢产物的腐蚀作用，腐蚀性代谢产物包括无机酸、）微生物新陈代谢产物的腐蚀作用，腐蚀性代谢产物包括无机酸、有机酸、硫化物、氨等；有机酸、硫化物、氨等；（2 2）促进腐蚀的电极反应动力学过程，促进了金属腐蚀的阴极去极化）促进腐蚀的电极反应动力学过程，促进了金属腐蚀的阴极去极化过程；过程；（3 3）改变金属周围环境的氧浓度、含盐量、酸度等，从而形成氧浓差）改变金属周围环境的氧浓度、含盐量、酸度等，从而形成氧浓差局部腐蚀电池；局部腐蚀电池；（4 4）破坏保护性覆盖层或缓蚀剂的稳定性，例如地下管道有机纤维覆）破坏保护性覆盖层或缓蚀剂的稳定性，例如地下管道有机纤维覆盖层被分解破坏，亚硝酸盐缓蚀剂因细菌作用而氧化等。盖层被分解破坏，亚硝酸盐缓蚀剂因细菌作用而氧化等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点 大气腐蚀大气腐蚀大气腐蚀大气腐蚀大气腐蚀是金属处于表面薄层电解液下的腐蚀过程，因而具有与浸没在电大气腐蚀是金属处于表面薄层电解液下的腐蚀过程，因而具有与浸没在电解液内的腐蚀过程不同的特点。金属表面含饱和氧的电解液膜的存在，使大气解液内的腐蚀过程不同的特点。金属表面含饱和氧的电解液膜的存在，使大气腐蚀的电化学过程中氧去极化过程变得容易进行。在工业大气中，液膜常常呈腐蚀的电化学过程中氧去极化过程变得容易进行。在工业大气中，液膜常常呈酸性，这时可能产生氢去极化腐蚀。但由于氧极易到达阴极，所以，氧的去极酸性，这时可能产生氢去极化腐蚀。但由于氧极易到达阴极，所以，氧的去极化作用仍然是主要的。化作用仍然是主要的。石油加工常在高温、高压下进行，会发生高温腐蚀；原油中含有多种硫石油加工常在高温、高压下进行，会发生高温腐蚀；原油中含有多种硫化物、环烷酸、无机盐和炼制工艺过程中产生的化物、环烷酸、无机盐和炼制工艺过程中产生的H H2 2、H H2 2S S、COCO2 2等组分，以及等组分，以及生产中加入的药剂，会对装置的设备材料产生非常严重的腐蚀危害，是引发石生产中加入的药剂，会对装置的设备材料产生非常严重的腐蚀危害，是引发石油化工企业油化工企业“ “跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏” ”的主要原因及诱发灾难性事故的源头。因此，的主要原因及诱发灾难性事故的源头。因此，石油加工、炼制工业中，材料的腐蚀与防护更具实际的重要意义。石油加工、炼制工业中，材料的腐蚀与防护更具实际的重要意义。设备在运行中，受到设备在运行中，受到O O2 2、H H2 2S S、SOSO2 2、COCO2 2、COCO、NHNH3 3、H H2 2等气体的腐蚀，等气体的腐蚀，往往会产生严重的生产事故。往往会产生严重的生产事故。四、油、气加工中的腐蚀问题四、油、气加工中的腐蚀问题我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点高含硫原油产量不断提高，在石油加工过程中，高温硫腐蚀和硫化物应力高含硫原油产量不断提高，在石油加工过程中，高温硫腐蚀和硫化物应力腐蚀开裂问题引起高度重视。腐蚀开裂问题引起高度重视。HCl-HHCl-H2 2S-HS-H2 2O O联合腐蚀发生于常减压设备及管线。联合腐蚀发生于常减压设备及管线。露点腐蚀：露点腐蚀：露点腐蚀：露点腐蚀：高硫重油、煤燃烧产生的高温烟气中含有高硫重油、煤燃烧产生的高温烟气中含有H H2 2S S、SOSO2 2、SOSO3 3，在，在锅炉的低温部位（如省煤器、空气预热器、烟道）、烟囱中温度降低到该条件锅炉的低温部位（如省煤器、空气预热器、烟道）、烟囱中温度降低到该条件下水蒸汽的露点以下，结露形成氢硫酸、亚硫酸、硫酸所造成严重的酸性腐蚀，下水蒸汽的露点以下，结露形成氢硫酸、亚硫酸、硫酸所造成严重的酸性腐蚀，称为露点腐蚀。而烟气中含有几十个称为露点腐蚀。而烟气中含有几十个ppmppm的的SOSO3 3，就可使水蒸汽的露点提高到，就可使水蒸汽的露点提高到150170150170。敞开式循环水系统与大气充分接触，水量损失很大，而且冷却后使水中的敞开式循环水系统与大气充分接触，水量损失很大，而且冷却后使水中的溶解氧含量升高，腐蚀性增强；多次循环后使水中的无机盐增多、沉淀、结垢，溶解氧含量升高，腐蚀性增强；多次循环后使水中的无机盐增多、沉淀、结垢，造成垢下腐蚀；微生物的繁殖导致生物腐蚀。一般加入造成垢下腐蚀；微生物的繁殖导致生物腐蚀。一般加入300500ppm300500ppm的的K K2 2CrCr2 2O O7 7和和3050ppm3050ppm的聚磷酸盐具有最佳的效果。闭式循环水系统以内燃机等的冷却的聚磷酸盐具有最佳的效果。闭式循环水系统以内燃机等的冷却系统为代表，它的腐蚀环境更为苛刻，采用铝酸盐、亚硝酸钠、锌盐、硅酸盐、系统为代表，它的腐蚀环境更为苛刻，采用铝酸盐、亚硝酸钠、锌盐、硅酸盐、含硫含氮的有机化合物等。含硫含氮的有机化合物等。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点油田设备易受腐蚀的部位：油田设备易受腐蚀的部位：油田设备易受腐蚀的部位：油田设备易受腐蚀的部位：高压阀、接头、注水管线、脱氧塔、脱水脱盐高压阀、接头、注水管线、脱氧塔、脱水脱盐罐、油气集输管线、泵、抽油杆、井口装置等。罐、油气集输管线、泵、抽油杆、井口装置等。石油中含有石油中含有H H2 2O O、H H2 2S S、硫醇、氯化物、环烷酸、有机酸、氮化物，石油、硫醇、氯化物、环烷酸、有机酸、氮化物，石油加工中产生的加工中产生的H H2 2和加氢过程中的和加氢过程中的H H2 2。原油中含有的。原油中含有的CaClCaCl2 2、MgClMgCl2 2、NaClNaCl等在等在低温下，发生水解，生成低温下，发生水解，生成H H2 2S-HCl-HS-HCl-H2 2O O腐蚀系统，还易于产生氢损伤，一般材腐蚀系统，还易于产生氢损伤，一般材料难以在这种环境下使用。料难以在这种环境下使用。含硫原油在高温下炼制，腐蚀的主要部位是催化裂化、减压蒸馏、热裂化、含硫原油在高温下炼制，腐蚀的主要部位是催化裂化、减压蒸馏、热裂化、延迟焦化等。分馏塔水汽冷凝部位的腐蚀特别严重，常产生孔蚀。延迟焦化等。分馏塔水汽冷凝部位的腐蚀特别严重，常产生孔蚀。6060年代中期年代中期以前，炼油厂都是按照大庆低硫原油设计的。而胜利含硫原油在炼厂的腐蚀问以前，炼油厂都是按照大庆低硫原油设计的。而胜利含硫原油在炼厂的腐蚀问题逐渐突出，碳钢的腐蚀速率可达题逐渐突出，碳钢的腐蚀速率可达9.716.2mm/a9.716.2mm/a。某厂焦化分馏塔底过滤器（某厂焦化分馏塔底过滤器（32510mm32510mm的的1010号钢）在号钢）在395395，含硫，含硫1.231.4%1.231.4%的重质油介质中使用了仅仅半年，就减薄的重质油介质中使用了仅仅半年，就减薄2mm2mm，年腐蚀率达到，年腐蚀率达到16.216.2mm/amm/a，到第，到第280280天时，已完全腐蚀烂掉。天时，已完全腐蚀烂掉。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点油气生产中腐蚀控制油气生产中腐蚀控制油气生产中腐蚀控制油气生产中腐蚀控制 脱气工艺脱气工艺脱气工艺脱气工艺 防腐涂层防腐涂层防腐涂层防腐涂层 缓蚀剂缓蚀剂缓蚀剂缓蚀剂 电化学保护电化学保护电化学保护电化学保护 油田用水的四害：腐蚀、结垢、沉积物、细菌。油田用水的四害：腐蚀、结垢、沉积物、细菌。油田用水的四害：腐蚀、结垢、沉积物、细菌。油田用水的四害：腐蚀、结垢、沉积物、细菌。 国外许多炼油厂要求典型设备要在高温、高压、腐蚀介质下必须能安全运国外许多炼油厂要求典型设备要在高温、高压、腐蚀介质下必须能安全运行行20302030年。这就对腐蚀控制提出了更高的要求。年。这就对腐蚀控制提出了更高的要求。我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新我们的目标：厚基础、宽口径、高素质、有创新每天进步一点点每天进步一点点谢谢!