腐蚀危害性控制腐蚀重意义
腐蚀现象涉国民济切领域腐蚀仅造成济巨损失阻碍新技术新工艺开展研究材料腐蚀规律弄清腐蚀发生原采取效防止腐蚀措施延长设备寿命降低钱提高劳动生产率疑具十分重意义
二设计者掌握腐蚀根知识必性
腐蚀控制通常两种措施补救性控制腐蚀发生消二预防性控制事先采取防止腐蚀措施防止延缓腐蚀量减少引起害影响
三腐蚀定义分类
腐蚀金属材料环境介质相界面反响作结果金属腐蚀定义金属周围介质发生化学电化学作产生破坏〞
腐蚀分类方法腐蚀机理金属腐蚀分化学腐蚀电化学腐蚀两类
1) 化学腐蚀指金属非电解质直接发生化学作引起破坏
2) 电化学腐蚀金属电解质溶液发生电化学作引起破坏
金属破坏特征分全面腐蚀局部腐蚀两类
(1) 全面腐蚀指腐蚀作发生整金属外表均匀均匀
(2) 局部腐蚀指腐蚀集中金属局部区域局部没腐蚀腐蚀轻微
局部腐蚀种：
a．应力腐蚀破裂 拉应力腐蚀介质联合作显著速率发生扩展种开裂破坏
b．腐蚀疲劳 金属腐蚀介质交变应力脉动应力作产生腐蚀
c．磨损腐蚀 金属高数流动含固体颗粒腐蚀介质中摩擦副腐蚀性质中发生腐蚀损坏
d．孔腐蚀 腐蚀破坏集中某活性点蚀孔直径等蚀孔深度严重时导致设备穿孔
e．晶间腐蚀 腐蚀晶间进行晶粒间失结合力金属机械强度急剧降低破坏前金属外观明显变化
f．缝隙腐蚀 发生铆接螺纹接头密封垫片等缝隙处幅度hi
g．电偶腐蚀 电解质溶液中异种金属接触时电位较正金属促电位铰负金属加速腐蚀类型
氢脆选择性腐蚀空泡腐蚀丝状腐蚀等属局部腐蚀
第局部 金属电化学腐蚀根理
金属电化学腐蚀原理
1金属电化学历程
金属腐蚀金属周围介质作转变成金属化合物程实际金属介质间发生氧化复原反响氧化复原反响根条件分两种历程进行
种历程氧化剂直接金属外表原子碰撞化合形成腐蚀产物氧化复原反响粒子相碰撞瞬间直接相碰撞反响点完成
种腐蚀历程引起金属破坏称化学腐蚀
种历程金属腐蚀氧化复原反响着两时进行相独立程
然氧化复原反响锌氧化氧复原反响产物Z〔OH〕2通氧分子锌原子直接碰撞结合形成通步骤：
〔1〕 Zn→Zn2++2e
〔2〕 12O2+H2O+2e→2OH
(3) Zn2++2OH→Zn〔OH〕2
(1)+(2)+(3) Zn+12O2Zn(OH)2
中反响〔1〕反响〔2〕时相独立进行反响〔1〕中锌原子没反响〔2〕中氧分子直接碰撞锌原子氧化成锌离子进入溶液释放出电子发生反响〔1〕外表部位通金属锌身传递发生反响〔2〕外表部位氧分子结合氧复原直接生成腐蚀产物金属外表进入溶液Zn2+OH称次产物两种离子水溶液中扩散相遇进反响〔3〕生成白色腐蚀产物Zn〔OH〕2通常称者二次产物
化学腐蚀电化学腐蚀两种类型腐蚀区纳表11中
2金属溶液界面特性——双电层
金属浸入电解质溶液外表原子溶液中极性水分子电解质离子相互作界面金属溶液侧分形成带异性电荷双电层双电层模式金属电解质溶液性质异般三种类型
① 金属离子极性水分子间水化力金属离子电子间结合力
② 金属离子极性水分子间水化力金属离子电子结合力
③ 金属离子进入溶液溶液中金属离子沉积金属外表
述类双电层具特点：
i．双电层两层极板〞分处两相——金属相〔电子导体相〕电解质溶
液〔离子导体相〕中
i i 双电层层剩电子阳离子系统形成回路时电子导线流入
流出电极
Iii．双电层犹板电容器两侧间距离非常〔般约5×108cm〕
电容器〞中电场强度高估计电场强度达107—109 Vcm
3电极电位
惯通常电极反响电极溶液界面建立起双电层电位跃称电极电位〔称电极电势electrode potential．简称电位〕矢量数值电极身电解
液浓度温度等素决定包括衡电极电位非衡电极电位
4 衡电极电位
(1)电极反响正逆程电荷运送速度物质迁移速度相等时反响达动态衡状态
电极反响正逆程电荷物质处衡状态时电极电位称衡电极电位逆电位E0表示
金属作复原态电极反响果金属浸入含种金属离子溶液中
参物质迁移种金属离子金属失电子成阳离子进入溶液溶液中金属
离子沉积金属外表速度相等时反响达动态衡正逆程昀物质迁移电荷
运送速度相
Mn+ne+Mh2OMn+H2O+ne
种金属标准电极电位低高次排列成表金属电动序金属电动序说明金属离子状态进入溶液倾值越金属越容易失电子离子状态进入溶液趋势越规定零标准氢电极电位分界线电位氢标准电极电位负〔低〕金属称负电性金属电位氢标准电极电位正〔高〕金属称正电性金属
〔2〕非衡电极电位：
金属接触溶液含金属身离子溶液金属外表进行两两电极程程中物质衡——逆电极种状态电极电位称非衡电极电位金属性电解液组成温度等素关Nernst方程计算实测铁锌稀盐酸中
5金属电化学腐蚀趋势判断：
热力学第二定律：ΔGnFE＜0 反响发进行EEk－Em＞0金属电极电位〔负〕介质中阴极元素电极电位时腐蚀动发生
①氧介质中金属电极电位Eem介质中氧电极电位Eeo更负时金属发生腐蚀
②氧复原性酸中Eem＜EeH时金属发生腐蚀
③两种金属偶接起时电位较负金属发生腐蚀电位较正腐蚀
6腐蚀电池
1宏观腐蚀电池
般形成宏观腐蚀电池三种情况：金属偶接浓差电池温差电池
2微电池
工业金属合金外表化学均性存量微阴极阳极适宜条件会构成微电池腐蚀系统分布阴阳极面积定规律预防控制拟困难构成金属外表电化学均性原：
（1） 化学成分均 〔2〕组织结构均
〔3〕物理状态均 〔4〕外表膜完整
二腐蚀速度
电极电位决定电化学腐蚀倾性表示腐蚀速度金属电极电位越负电化学腐蚀
倾性越说明腐蚀速度越快方铝铁
腐蚀速度快慢电化学反响动力学研究范畴电极身性质介质种类浓度温度介质状态〔搅拌流动等〕等许素相关
1腐蚀速度计算：
电化学腐蚀程严格遵守电量守恒定律阳极失电子数阴极夺电子数相等法拉第定律电极溶解析出1mol物质需电量96500库伦腐蚀电流腐蚀电流密度计算出溶解析出物质数量
2腐蚀速度表示法：
1质量法〔重量法〕：腐蚀前金属质量变化表示K失重〔Wo－W1〕ST
Wo初始重量W1腐蚀质量S—外表积〔方米〕T时间〔时〕
2深度法：腐蚀金属厚度减少表示
D24x365K1000γ876Kγ(mma)毫米年
D—腐蚀深度 γ金属密度gcm3
3金属腐蚀速度影响素：
1金属身：电极电位超电压钝性组成组织结构外表状态腐蚀产物性质等
2热处理工艺：影响合金盈利状态晶相结构等
3介质环境：组成浓度PH值温度压力流速等
4环境：电偶效应微量氯离子微量氧微量高价离子析出氢等
4耐蚀性评定：
受均匀腐蚀金属常年腐蚀深度评定耐蚀性等级求严格场合
十级评定标准般工程应三级四级足够
三级： 级 耐蚀 年腐蚀深度＜01mma
二级 01~10
三级 ＞10
三 极化现象超电压
1极化现象
电池工作程中电流流动引起电极电位偏离初始值现象
阳极电位正方偏离称阳极极化阴极电位负方偏离称阴极极化
2极化三种形式：
产生极化现象根原阳极阴极电极反响电子迁移速度存差异引起
1〕电化学极化：电极反响速度<电子迁移速度
2〕浓差极化：极剂反响产物溶液中扩散速度<电极反响速度
3〕膜阻极化：金属外表形成保护性薄膜阻滞阳极反响阳极电位急剧正移时保护膜存系统电阻增加极化实质种阻力增极化利降低腐蚀电流腐蚀速度防腐利
3超电压
腐蚀电池工作时极化作阴极电极电位降低阳极电极电位升高偏离衡电极电位差值称超电压电压
超电压越极化程度越电极反响越难进行腐蚀速率越反然应极化三种形式超电压三种：
1活化超电压 2扩散超电压 3膜阻超电压
1极化作
减弱消极化程作称极化作增加极剂浓度升温搅拌扩极板面积等产生极化效果显然控制腐蚀角度总希极化作降低腐蚀速度
四析氢腐蚀耗氧腐蚀
1析氢腐蚀
介质中氢离子作极剂阴极放电成氢原子进步结合生成氢分子阴极析出阳极金属断溶解腐蚀
1〕析氢腐蚀条件
阳极金属电极电位必须低析氢电极电位Em＜EH标准状态应低氢标准电极电位般情况碳钢铸铁锌铝钛锰铬镍等金属合金酸性介质中发生析氢腐蚀PH越酸性越强发生析氢腐蚀倾性越电极电位负金属碱性溶液水中发生析氢腐蚀方铝镁等
2〕析氢腐蚀历程：
阳极：M－2e→M2+
阴极：2H++2e→H2↑
3〕析氢腐蚀特点：
阴极材料性质腐蚀速度影响溶液流动状态腐蚀速度影响阴极面积增加腐蚀速度加快氢离子浓度增高温度升高均会促析氢腐蚀加剧
2耗氧腐蚀
溶液中氧分子腐蚀电极阴极进行离子化反响断消耗促阳极金属断溶解腐蚀吸氧腐蚀
1〕发生耗氧腐蚀条件：阳极金属电极电位氧电极电位Em＜Eo2氧电极电位远氢电极电位耗氧腐蚀析氢腐蚀更易发生绝数金属中性碱性较稀溶液中气土壤水中发生耗氧腐蚀
2〕历程：
阳极：M－2e→M2+
阴极：O2+2H2O+4e→4OH
3〕特点：〔1〕腐蚀程控制步骤金属溶液中腐蚀电位异〔2〕氧扩散控制情况腐蚀速度金属性关系〔3〕溶液含氧量腐蚀速度影响〔4〕阴极面积腐蚀速度影响视腐蚀电池类型异〔5〕溶液流动状态腐蚀速度影响
五金属钝性
1钝化现象
金属活性溶解状态耐蚀状态转化金属钝化钝化状态钝态
金属钝化现象特征：〔1〕金属钝化难易程度钝化剂金属性温度等关〔2〕金属钝化电位正方急剧升〔3〕金属钝态活态间转换具定程度逆性〔4〕定条件利外加阳极电流局部阳极电流金属活态转变钝态
钝化途径：化学钝化阳极钝化
2钝化理
成相膜理吸附理三金属钝性应
1阳极保护 2化学钝化提高金属耐蚀性 3添加易钝化合金元素提高合金耐蚀性 4添加活性阴极元素提高钝化金属合金耐蚀性
第二局部 影响局部腐蚀结构素
力学素
概况：机械设备结构存外加性质应力：拉交变剪应力腐蚀介质作分产生应力腐蚀腐蚀疲劳磨损腐蚀腐蚀特征机理相
SCC (Stress Corrosion Cracking)：金属结构拉应力特定腐蚀环境作引起破裂简称应力腐蚀
1应力腐蚀产生条件
三根条件：敏感材料特定环境拉应力应力腐蚀介质综合作结果三者缺
中应力性质必须拉应力压应力存仅会引起SCC甚延缓现研究说明某情况压应力产生SCC拉应力相危险性
拉应力源载荷造成工作应力外更制造加工程：剪切削等冷加工锻造焊接热处理装配程等会产生剩余应力报道剩余应力造成SCC事远高工作应力占例中尤焊接应力
1〕材料：材料身SCC敏感性需综合考虑环境尤介质般认纯金属会发生应力腐蚀含杂质金属合金发生SCC
2〕应力：般效应力〔指工作应力剩余应力〕果低某应力水会发生SCC应力破裂时间关系曲线出应力值越
达破裂时间越短
3〕环境：包括腐蚀介质性质浓度温度等某种材料应环境条件特定说定材料定环境组合情况发生类腐蚀破坏
种特定组合拟典型黄铜—氨溶液〞奥氏体锈钢－Cl溶液〞碳钢－OH 溶液〞低合金高强钢〔甚蒸馏水中发生破裂〕等表21列出工程常材料产生SCC环境介质
2应力腐蚀特征
SCC敏感材料特定环境拉应力综合三者缺SCC种典型滞破坏般历孕育期裂纹扩展期快速断裂期三阶段SCC裂纹形态晶间型穿晶型混合型三种类型金属－环境体系密切相关
3应力腐蚀破裂判
应力腐蚀破裂历程：金属裂纹蚀坑缺陷情况SCC程分三阶段
第阶段腐蚀引起裂纹蚀坑阶段导致应力集中裂纹源生核孕育阶段常相应阶段时间称潜伏期诱导期孕育期接着裂纹扩展阶段裂纹源蚀坑开展单位面积承受载荷谓极限应力值时阶段失稳纯力学裂纹扩展阶段破裂期
第阶段受应力影响时间长约占破裂总时间90％两阶段仅占总破裂时间10％
果构件开始时存微裂纹蚀坑等缺陷SCC破裂程裂纹扩展失稳快速断裂两阶段SCC发生短时间发生年
应力腐蚀破裂速度：SCC断裂速度约001 ~ 3 mmh远远应力存局部腐蚀速度〔孔蚀等〕单纯力学断裂速度例钢海水中SCC断裂速度孔蚀106倍纯力学断裂速度低10数量级纯力学断裂通常应应力水高
应力腐蚀破裂裂纹形貌：应力腐蚀裂纹形态晶间型穿晶型混合型三种混合型种形态支缝中出现种形态
金属环境体系出现裂纹形态SCC裂纹起源外表裂纹长宽成例相差数量级裂纹扩展方垂直拉伸应力方裂纹般呈树状材料破裂方式：碳钢高强钢铝合金铜合合半晶间断裂奥氏体锈钢镁合金穿晶型钛合金混合型裂纹断口形貌宏观属脆性断裂塑性高材料微观观察断裂面塑性流变痕迹断面裂纹分叉现象断面形貌呈海滩条纹羽毛状撕裂岭扇子形冰糖块等征状
4应力腐蚀机理
1〕电化学阳极溶解理
认合金中存条阳极溶解活性途径〞腐蚀途径优先进行阳极侵蚀处形成狭裂纹蚀坑阳极裂纹部阴极金属外表构成腐蚀电池活性阴离〔Cl〕进入形成闭塞电池裂纹蚀坑部浓缩电解质溶液水解酸化促裂纹尖端阳极快速溶解应力作裂纹断扩展直破裂
谓活性途径〞通常半晶粒边界塑料变形引起滑移带金属间化合物沉淀相者应变引起外表膜局部破裂较应力集中时会活性途径处进步产生变形形成新活性阳极
裂纹中闭塞电池尺寸部溶液易外部发生流交换溶液断浓缩时着腐蚀程进行产生金属离子富集保持溶液电中性必然出现裂纹部金属离子外部活性阴离子相扩散迁移裂纹部形成二次腐蚀产物〔氯化物〕进步水解溶液酸化 闭塞电池原理酸催化
2〕电化学阳极溶解理应
SCC端口呈现脆性断裂特征解释：裂纹溶液酸化形成H+ 腐蚀阴极反响产生氢原子扩散裂纹尖端金属部区域变脆拉应力作发生脆断—氢脆
阴极保护技术：电化学阳极溶解理已合金阴极极化证实采阴极保护抑制合金裂纹产生开展果取消阴极保护裂纹会继续扩展
5防止减少SCC措施
影响SCC素：材料应力环境三方面拟效广泛应方法消降低应力值
(1) 降低设计应力效应力应力强度降低界值实际工程材料完美缺必然存种缺陷发生低应力意外脆性断裂
存裂缝材料低应力破坏现象定量方法解析裂纹尖端应力场计算材料破坏应力工程方法评价构件安性等属断裂力学范畴
根断裂力学观点空气环境条件果满足条件K1(2) 合理设计加工减少局部应力集中结构设计时应想法降低效应力例选曲率半径采流线型设计结构应力分布趋均匀防止高峰值关键部位适增厚改变结构型式焊接结构采接减剩余应力集中等
〔3〕采合理热处理方法消剩余应力改善合金组织结构降低SCC敏感性
采退火处理消应力：钢铁500 ~ 600 oC处理05 ~ 1 h然缓慢冷奥氏体锈钢加热900 oC左右缓冷高温处理引起金属外表氧化形状复杂结构会产生变形采降低温度延长时间热处理工艺
通时效处理：高强度铝合金改善合金微观结构防止晶间偏析物形成提高抗SCC敏感性
(4) 方法：合理选材例接触海水换热器普通碳钢锈钢更耐蚀采含高镍量奥氏体含1％～2％Ti低碳钢提高抗SCC性
〔5〕材料处理：果条件允许场合采介质中害成分
添加缓蚀剂：添加缓蚀剂方法防止SCC
采阴极保护：基阳极溶解理减缓阻止SCC
6 腐蚀疲劳
腐蚀介质变动负荷联合作引起金属断裂破坏
疲劳断裂：金属构件变动负荷作定周期发生断裂
实例：轴承滑轮复泵缸体活塞运动刮刀离心机转轴滤卸料阶段间隙性输送热流体道传热设备反响釜温度应力周期性变化等
腐蚀疲劳特点：
变动负荷：负荷方力时间发生周期性变化〔规变化〕类负荷
纯力学性质疲劳应力值低屈服点周期发生破坏果工作应力超界循环应力值〔疲劳极限〕会发生疲劳破坏腐蚀疲劳存疲劳极限低应力条件会产生断裂没特定腐蚀介质限定腐蚀环境广
判：
裂纹形貌〔撕裂特征〕：穿晶型裂纹分支较少产生裂纹数量纯力学疲劳断面局部腐蚀产物覆盖局部呈粗糙碎裂状
影响素：
腐蚀疲劳介质pH值含氧量温度变动负荷性质交变应力幅度频率关系般pH值减含氧量增高温度升腐蚀疲劳寿命越低
变动负荷称拉压交变应力影响幅度低频率交变应力更容易加快腐蚀疲劳
防护措施：
提高金属合金抗拉强度改善纯力学疲劳利腐蚀疲劳反害
效方法降低部件应力通改变设计正确热处理予改善
镀锌镉等 加缓蚀剂外表氮化喷丸处理阴极保护
7磨损腐蚀
磨损腐蚀：腐蚀性流体金属构件较高速度作相运动引起金属腐蚀损坏
类型：磨损腐蚀湍流腐蚀空泡腐蚀微振腐蚀等种形式化工生产装置中常见前两种
实例：离心泵叶轮填料密封转轴机械密封摩擦副搅拌器离心机刮刀推盘换热器入口阀门弯头等
8湍流腐蚀
定义：流体速度达湍流状态导致加速金属腐蚀种腐蚀形式
特征：湍流腐蚀程高速流体击穿紧贴金属外表静态边界液膜加速极剂供阴阳极腐蚀产物迁移阴阳极极化作减高速湍流金属外表产生附加剪切力剪应力断剥离金属外表腐蚀产物〔包括保护膜〕果流体中含固体颗粒会增强剪应力作金属磨损腐蚀更严重种磨蚀喷砂处理样纯机械力破坏磨损腐蚀程金属金属离子形式溶入溶液粉末形式脱落
判〔形貌〕：遭受湍流腐蚀金属外表常呈现深谷马蹄形凹槽蚀谷光滑没腐蚀产物积存根蚀坑形态容易判断流体流动方
9空泡腐蚀
空泡腐蚀：称穴蚀汽蚀腐蚀介质金属构件作高速相运动时气泡金属外表反复形成崩溃引起金属破坏种特殊腐蚀形态
特征：
高速流压力突变区域容易发生空蚀流速足够高时液体静压力低液体蒸气压液体蒸发形成气泡金属外表含微量气体液体中溶解气体提供足够气泡核低压区产生气泡迅速受高压区压流体压缩崩溃气泡崩溃时产生击波金属外表起强烈锤击作种锤击作压力高达140 MPa左右仅破坏外表膜甚膜金属晶粒产生龟裂剥落
空泡腐蚀历程
〔1〕保护膜形成气泡(2) 气泡破灭保护膜破坏(3) 暴露新鲜金属外表遭受腐蚀钝化膜修补(4) 位置形成新气泡(5)气泡破灭外表膜次破损(6) 暴露金属进步腐蚀重新钝化形成新膜
二外表状态素
适合外表状态构形会引起孔蚀缝隙腐蚀浓差电池腐蚀等等
1孔蚀
坑蚀俗称点蚀孔腐蚀发生金属外表局部区粗糙外表容易形成连续完整保护膜膜缺陷处容易产生孔蚀旦形成蚀孔果存力学素作会诱发应力腐蚀疲劳腐蚀裂纹孔蚀时然金属失重腐蚀集中某点坑阳极面积高腐蚀速度加检查蚀孔拟困难数蚀孔通常腐蚀产物遮盖直设备腐蚀穿孔发现孔蚀隐患性腐蚀形态
易钝化金属含活性阴离子(常见Cl)介质中容易发生孔蚀孔蚀程体蚀孔形成成长两阶段
孔蚀防止方法：
1材料考虑降低害杂质含量参加适量提高抗孔蚀力合金元素
2改善热处理制度者设法降低介质中尤卤素离子浓度
3结构设计时注意消死区防止溶液中害物质浓缩外采阴极保护
2缝隙腐蚀
金属金属金属非金属间存缝隙(般0025～01mm)时缝介质易流动形成滞留状态促缝隙金属加速腐蚀种腐蚀称缝隙腐蚀
许工程结构普遍存类间隙缝隙设计合理造成设计难防止直认缝隙腐蚀缝隙缝隙外存金属离子氧浓度差引起浓差腐蚀概念解释类腐蚀形态期研究说明金属离子氧浓差缝隙腐蚀起进步开展孔蚀样属闭塞电池催化腐蚀程
缝隙腐蚀防止：
缝隙腐蚀防止结构设计防止形成缝隙造成外表沉积构形
1防止浓差腐蚀防止溶液浓缩引起腐蚀结构设计时量防止积液死区
2假设结构设计采缝隙方案应结构够妥善排流利沉积物时采固体填充料缝隙填实
3设计选材时采某耐缝隙腐蚀材料延长设备寿命
三异种金属组合素
1电偶腐蚀
异种金属彼接触通导体连通处介质中会造成接触部位局部腐蚀中电位较低金属溶解速度增电位较高金属溶解速度反减种腐蚀称电偶腐蚀称接触腐蚀双金属腐蚀
防止电偶腐蚀途径：
影响电偶腐蚀素防止电偶腐蚀方法必然种途径效设计解决
1 选择相容性材料
产生电偶腐蚀时动力接触两种金属电位差开始试图利电动序判断电偶腐蚀倾实际应局部金属材料合金处介质含金属身离子实际电位仅数值标准电位甚序列发生倒置确切判断选择材料否会产生电偶腐蚀实际测量某金属定介质条件稳定电位(腐蚀电位)进行必电偶试验
2 合理结构设计
(1)量防止阳极阴极结构相反阳极面积阴极面积结构电偶腐蚀显著
(2)金属部件彼绝缘
(3)插入第三种金属绝缘结构设计困难时间插入降低两种金属间电位差种金属者采镀层渡
〔4〕阳极性部件设计成易更换适增厚延长寿命
3电偶效应正确利—牺牲阳极保护
牺牲阳极保护
根电偶腐蚀原理偶合阳极腐蚀阴极受保护时设备附加种负电性较强金属构件溶解产生电流体设备保护谓牺牲阳极保护〞
作牺牲阳极材料仅求具足够负腐蚀电位希阳极极化性越越阳极溶解产生电流供保护设备牺牲阳极身微电池作消耗电流应工业常牺牲阳极材料锌锌合金铝合金镁合金等
四焊接素
化工设备焊接结构焊接工艺材料选择问题常常产生种焊接缺陷导致设备腐蚀腐蚀类型焊接缺陷形式异
1焊接缺陷腐蚀
焊接外表缺陷
焊瘤 熔化金属流淌焊缝外未熔化部位堆积成母材没熔合
咬边 工件焊缝边缘形成沟槽凹陷常常电流电弧拉太长焊条角度工件熔化定深度填充金属未时流补充致般角焊立横仰焊时易产生咬边
飞溅飞溅熔敷金属粒子飞散附着母材外表缺陷电流焊皮中水分电弧太长粉性熔渣焊条角度时出现种缺陷
电弧熔坑
2〕异种金属焊接
化工设备采异种金属焊接种情况熔融金属母材组成成分相腐蚀环境中常常存电位差构成电偶腐蚀尤焊缝金属电位远低母体金属时成阴极阳极焊缝金属迅速腐蚀工程常选母材电位更高金属作焊条样阳极阴极情况焊缝腐蚀母材腐蚀轻微溶液导电性拟低时腐蚀集中焊缝周围局部区出现较严重局部腐蚀
3〕焊接剩余应力
焊接应力焊接程中焊件体积变化受阻产生已凝固焊缝金属冷时候垂直焊缝方处温度差异结果高温区金属收缩会受低温区金属限制两局部金属中引起应力高温区金属部产生剩余拉应力低温区金属部产生剩余压应力
4〕焊接热影响区
焊接程焊缝两侧距焊缝远点历焊接热循环距焊缝越点加热温度越高越远越低说焊接热影区点实际相受次标准热处理必然相应组织变化出现晶粒长相变重结晶等
低碳钢说种组织变化影响机械性耐蚀性影响晶间相间晶粒体活性差异较般中发生均匀腐蚀金属含量合金元素时组织变化复杂
外通焊接材料焊缝掺入铁素体形成元素(钛铝硅等)焊缝呈奥氏体—铁素体双相组织提高抗晶间腐蚀力铬铁素体浓度扩散速度样奥氏体晶界形成碳化铬铁素体铬迅速扩散晶界弥补铬损失防止贫铬区出现时铁素体奥氏体破贫铬区连续性减轻晶间腐蚀危害铁素体相般控制5
第三局部 金属某环境中腐蚀
高温腐蚀
石化冶金日化许生产中材料制造加工程中〔锻造热处理等〕常常材料处高温气体环境高温般会金属产生氧化腐蚀应机理规律解掌握控制防护
1金属高温氧化
1〕金属高温氧化性
M+12O2↔MO 中OS卤素气体等
化学反响衡方程中定温度氧分压氧化物分解压力相等反响处衡状态氧分压金属氧化物分压反响生产氧化物方进行反然金属氧化物分解压力
2〕金属高温氧化程
〔1〕第步：化学反响生成氧化膜
〔2〕第二部：电化学程——膜成长
金属氧化膜电子导电离子导电半导体氧化速度〔腐蚀速度〕取决氧化膜物质迁移速率——离子导电性电子导电性——金属氧化物属性晶格部缺陷反响
3〕膜保护性
膜保护性取决氧化膜完整性致密性热稳定性膜结构厚度膜金属相热膨胀系数膜中应力状态关膜具保护性必须满足条件：
〔1〕膜必须完整体积r
〔2〕膜具足够强度塑性基体金属结合力强膨胀系数相
〔3〕膜晶格缺陷浓度低
〔4〕氧化膜高温介质中稳定表现高熔点高生成热
2金属氧化动力学规律
金属高温腐蚀速度氧化膜厚度时间关系表达
1〕直线规律：生成氧化膜保护作阻止腐蚀进行
2〕抛物线规律：连续膜生成具保护作腐蚀速度减缓
3〕数规律：形成薄膜时强烈阻滞金属继续氧化着膜增厚膜成长受阻滞作抛物线关系中阻滞作
4〕反数规律：金属氧化速度膜厚指数函数成反氧化速度数规律慢
5〕立方规律：氧化速度介抛物线规律数规律间
总直线型快抛物线次数规律金属形成定厚度膜氧化速度明显降低高温气体中金属材料腐蚀防护控制高温合金
3高温合金抗氧化性
金属高温腐蚀控制防护措施高温合金
1〕合金化原理
利合金化提高金属抗氧化性途径：
〔1〕减少氧化膜晶格缺陷浓度
〔2〕选择性氧化生成保护膜
〔3〕生成复合氧化物类稳定新相
2〕合金抗氧化性
谓抗氧化性指高温完全氧化通常指高温迅速氧化氧化形成层连续致密牢固附着金属外表薄膜金属具继续氧化氧化性特性
4耐热金属结构材料简介
耐热钢指工作温度高450℃时具定强度抗氧化力钢种抗氧化钢热强钢通称
1抗氧化钢：合金元素铬铝硅钢铁高温氧化性改善力特铝硅铬效果更
2热强钢：钢中添加铬钼钨钒钛铌效提高钢热强性指标抗氧化性
3耐热新钢种：10MoWVNb钢10Cr2MoWVTiB10Cr3MoVSiTiB钢等
二金属气中腐蚀
1气腐蚀分类：
1〕干气腐蚀：气中根含水金属外表水膜金属外表保持光亮腐蚀轻微化学作
2〕潮气腐蚀：气中水汽金属外表见薄层水膜阴极耗氧腐蚀液层薄氧扩散容易阳极钝化金属离子化困难腐蚀受阳极控制
3〕湿气腐蚀：湿度高金属外表凝聚成液滴形成肉眼见液膜液膜厚度增加氧扩散困难腐蚀受阴极控制
2气成分腐蚀影响：
气成分湿度决定气腐蚀程度两素
气腐蚀特点：
遵循电化学腐蚀般规律耗氧腐蚀
区域I：湿度特低金属外表极薄层吸附液膜认连续电解液相金属枯燥气中腐蚀金属外表形成层保护膜腐蚀速度
区域Ⅱ：湿度增金属外表液膜厚度逐渐增加形成连续电解液膜腐蚀速度
急剧增加
区域Ⅲ：湿度继续增加金属外表液膜继续增厚氧通液膜扩散变困难腐蚀速度降
区域Ⅳ：湿度金属外表液膜变厚已相完全浸电解液中腐蚀情况腐蚀速度根变
3控制防护：
1〕合理选材：低合金钢锈钢等
2)外表涂覆 ：涂料镀层保护屏蔽氧水
3)保持外表清洁
4)介质控制：降低空气湿度〔加热空气吸湿剂〕减少污染物缓蚀剂等
三土壤腐蚀
1土壤腐蚀历程特点：
1〕历程：金属土壤中腐蚀时阴极程耗氧腐蚀阳极金属溶解生成金属阳离子阴极氧气消耗
2〕特点：〔1〕土壤结构湿度氧流动性影响土壤越疏松氧渗透扩散越容易腐蚀越严重〔2〕枯燥疏松土壤中氧渗透率高土壤中氯离子铁易钝化腐蚀降低
2土壤腐蚀常见种形式：
1〕充气匀引起腐蚀氧浓差电池腐蚀土壤相性均匀性常常引起氧渗透率差异造成充气均形成供氧差异腐蚀电池常造成设备线严重腐蚀
2〕杂散电流引起金属设备线腐蚀：电焊机电气火车等设备漏电情况漏电流常引起附金属设备腐蚀特直流电漏电引起种腐蚀破坏速度较
3〕微生物引起腐蚀土壤中微生物发酵分解产生腐蚀物质引起局部腐蚀硫杆菌：污物发酵→硫代硫酸盐→硫杆菌作→硫酸
3土壤中腐蚀防护
1〕合理设计施工
设计时考虑土壤特性量防止土壤性质差异位置布置设备线施工时土壤压实污物〔喷洒杀菌剂〕外砌水泥池槽等等
2〕合理选材：某非金属材料耐土壤腐蚀力较强PVC塑料水泥
3〕外表涂覆：常涂料方沥青增加强度防水石棉玻璃纤维布缠绕PE胶带发泡塑料效果
4〕电化学保护
5〕联合保护：涂覆电化学保护结合
四海水中腐蚀
1海水性质：海水种含盐浓度相高电解质溶液天然腐蚀剂中强种
1〕含盐量导电性强电解质
2〕氯离子含量高次硫酸根离子金属较强腐蚀性
3〕海水充气性良容易发生耗氧腐蚀
2海水腐蚀历程特点：
历程：
阳极：M－2e→M2+
阴极：O2+2H2O+4e→4OH
特点：
〔1〕腐蚀速度取决阴极程受氧达阴极外表扩散速度控制
〔2〕海水中含量氯离子数金属海水腐蚀时阳极程阻滞铁铸铁低合金钢中合金钢海水中钝化
〔3〕海水导电性良容易发生电偶腐蚀
3海水腐蚀影响素：
1〕盐度：盐度越腐蚀越严重盐度超定值氧溶解度降腐蚀变慢
2〕碳酸盐饱度：达饱时易沉积金属外表形成保护层利防腐
3〕含氧量：含氧量越腐蚀越快海水深度增加含氧量降
4〕流速：般流速增加腐蚀加快孔蚀流速界速度时孔蚀变慢
5〕海生物：贻贝牡蛎海藻等常会消耗释放氧气二氧化碳生物尸体分解会形成硫化氢等数促进腐蚀生物附着金属外表局部会金属外表状态改变形成局部腐蚀氧浓差电池缝蚀等
4控制防护：
1〕合理选材：许非铁金属静止缓慢流动海水中腐蚀率较铜铜合金钛钛合金等锈钢海水中耐蚀性取决钝化膜稳定性受组织结构影响奥氏体锈钢耐蚀性铁素体次马氏体差
2〕电化学保护：海水导电性电化学保护应方便济
3〕外表涂覆：环氧漆氯化橡胶漆乙烯漆耐海水性
4〕合理设计施工：防止电偶腐蚀减少缝隙防止形成湍流涡流
5〕介质处理：控制海洋微生物冷海水加缓蚀剂等
六硫化氢腐蚀
关硫化氢渗氢程机制氢钢中存状态运行程氢脆质法统观点电化学腐蚀程硫化氢导致氢损伤程
( 1)电化学腐蚀阳极溶解程
H2S 旦溶水便立电离溶液呈现酸性H2S水中离解反响：
H2S →H+ +HS→2H+ +S2
释放氢离子强极化剂易阴极夺取电子促进阳极溶解反响钢铁遭受腐蚀
(2) 硫化氢导致氢损伤程
H2S水洛液钢材电化学腐蚀产物氢原子吸附电极外表H2S分子
HS 程度够抑制复原生成氢原子形成氢气氢原子渗透入金属部
量增钢铁吸收氢原子破坏机体连续性导致氢损伤成H2S环
境开裂素
第四局部 金属结构材料耐蚀特性
金属耐蚀合金化原理
1纯金属耐蚀特性
〔1〕金属热力学稳定性
种纯金属热力学稳定性体标准电位值判断标准电极电位较正者热力学稳定性较高标准电极电位越负热力学越稳定容易腐蚀
〔2〕金属钝化
热力学稳定金属氧化性介质中容易钝化易钝化金属作合金元素
（3） 腐蚀产物膜〔机械钝态膜〕保护性
2金属耐蚀合金化途径
〔1〕提高金属热力学稳定性
〔2〕减弱合金阴极活性
a减金属合金中活性阴极面积通热处理方法形成稳定固溶体
b参加吸氢超电压高合金元素〔增合金阴极析氢反响阻力〕
〔3〕减弱合金阳极活性〔效应广泛方法〕
减少阳极相面积参加易钝化合金元素参加阴极合金元素促进阳极钝化
〔4〕合金外表生成电阻腐蚀产物膜
参加某元素促合金外表生成致密腐蚀产物膜加体系电阻效阻
滞腐蚀程进行
3单相合金确实n8定律
早塔曼( Tammann)研究单相〔固溶体〕合金耐蚀性时发现耐蚀力固溶体成分间存种特殊关系 合金耐蚀性固溶体提成分间特殊关系种合金介质中稳定性台阶值适二元系统够元系统固溶体合金确切解释
4合金元素耐蚀性影响
铬〔Cr〕：
锈钢根合金元素热力学稳定铁基合金组成固溶体时合金呈现程度类似铬耐蚀特性具备钝化条件含量越高耐蚀性越实现钝化条件着含量增高腐蚀速率反加
镍〔Ni)：
热力学够稳定FeNi合金硫酸盐酸硝酸中腐蚀速率着镍含量增加减镍铁基体中耐蚀性钝化作合金热力学稳定性提高氧化性介质复原性介质中均效
优势：
铬配合参加铁中获锈钢综合铬镍优势耐氧化性介质腐蚀耐复原性介质腐蚀形成奥氏体具良热加工性冷变形力焊性良低温韧性
利处：增加锈钢晶间腐蚀倾
钼〔Mo)：
合金耐复原性介质腐蚀抗氯离子等引起孔蚀含量较时钢氯化物腐蚀破裂敏感钼含量4时钢耐应力腐蚀破裂性提高钝化膜厚度着钢中钼含量增高增厚膜厚度增加通常会延长蚀孔形成孕育期提高耐孔蚀性
硅〔Si)：
相应合金中具耐氯化物腐蚀破裂耐孔蚀耐浓热硝酸抗氧化耐海水腐蚀等作锈钢硅含量增加耐应力腐蚀破裂性显著改善〔加硅形成富硅保护膜〕耐氯离子腐蚀〔耐氯化物应力腐蚀破裂〕改善耐孔蚀性〔提高钢钝态稳定性〕耐强氧化物腐蚀：形成富集Si Cr O外表膜SiCr MoCu配合种耐海水钢
铜〔Cu)：
低合金钢锈钢镍基合金铸铁中常耐蚀合金元素
耐气腐蚀：铜低合金钢气腐蚀程中起着活性阴极作定条件促钢产生阳极钝化降低腐蚀速率钝化膜易活性氯离子破坏铜钢较纯洁空气中具较耐蚀性提高钢H2SO4耐蚀性：提高合金热力学稳定性减弱钢海水中缝隙腐蚀：参加Cu钢阳极程受阻滞钝化界电流密度减
二常结构材料耐蚀性
1钝化获耐蚀力金属
锈钢铝铝合金钛钛合金硅铸铁等 188锈钢〔Cr18 Ni89 n2)
空气水中性溶液种氧化性介质中十分稳定酸性介质中〔氧化性酸非氧化性酸氧化性强弱关〕锈钢设备腐蚀局部腐蚀破坏：晶间腐蚀孔蚀应力腐蚀
〔1〕铝铝合金
铝耐蚀力取决定环境中铝外表保护膜稳定性中性中性气中具高稳定性氧化性酸盐溶液中十分稳定常浓硝酸生产中含卤素离子中性溶液中易发生孔腐蚀数机介质中耐蚀性硫硫化物耐蚀性参加Cu MgMn等铝强化提高纯铝强度耐蚀铝合金AlMn AlMnMg AlMgSi AlMg
〔2〕钛钛合金
氧化性介质沸水热蒸汽沸腾铬酸浓硝酸浓硝酸混酸高温高浓度硝酸中性弱酸性氯化物溶液中良耐蚀性含少量氧化剂添加高价重金属离子铂钯等相接触抑制钛腐蚀〔促阳极钝化〕稀碱溶液中耐蚀定条件发生剧烈发火反响品种：TiPd TiNi TiMo TiNiMo合金容易发生氢脆情况应力腐蚀破裂
〔3〕高硅铸铁
含14 5~18 Si铁碳合金称高硅铸铁硅合金化获钝化力耐蚀性样遵循n8定律稳定性台阶n2〔含14 5 Si〕外表钝化形成Si02保护膜属酸性氧化物高硅铸铁仅氧化性酸盐溶液中高稳定性非氧化性酸浓度硫酸磷酸室温盐酸机酸等溶液中良耐蚀性
2钝化腐蚀产物稳定金属
〔1〕碳钢铸铁
碳钢铸铁相合金组织组分：铁素体( Fe)渗碳体(Fe3C)石墨(C)三种组分电解质溶液中具电位中Fe标准电极电位低值044V热力学稳定元素数电解质溶液中成微电池阳极腐蚀Fe钝化金属足够钝化条件获稳定钝态外某环境中金属外表生成稳定腐蚀产物
〔2〕铅铅合金
铅标准衡电位〔013V〕低氢酸中产生析氢反响某酸中生成稳定腐蚀产物铅具备钝化力铅耐蚀特性表达腐蚀产物相应介质中溶解度
三结构材料选择原
1根工艺条件分析设备材料求
〔1〕介质特性温度压力〔2〕工艺条件材料限制
〔3〕设备功结构〔4〕运转开停车条件
2掌握材料根特性
首先解种材料性然分析某材料特殊性质全面掌握种材料根特性
3材料选择根点
耐蚀性力学物理特性加工成型工艺性材料价格源
第五局部 非金属结构材料耐蚀性
1高分子材料特性影响素
机高分子材料般特性
根概念：CH体分子量10000化合物称机高分子单体聚合生成合成聚合物聚乙烯聚氯乙烯等
影响高分子材料性素：
〔1〕化学结构：线型聚合物适宜介质中溶胀溶解加热软化体型聚合物溶胀溶解加热软化〔定温度会分解〕热固性
〔2〕组成〔官团〕〔3〕构形构象〔4〕分子量分布〔5〕添加剂
二高分子材料腐蚀特征：
1金属腐蚀区：
〔1〕金属导体数金属腐蚀电化学腐蚀高分子材料般导电高分子材料腐蚀老化电化学腐蚀电化学规律解释
〔2〕金属材料腐蚀发生界面般外进行〔晶间腐蚀应力腐蚀例外〕高分子材料老化介质材料部渗透扩散引起
三高材腐蚀破坏形式：
〔1〕渗透溶胀溶解
介质渗透浓度差引起扩散运动造成介质分子高分子材料孔隙率孔径分布亲力关般介质分子越渗透性越定形线性分子渗透率较高晶态交联聚合物渗透性较差孔隙率降渗透性降
介质分子渗入高分子部链段间作力减弱间距增引起高分子材料宏观体积重量增加种现象溶胀线性定形聚合物充分溶胀进步溶解体型交联结晶聚合物溶胀溶解溶胀溶解遵循极性相似原
〔2〕化学裂解〔氧化水解〕
渗入部介质分子发生化学反响——特氧水具渗透力反响活性发生氧化水解分子链〔链〕断裂特高温〔>150℃〕光作
〔3〕老化：高分子材料阳光〔紫外线〕湿度温度气中组分综合作性逐渐变坏致丧失价值现象老化
〔4〕应力腐蚀开裂 ：高分子腐蚀介质应力作质量变化率负荷时耐蚀性急剧降某条件发生类似金属应力腐蚀破裂现象
3高材力学热性：
金属相高材强度低耐热性差导热系数膨胀系数〔金属5~10倍机
材料15~20倍〕金属类似应力—应变曲线强度低降明显常伴高弹形
变塑性形变伸长率材料均性
高聚物三态：玻璃态高弹态粘流态线形高聚物三态玻璃态时链伸长链角变化高弹态链段运动粘流态分子链运动滑移晶态聚合物＜Tf时始终呈现硬性固体状高弹态交联网状聚合物熔点达定温度时分解
2耐腐蚀高分子材料
硬聚氯乙烯〔PVC〕塑料：
聚氯乙烯否添加增塑剂分软硬PVC添加极少量添加〔＜5〕增塑剂
硬聚氯乙烯作结构材料具定机械强度焊接成型性良PVC线性定形聚合物结晶度＜10
1硬聚氯乙烯耐蚀性：
耐蚀环境：硝酸盐酸硫酸等介质中稳定低50℃时耐蚀性优酚醛塑料
聚苯乙烯〔PS〕机玻璃耐局部酸碱盐CH化合物机介质
耐蚀：强氧化剂〔浓硝酸浓硫酸〕芳香族氯代碳化物酮
2 影响耐蚀性素：
〔1〕温度：温度升高腐蚀速度加快
〔2〕应力：应力增加腐蚀速度加快
〔3〕光：耐光性变硬变脆老化
3 常硬PVC部件设备：
常做贮罐塔设备离心泵风机道件阀门等
二聚乙烯〔PE〕
聚乙烯物理机械性受结晶度影响分子量分布关
耐蚀性：常温耐般酸碱盐耐试剂性HDPE优PE超高分子量HDPE较高耐击强度长期耐疲劳性优异抗摩润滑作
三聚丙烯〔PP〕
耐蚀性：优硬PVC 强氧化剂外耐受100℃酸碱盐发烟硫酸浓硝酸耐溶剂性优硬PVC溶剂室温难溶解PP耐热性高PVC50℃
焊接常作道贮槽衬里等膨胀系数〔约PVC三倍〕高温时杨氏
模量低设计时应注意
四氟塑料P130(老版106〕
五尼龙：尼龙6尼龙66〔PA6PA66)
力学性：拉伸强度高耐磨性优异抗击性耐数化学药品耐油性较
耐光腐蚀吸水性高刚性差耐热性佳制品形状稳定性差
六聚酯：PETPBT等耐蚀性类似尼龙阻隔性耐光性优PA毒
常做薄膜纤维容器等
七合成树脂：
1酚醛树脂
酚类醛类缩聚常苯酚甲醛缩合具立体网状结构刚性柔性差硬脆耐热性较马丁耐热温度〔空气热变形温度〕120℃
耐蚀性：非氧化性酸种化学介质较稳定
耐蚀：氧化性酸碱性介
2环氧树脂
常双酚A环氧丙烷缩聚成双酚A环氧树脂环氧树脂身线形热塑性聚合物工程价值时需参加固化剂交联成网状成溶熔固化物常固化剂胺类酸酐类
优点：粘合力强常做粘合剂抗弯强度较热膨胀系数浇铸马丁热温度105130℃易树脂复合常涂料玻璃钢胶泥等
耐蚀：耐酸碱某溶剂
3呋喃树脂
七橡胶：高弹性材料分天然橡胶合成橡胶
合成橡胶氯丁橡胶丁苯橡胶丁
晴橡胶氟橡胶等
耐蚀性：透水透气耐酸碱
数介质
耐蚀：强氧化性介质油脂类机介质
优点：弹性高耐低温性耐磨绝缘作密封减震安防护等场合常板材胶胶带等
3耐蚀机非金属材料
耐蚀机非金属材料陶瓷玻璃石墨
陶瓷耐蚀性：
陶瓷包括化工陶瓷水泥砖石英玻璃等含硅酸盐二氧化硅三氧化二铝等金属氧化物类材料般成型烧结工序获
1 陶瓷组成：粘土脊性料〔骨架：石英类熟料〕助熔剂〔长石〕材料混合均匀高温煅烧形成晶体材料般高抗压强度硬度耐磨性脆性易产生脆性断裂机加工性差
2 耐蚀性：耐热性〔高2000℃〕导热性差热膨胀系数耐数酸碱盐溶剂
耐蚀：HF高温磷酸氢氧化钠
二炭石墨材料：
炭三种素异形体：定形炭〔煤炭〕石墨〔六方晶系晶体结构〕金刚石炭石墨具优良物理化学性广泛应化工冶金机电航空等部门
第六局部 防腐方法
1电化学保护法
阴极保护：分电保护牺牲阳极保护两种形式
1电保护：保护金属设备直流电源负极相连外加阴极电流进行阴极极化金属保护方法外加电流阴极保护简称电保护
2牺牲阳极保护〔护屏保护〕：保护金属设备连接电位更负强阳极促阴极极化种方法牺牲阳极保护称护屏保护
3应范围条件：
〔1〕常输油气道舰船采油台码头水闸等
〔2〕条件：①腐蚀介质导电形成连续电路方海水土壤酸碱盐溶液等②金属材料处环境介质中易阴极极化耗电③保护设备形状结构太复杂防止形成电流分布均达保护效果
4阴极保护技术设计点：
〔1〕确定合理保护度〔2〕阴极材料选择〔3〕护屏辅助阳极合理配置
〔4〕预留保护参数监测点
二阳极保护
保护设备外加直流电源正极相连定电解质溶液中金属进行阳极极化定电位电位金属建立起钝态维持钝态设备腐蚀速度显著降低设备保护
应范围条件阴极保护类似阳极保护求保护金属钝化较稳定钝态
阳极保护设计点：
正确选择辅助阴极材料辅助阴极合理配置参电极选安装
2衬 里
种综合利材料特性具较长寿命防腐方法钢铁混凝土设备选衬种非金属材料
碳钢设备衬里材料外表处理
〔1〕粘物外表求
良润湿性 外表具定粗糙度外表清洁良润湿性外表具定粗糙度
（2） 钢铁外表处理
手工锈：效率低外表质量差适较外表般涂料施工衬里工程少采
机械清净法：包括机械研磨滚磨喷砂喷丸高压水流等方法
喷砂：金属外表铁锈氧化皮污垢金属外表获定粗糙度
化学法锈：金属件浸机酸溶液中溶解作外表氧化物HCI〔10~15〕：溶解钢铁外表氧化皮铁锈 间歇酸洗H2SO4〔5~10〕：进入氧化皮微裂纹钢Fe3O4界面反响生成H2 氧化皮脱落做流水作业酸洗液
酸洗液中必需添加缓蚀剂
〔3〕衬里材料外表处理
机械处理方法：喷砂手工磨方法增加材料外表粗糙度接触面积塑料外表更容易胶粘剂润湿
化学方法处理：高分子材料外表通氧化交联引入极性基团接枝作提高外表活性
聚烷烃类塑料：氧化氢机氧化物高锰酸盐王水硫酸重铬酸盐等含氟聚物：钠萘四氢呋喃钠联苯二氧六环纳萘乙二醇二甲醚等
二衬里砖板种类
辉绿岩板玄武岩板耐酸瓷砖板耐酸耐温陶砖板透性石墨板
1衬里胶泥选择
水玻璃胶泥：水玻璃胶黏剂氟硅酸钠固化剂耐酸粉填料定例调制成硅酸盐胶粘剂粘结机理：
树脂类胶泥：
热固性树脂〔酚醛环氧呋喃环氧呋喃环氧酚醛等添加填料固化剂等配制成
树脂类胶泥非氧化性酸较耐蚀性环氧呋喃：适酸碱交场合酚醛胶泥：常渗透性较稀酸介质环氧呋喃胶泥：提高呋喃胶泥粘结强度氧胶泥：粘结强度高收缩性抗渗透性价格贵般挤缝勾缝
2砖板衬里结构设计特点
〔1〕设备直径宜700mm密闭设备设孔拆卸法兰法兰转角处衬贴耐蚀材料
〔2〕焊缝采焊接外表焊缝整凸起高度<25mm深入设备接端部设备外表齐防止斜插
〔3〕液面器壁安装接
必须安装接时严格注意质量：衬里法兰处加翻边隔离层 中心插入保护套接直径较适宜套衬层瓷板透性石墨板介质腐蚀性较强时衬两层
〔4〕设备直接通入蒸汽加热时蒸汽出口准砖板衬里层时搅拌器时蒸汽出口应搅拌方致
〔5〕设备底部衬里结构般常字形排列丁字形排列扇形排列
〔6〕设备顶盖适降低衬里求
三玻璃钢衬里
〔1〕玻璃钢衬里渗透应力破坏
玻璃钢衬层出现针孔气泡微裂纹介质缺陷里渗透溶剂挥发参交联反响固化剂增塑剂等物质析出某缩聚树脂固化程中生成分子玻璃纤维外表处理介质渗树脂玻璃纤维界面间破坏树脂金属粘合发生腐蚀出现鼓泡衬里层剥离
〔2〕胶粘剂玻璃纤维选择
玻璃钢衬里常胶粘剂：酚醛环氧呋喃 聚酯改性胶粘剂
常选环氧树脂做底层涂料 ：环氧胶粘剂粘附力强固化收缩率固化程中没分子副产物产生
严格控制溶剂固化剂增塑剂添加量量少溶剂
满足衬层整体性厚度前提量少玻 璃纤维衬贴3~4层玻璃布(气相弱腐蚀介质〕衬里总厚度>3mm(苛刻腐蚀环境)
衬贴程中涂刷充分挤出纤维间空隙中空气层热处理充分枯燥
玻璃纤维衬里抗渗性够理想耐磨劳动卫生条件差范围受限
四橡胶衬里
生胶板施工求衬贴设备外表硫化橡胶变成结构稳定防腐层
（2） 橡胶衬里技术点
①缺陷处理 设备焊缝部位转角处角度太胶板易衬贴弥合残
留空气受热时会引起衬层鼓泡通常方法消
i．刷胶浆胶条填贴设备缺陷处然烙铁烙求坡度烙工序
般刷完第遍胶浆进行
ii涂刷第三次胶浆4~5根合股棉线〔直径约1—2mm〕设备缺陷处排列线头附法兰处引出然衬贴胶板残存缺陷处气体硫化时便棉线排出种挂线排气法实践中总结出行效方法
iii．粗针头穿胶片插缺陷部位然真空泵剩余空气抽出种方法局限
②衬里 橡胶衬里衬玻璃钢块胶板刷浆进行衬贴衬贴时定温度进行烙压生胶板加热增加塑性加压目排空气时保证胶板金属外表更贴合
③硫化 硫化整衬里程关键工序硫化程度否完全取决硫化温度时间〔2〕橡胶衬里结构设计特点
保证衬里质量设备衬层结构应符合求
i．橡胶衬里胶黏层薄设备外表凹凸部位砖板衬里求更高
ii法兰口车密封线免缝隙中残留空气造成衬层鼓泡现象〔列图〕
iii设备接口应设备外表齐
Ⅳ面弧面胶板黏接结构接搭接两种形式孓转动设备求圆周突出胶片采接外般均坡口搭接
V．物料进出口接衬层结构胶缝应着介质流动方搭接
VI．转动设备胶片搭接方应转动方致防止接缝受击摩擦作产生脱胶现象
3涂层镀层
涂料覆盖层
涂料品种非嘴干性油体油基性涂料合成树脂天然树脂〔生漆橡胶〕体树脂基涂料等两类
(1) 涂料组成作
①成膜物质 油基性涂料成膜物质植物果实干性油桐油亚麻仁油豆油等身饱双键空气中氧作先生成稳定氧化物进发生聚合类成膜物质氧化诱导期长般均须参加催干剂制成常温枯燥涂料
②颜料 成膜物质外颜料涂料重组成常颜料红丹锌铬黄锌粉磷酸盐铬酸盐铝粉云母氧化铁……等颜料参加仅填充连续滤膜．物质空隙降低渗透性程度反射紫外线延缓漆膜老化
（2） 涂料选择
涂料品种选时应根具体腐蚀环境耐蚀性抗渗透性保护物黏结强度价格等方面综合考虑表列举防腐涂料选
4缓蚀剂
缓蚀剂种类缓蚀机理
( 1)缓蚀剂成膜原理
该原理认金属缓蚀剂产生反响金属外表生成阻碍腐蚀程膜起缓蚀作
(2)缓蚀剂吸附原理
该原理认机缓蚀剂通常电负性ONPS等原子中心极性基团
CH原子组成非极性基团组成
(3) 电极程抑制原理
①阳极性缓蚀剂 类缓蚀剂促金属钝化提高耐蚀性类阳极性缓蚀剂钢铁含氧中性水溶液中采亚硝酸钠亚硝酸钠直接阳极反响起作增强阴极极化促进钢铁钝化结果
②阴极性缓蚀剂 锌锰钙盐类ZnS04MriS04Ca( HC03)2等阴极反响产物OH 作生成难溶性化合物沉积阴极外表阴极面积减降低腐蚀
③混合型缓蚀剂 数机缓蚀剂属种类型缓蚀剂分子
反响基团腐蚀反响中生成金属离子相互作金属外表形成络合物沉淀膜缓蚀剂分子极性基团吸附作吸附金属外表
二 缓蚀剂应
常酸洗缓蚀剂 表列
第七局部 典型化工装置腐蚀防护分析
氯碱生产装置
1介质腐蚀特性
工业常电解饱NaCl溶液方法制取NaOHCl2H2原料生产系列化工产品称氯碱工业氯碱生产工艺通常隔膜法水银法离子膜法金属盐水系统中腐蚀实质氧极化腐蚀
阴极极化作氧浓差极化金属盐水中腐蚀影响素两种金属均匀性介质均匀性金属氯化钠盐水中常常金属均匀性者介质均匀性形成腐蚀电池导致金属腐蚀盐水碳钢储罐氧分布均发生水线腐蚀腐蚀严重部位发生水空气接触弯曲形水面器壁方
电解槽工作时候局部电流电解槽泄漏出流出电解系统外终返回电解系统形成漏电回路种泄漏出电流称杂散电流杂散电流腐蚀电解工业中种特腐蚀形式杂散电流腐蚀特点：破坏区域集中破坏速度较快氯化学性质活泼常温枯燥氯数金属腐蚀轻温度升高时腐蚀加剧潮湿氯具强烈氧化作生成次氯酸次氯酸种弱酸具强氧化性漂白性质稳定遇光分解盐酸氧盐酸中金属腐蚀速度盐酸浓度温度增加升
2典型装置腐蚀防护
电解槽腐蚀发生阳极极片导电涂层钛铜复合棒钛底板阴极腐蚀拟轻钛铜复合板腐蚀阳极液阳极根部密封严处发生化学腐蚀钛板腐蚀缝隙腐蚀真正解决电解槽盖腐蚀问题应该材质加解决盐水预热器防护采电法综合防护技术效防杂散电流种综合技术：1 采绝缘装置2 采强漏电断电装置3 采排流接装置4 采等电位保护装置氯碱生产装置介质强腐蚀性设备防腐根选择材料衬里
二尿素生产装置
介质中设备材料腐蚀严重氨基甲酸铵液尿素分异构体化反响产物氰酸铵氰酸尿素生产流程中遭受腐蚀突出处理介质高压设备尿素合成塔腐蚀形态：
1衬里液相部位全面腐蚀 尿素熔融物中锈钢衬里件会发生全面腐蚀导致厚度出现均匀减薄
2衬里鼓包 产生衬里鼓包原衬里筒体间间隙处压力塔压力致
3气相冷凝液腐蚀 设备外壳保温良
4应力腐蚀破裂 锈钢衬里应力腐蚀破裂尿素合成塔常见腐蚀破坏形式导致应力腐蚀拉应力源焊接剩余应力热应力工作应力
5电偶腐蚀 含氧尿素熔融物会孔泄漏衬里壳体夹缝中会引起电偶腐蚀
6晶间腐蚀 高温高压尿素熔融物锈钢引起强烈晶间腐蚀
针腐蚀形态目前生产中已采防护措施纳起：1合理选择衬里件焊缝材料2稳定操作参数控制腐蚀介质3提高焊接质量
高压甲铵泵腐蚀防护 防腐蚀措施：降低应力集中选择耐腐蚀疲劳材料降低应力集中方面采取措施：
1采进排液组合阀缸体腔应力集中部位防止应力交变
2采组合阀液缸结构减应力集中
3腔交角处量圆滑渡降低应力集中系数
4提高缸体外表粗超度降卑微观应力集中
缸体材料应耐腐蚀疲劳应满足点求：
1足够铬钼含量具备足够耐蚀性
2量降低钢中含碳量般采超低碳锈钢
3采夹杂物量少锈钢夹杂物俯视疲劳裂纹源
4控制锻造流线方夹杂物分布方开裂方垂直减少夹杂物影响
三硫酸生产装置
1硫酸腐蚀特性
硫酸种含氧酸具独特腐蚀行腐蚀性硫酸浓度温度流速酸中氧氧化剂杂质关系硫酸腐蚀性影响素 硫酸浓度硫酸温度硫酸流速酸中氧(氧化剂)杂质硫酸腐蚀浓度越高腐蚀越苛刻中等浓度时凸峰浓度纯洁硫酸溶液说溶液温度升高会加速金属腐蚀作酸流速增碳钢腐蚀速率影响酸温度升高流速碳钢腐蚀速率影响明显增果硫酸中含Cl利钝化膜形成已形成钝化膜破坏作
2典型装置腐蚀防护
壳式酸冷器带阳极保护带阳极保护两种浓硫酸泵枯燥酸吸收酸泵国原生产浓硫酸液泵仅适宜温度较低泵前冷流程中适温度较高泵流程寿命短轴衬轴套腐蚀部位严重国外泵常见路易斯泵存问题腐蚀原循环槽加水配置酸液面出处产生稀硫酸造成腐蚀路易斯泵存问题关键防止稀硫酸生成解决方法循环槽排气接枯燥塔入口循环槽保持负压空气致漏入泵轴套泵轴套部排液孔堵死
四磷酸生产装置
磷酸生产磷肥根底原料生产方法湿法热法两种中湿法生产国湿法生产二水流程普遍二水流程种样区反响槽结构
1介质腐蚀特性
硫酸盐酸相磷酸金属腐蚀相较弱腐蚀性磷酸浓度温度杂质含固量流速生产方法等关磷酸浓度相情况磷酸温度升高加速锈钢腐蚀达沸点时腐蚀速度湿法磷酸中存活性二氧化硅杂质腐蚀减弱活性二氧化硅氟化氢形成氟硅酸盐降低磷酸中游离氟化物
2 磷酸生产装置
磷酸萃取槽腐蚀防护 湿法磷酸生产程中硫酸分解磷矿反响萃取槽完成萃取槽结构特点：萃取槽槽体搅拌器槽盖组成壳体钢筋混凝土钢制成槽体外表采非金属材料防腐搅拌轴搅拌桨锈钢合金制造碳钢外包橡胶碳钢外包锈钢防腐层萃取槽盖采聚丙烯塑料玻璃钢制作萃取槽盖槽含氟气象介质气密封作操作压力常压般采耐腐蚀聚丙烯塑料玻璃钢制作
腐蚀形态分析萃取槽体表
萃取槽防腐措施种：
1 合理结构设计 采复合衬里时碳砖板总厚应抵抗磷酸料介质腐蚀满足隔离层容许高温度降低壳体壁温防止衬里处拉应力状态等考虑
2 正确选择胶结材料 应采石墨粉作填料酚醛耐酸胶泥
3 提高防腐层施工质量 碳砖板衬里属脆性材料施工程运转程中应防止机械损伤
第八局部 典型石油工业装置腐蚀防护
1钻井工程装置
介质腐蚀
钻井程中腐蚀性介质钻井液氧气硫化氢二氧化碳等环境素
腐蚀程行差异
二 腐蚀形式
( 1)均匀腐蚀：油气田处强腐蚀环境均匀腐蚀腐蚀形式选择装置材料缓蚀剂必须考虑重素
①盐腐蚀 钻井液中盐腐蚀导致腐蚀重素
②酸腐蚀 钻井程中酸化压裂设备盐酸土酸〔HCIHF〕酸注入底层强腐蚀性酸引进加速钢铁腐蚀速度钻井环境中油井酸化技术引入酸外硫化氢二氧化碳样导致酸腐蚀
③溶氧腐蚀 钻井液中溶解氧钻杆腐蚀原钻井程中钻井液循
环系统非密闭气中氧通振动筛泥浆罐泥浆泵等设备钻井液循环程中混入钻井液成游离氧局部氧溶解钻井液中直饱状态
(2) 局部腐蚀：钻井专材井工具井口装置等金属常见局部腐蚀类型：应力腐蚀疲劳腐蚀硫化物应力开裂坑点腐蚀蚀等
三 防腐蚀方法
①控制pH值 通常钻井液泥浆pH值提高10抑制钻井液钻具井设备腐蚀简单效钱低种处理方法
②正确选择缓蚀剂 钻井液中较缓蚀剂机类缓蚀剂
③添加氧剂 气中氧吸入加剧钻井液腐蚀性国外广泛氧剂亚硫酸盐
④选择性添加硫剂 数钻井作业中遇C02H2S浓度低钻具危害性
⑤控制含砂量 钻井装置配备适砂设备控制钻井液含砂量减少磨蚀
(2) 油井压裂酸化机缓蚀剂
①含氮化合物 包括单胺二胺酰胺炔氧甲基胺曼尼期碱衍生物等
②醛类 甲醛常低浓度盐酸酸化缓蚀剂温度低80℃含H2S
气井
③炔醇 脂肪族炔醇丙炔醇丁炔醇炔醇辛炔醇油气田酸化作盐酸缓蚀
剂关键成分
2采油集输装置
腐蚀形式
( 1)油井腐蚀： 油井腐蚀井工具抽油杆腐蚀油套腐蚀套外腐蚀等惯称油井腐蚀油井腐蚀般受采出液伴生气组成影响较产生腐蚀影响素C02H2S采出水组成
(2) 集输系统腐蚀
①集输线外腐蚀 集输站外埋线线土壤腐蚀性线防腐保温结构施工质量差老化破损等导致线外腐蚀
②集输线腐蚀 集输线腐蚀原油含水率含砂产出水性质工艺流程流速温度等密切关系
(3) 加热炉腐蚀
(4) 联合站设备腐蚀
二 防腐蚀方法
( 1)材料选择
合理选材效抑制金属腐蚀手段石油行业中防腐层选择金属材料选择玻璃钢材料选择油田采油集输系统中出济性考虑般情况油田通常采普通钢辅防腐手段〔采防腐层〕
(2) 合理设计工艺控制
i．介质中水分降低腐蚀性常温枯燥原油天然气金属腐蚀带水分时腐蚀加重工艺程中应量降低原油天然气含水量
ii采密闭流程坚持密闭隔氧技术水中氧含量降低002～005mgL降低油田污水氧腐蚀
iii．严格清污分注减少垢形成防止垢腐蚀
Iv．缩短流程减少污水站停留时间
V线进行清洗线沉积物减少线腐蚀清洗化学清洗
物理清洗两种方式
(3)采防腐层
①外防护层储罐容器架空道外防腐层
②防腐层 根储存输送介质品种腐蚀性介质温度选择防腐层防腐层必须较强耐蚀性工程寿命相致施工工艺简单便掌握质量容易保证济性维修方便
(4) 电化学保护
i．油水井套中心分井定量套提供保护电流井间电位差异阴极链〔均压线〕衡种系统拟节约电容易实现动控制
ii保护区域金属构筑物阴极整体整区域统保护系统阴极通电点般设保护站道类道保护象起传送电流作油井套保护系统末端
(5) 化学药剂保护
①缓蚀剂 ②杀菌剂 ③阻垢剂
3炼油装置
介质腐蚀特性
( 1)硫化物
硫化物设备腐蚀温度t关
i．t≤120℃水情况设备腐蚀含水时形成炼厂装置中轻油
部位种H2 SH20型腐蚀
ii 120℃≤t≤240℃原油中活性硫化物未分解H2SH20体系存设备
腐蚀
iii．240℃ iv 340℃ H2S—H2 ↑+S
Fe +S—FeS
RSH〔硫醇〕+Fe——FeS+饱烃
生成FeS膜具防止进步腐蚀作酸存时该保护膜破坏腐蚀进步发生加重硫化物腐蚀
V 420℃ vit>480℃硫化物完全分解腐蚀率降
viit>500℃属硫化物腐蚀范围时高温氧化腐蚀
(3)环烷酸
环烷酸〔RCOOHR环烷基〕石油中机酸总称指饱环状结构酸系物环烷酸常温金属没腐蚀性高温铁等反响生成环烷酸盐引起剧烈腐蚀环烷酸腐蚀起始220℃温度升腐蚀逐渐增加270~280℃时腐蚀
二 防腐方法
( 1)HSH20腐蚀防护
降低钢材含硫量钢材硫含量0005~0006耐硫化物应力开裂增
加02~03铜减少氢钢中扩散量
(2) HCNH2 SH20腐蚀防护
HCNH2SH20腐蚀采水洗方法氰化物脱法必然引起排水受氰化物污染国氰化物排水允许浓度05 xl0增加污水处理难度
(3) CO2H2 SH20腐蚀防护
C02H2SH20腐蚀H2 SH20等腐蚀腐蚀反响防护措施前防止冷凝冷器浮头螺栓硫化物应力开裂控制螺栓应力超屈服限75
螺栓硬度低布氏硬度HB235
(4) HCIH2 SH20腐蚀防护
低温HClH2 SH20环境防腐应工艺防腐材料防腐辅工艺防护采脱四注〞原油深度脱盐脱盐原油注碱塔顶馏出线注氨〔注胺〕注缓蚀剂〔顶回线注缓蚀剂〕注水该项防腐蚀措施原理原油中杂质中已生成酸性腐蚀介质改变腐蚀环境设备外表形成防护屏障
(5) RNH2〔乙醇胺〕CO2H2SH2 0腐蚀防护
操作温度高90℃碳钢设备〔胺生塔胺重沸器等〕线进行焊消应力热处理控制焊缝热影响区硬度HB200
(6) SH2 SRSH腐蚀防护
高温硫腐蚀防护措施选择耐蚀钢材Cr5 MoCr9Mo炉lCr18Ni9Ti换热器20R +0Cr13复合板等
(7) SH2SROOH腐蚀防护
环烷酸腐蚀防护措施选耐蚀钢材碳钢Cr5 Mo Cr9Mo0Cr13耐环烷酸高温腐蚀种腐蚀部位需选00Cr17Ni12M02(316L)铜Mo含量23蚀情况选固熔退火lCr18Ni9Mn设备道炉弯头壁焊缝应磨保护壁光滑防止涡流加剧腐蚀适加炉出口转油线径降低流速
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腐蚀现象涉国民济切领域腐蚀仅造成济巨损失阻碍新技术新工艺开展研究材料腐蚀规律弄清腐蚀发生原采取效防止腐蚀措施延长设备寿命降低钱提高劳动生产率疑具十分重意义
二设计者掌握腐蚀根知识必性
腐蚀控制通常两种措施补救性控制腐蚀发生消二预防性控制事先采取防止腐蚀措施防止延缓腐蚀量减少引起害影响
三腐蚀定义分类
腐蚀金属材料环境介质相界面反响作结果金属腐蚀定义金属周围介质发生化学电化学作产生破坏〞
腐蚀分类方法腐蚀机理金属腐蚀分化学腐蚀电化学腐蚀两类
1) 化学腐蚀指金属非电解质直接发生化学作引起破坏
2) 电化学腐蚀金属电解质溶液发生电化学作引起破坏
金属破坏特征分全面腐蚀局部腐蚀两类
(1) 全面腐蚀指腐蚀作发生整金属外表均匀均匀
(2) 局部腐蚀指腐蚀集中金属局部区域局部没腐蚀腐蚀轻微
局部腐蚀种：
a．应力腐蚀破裂 拉应力腐蚀介质联合作显著速率发生扩展种开裂破坏
b．腐蚀疲劳 金属腐蚀介质交变应力脉动应力作产生腐蚀
c．磨损腐蚀 金属高数流动含固体颗粒腐蚀介质中摩擦副腐蚀性质中发生腐蚀损坏
d．孔腐蚀 腐蚀破坏集中某活性点蚀孔直径等蚀孔深度严重时导致设备穿孔
e．晶间腐蚀 腐蚀晶间进行晶粒间失结合力金属机械强度急剧降低破坏前金属外观明显变化
f．缝隙腐蚀 发生铆接螺纹接头密封垫片等缝隙处幅度hi
g．电偶腐蚀 电解质溶液中异种金属接触时电位较正金属促电位铰负金属加速腐蚀类型
氢脆选择性腐蚀空泡腐蚀丝状腐蚀等属局部腐蚀
第局部 金属电化学腐蚀根理
金属电化学腐蚀原理
1金属电化学历程
金属腐蚀金属周围介质作转变成金属化合物程实际金属介质间发生氧化复原反响氧化复原反响根条件分两种历程进行
种历程氧化剂直接金属外表原子碰撞化合形成腐蚀产物氧化复原反响粒子相碰撞瞬间直接相碰撞反响点完成
种腐蚀历程引起金属破坏称化学腐蚀
种历程金属腐蚀氧化复原反响着两时进行相独立程
然氧化复原反响锌氧化氧复原反响产物Z〔OH〕2通氧分子锌原子直接碰撞结合形成通步骤：
〔1〕 Zn→Zn2++2e
〔2〕 12O2+H2O+2e→2OH
(3) Zn2++2OH→Zn〔OH〕2
(1)+(2)+(3) Zn+12O2Zn(OH)2
中反响〔1〕反响〔2〕时相独立进行反响〔1〕中锌原子没反响〔2〕中氧分子直接碰撞锌原子氧化成锌离子进入溶液释放出电子发生反响〔1〕外表部位通金属锌身传递发生反响〔2〕外表部位氧分子结合氧复原直接生成腐蚀产物金属外表进入溶液Zn2+OH称次产物两种离子水溶液中扩散相遇进反响〔3〕生成白色腐蚀产物Zn〔OH〕2通常称者二次产物
化学腐蚀电化学腐蚀两种类型腐蚀区纳表11中
2金属溶液界面特性——双电层
金属浸入电解质溶液外表原子溶液中极性水分子电解质离子相互作界面金属溶液侧分形成带异性电荷双电层双电层模式金属电解质溶液性质异般三种类型
① 金属离子极性水分子间水化力金属离子电子间结合力
② 金属离子极性水分子间水化力金属离子电子结合力
③ 金属离子进入溶液溶液中金属离子沉积金属外表
述类双电层具特点：
i．双电层两层极板〞分处两相——金属相〔电子导体相〕电解质溶
液〔离子导体相〕中
i i 双电层层剩电子阳离子系统形成回路时电子导线流入
流出电极
Iii．双电层犹板电容器两侧间距离非常〔般约5×108cm〕
电容器〞中电场强度高估计电场强度达107—109 Vcm
3电极电位
惯通常电极反响电极溶液界面建立起双电层电位跃称电极电位〔称电极电势electrode potential．简称电位〕矢量数值电极身电解
液浓度温度等素决定包括衡电极电位非衡电极电位
4 衡电极电位
(1)电极反响正逆程电荷运送速度物质迁移速度相等时反响达动态衡状态
电极反响正逆程电荷物质处衡状态时电极电位称衡电极电位逆电位E0表示
金属作复原态电极反响果金属浸入含种金属离子溶液中
参物质迁移种金属离子金属失电子成阳离子进入溶液溶液中金属
离子沉积金属外表速度相等时反响达动态衡正逆程昀物质迁移电荷
运送速度相
Mn+ne+Mh2OMn+H2O+ne
种金属标准电极电位低高次排列成表金属电动序金属电动序说明金属离子状态进入溶液倾值越金属越容易失电子离子状态进入溶液趋势越规定零标准氢电极电位分界线电位氢标准电极电位负〔低〕金属称负电性金属电位氢标准电极电位正〔高〕金属称正电性金属
〔2〕非衡电极电位：
金属接触溶液含金属身离子溶液金属外表进行两两电极程程中物质衡——逆电极种状态电极电位称非衡电极电位金属性电解液组成温度等素关Nernst方程计算实测铁锌稀盐酸中
5金属电化学腐蚀趋势判断：
热力学第二定律：ΔGnFE＜0 反响发进行EEk－Em＞0金属电极电位〔负〕介质中阴极元素电极电位时腐蚀动发生
①氧介质中金属电极电位Eem介质中氧电极电位Eeo更负时金属发生腐蚀
②氧复原性酸中Eem＜EeH时金属发生腐蚀
③两种金属偶接起时电位较负金属发生腐蚀电位较正腐蚀
6腐蚀电池
1宏观腐蚀电池
般形成宏观腐蚀电池三种情况：金属偶接浓差电池温差电池
2微电池
工业金属合金外表化学均性存量微阴极阳极适宜条件会构成微电池腐蚀系统分布阴阳极面积定规律预防控制拟困难构成金属外表电化学均性原：
（1） 化学成分均 〔2〕组织结构均
〔3〕物理状态均 〔4〕外表膜完整
二腐蚀速度
电极电位决定电化学腐蚀倾性表示腐蚀速度金属电极电位越负电化学腐蚀
倾性越说明腐蚀速度越快方铝铁
腐蚀速度快慢电化学反响动力学研究范畴电极身性质介质种类浓度温度介质状态〔搅拌流动等〕等许素相关
1腐蚀速度计算：
电化学腐蚀程严格遵守电量守恒定律阳极失电子数阴极夺电子数相等法拉第定律电极溶解析出1mol物质需电量96500库伦腐蚀电流腐蚀电流密度计算出溶解析出物质数量
2腐蚀速度表示法：
1质量法〔重量法〕：腐蚀前金属质量变化表示K失重〔Wo－W1〕ST
Wo初始重量W1腐蚀质量S—外表积〔方米〕T时间〔时〕
2深度法：腐蚀金属厚度减少表示
D24x365K1000γ876Kγ(mma)毫米年
D—腐蚀深度 γ金属密度gcm3
3金属腐蚀速度影响素：
1金属身：电极电位超电压钝性组成组织结构外表状态腐蚀产物性质等
2热处理工艺：影响合金盈利状态晶相结构等
3介质环境：组成浓度PH值温度压力流速等
4环境：电偶效应微量氯离子微量氧微量高价离子析出氢等
4耐蚀性评定：
受均匀腐蚀金属常年腐蚀深度评定耐蚀性等级求严格场合
十级评定标准般工程应三级四级足够
三级： 级 耐蚀 年腐蚀深度＜01mma
二级 01~10
三级 ＞10
三 极化现象超电压
1极化现象
电池工作程中电流流动引起电极电位偏离初始值现象
阳极电位正方偏离称阳极极化阴极电位负方偏离称阴极极化
2极化三种形式：
产生极化现象根原阳极阴极电极反响电子迁移速度存差异引起
1〕电化学极化：电极反响速度<电子迁移速度
2〕浓差极化：极剂反响产物溶液中扩散速度<电极反响速度
3〕膜阻极化：金属外表形成保护性薄膜阻滞阳极反响阳极电位急剧正移时保护膜存系统电阻增加极化实质种阻力增极化利降低腐蚀电流腐蚀速度防腐利
3超电压
腐蚀电池工作时极化作阴极电极电位降低阳极电极电位升高偏离衡电极电位差值称超电压电压
超电压越极化程度越电极反响越难进行腐蚀速率越反然应极化三种形式超电压三种：
1活化超电压 2扩散超电压 3膜阻超电压
1极化作
减弱消极化程作称极化作增加极剂浓度升温搅拌扩极板面积等产生极化效果显然控制腐蚀角度总希极化作降低腐蚀速度
四析氢腐蚀耗氧腐蚀
1析氢腐蚀
介质中氢离子作极剂阴极放电成氢原子进步结合生成氢分子阴极析出阳极金属断溶解腐蚀
1〕析氢腐蚀条件
阳极金属电极电位必须低析氢电极电位Em＜EH标准状态应低氢标准电极电位般情况碳钢铸铁锌铝钛锰铬镍等金属合金酸性介质中发生析氢腐蚀PH越酸性越强发生析氢腐蚀倾性越电极电位负金属碱性溶液水中发生析氢腐蚀方铝镁等
2〕析氢腐蚀历程：
阳极：M－2e→M2+
阴极：2H++2e→H2↑
3〕析氢腐蚀特点：
阴极材料性质腐蚀速度影响溶液流动状态腐蚀速度影响阴极面积增加腐蚀速度加快氢离子浓度增高温度升高均会促析氢腐蚀加剧
2耗氧腐蚀
溶液中氧分子腐蚀电极阴极进行离子化反响断消耗促阳极金属断溶解腐蚀吸氧腐蚀
1〕发生耗氧腐蚀条件：阳极金属电极电位氧电极电位Em＜Eo2氧电极电位远氢电极电位耗氧腐蚀析氢腐蚀更易发生绝数金属中性碱性较稀溶液中气土壤水中发生耗氧腐蚀
2〕历程：
阳极：M－2e→M2+
阴极：O2+2H2O+4e→4OH
3〕特点：〔1〕腐蚀程控制步骤金属溶液中腐蚀电位异〔2〕氧扩散控制情况腐蚀速度金属性关系〔3〕溶液含氧量腐蚀速度影响〔4〕阴极面积腐蚀速度影响视腐蚀电池类型异〔5〕溶液流动状态腐蚀速度影响
五金属钝性
1钝化现象
金属活性溶解状态耐蚀状态转化金属钝化钝化状态钝态
金属钝化现象特征：〔1〕金属钝化难易程度钝化剂金属性温度等关〔2〕金属钝化电位正方急剧升〔3〕金属钝态活态间转换具定程度逆性〔4〕定条件利外加阳极电流局部阳极电流金属活态转变钝态
钝化途径：化学钝化阳极钝化
2钝化理
成相膜理吸附理三金属钝性应
1阳极保护 2化学钝化提高金属耐蚀性 3添加易钝化合金元素提高合金耐蚀性 4添加活性阴极元素提高钝化金属合金耐蚀性
第二局部 影响局部腐蚀结构素
力学素
概况：机械设备结构存外加性质应力：拉交变剪应力腐蚀介质作分产生应力腐蚀腐蚀疲劳磨损腐蚀腐蚀特征机理相
SCC (Stress Corrosion Cracking)：金属结构拉应力特定腐蚀环境作引起破裂简称应力腐蚀
1应力腐蚀产生条件
三根条件：敏感材料特定环境拉应力应力腐蚀介质综合作结果三者缺
中应力性质必须拉应力压应力存仅会引起SCC甚延缓现研究说明某情况压应力产生SCC拉应力相危险性
拉应力源载荷造成工作应力外更制造加工程：剪切削等冷加工锻造焊接热处理装配程等会产生剩余应力报道剩余应力造成SCC事远高工作应力占例中尤焊接应力
1〕材料：材料身SCC敏感性需综合考虑环境尤介质般认纯金属会发生应力腐蚀含杂质金属合金发生SCC
2〕应力：般效应力〔指工作应力剩余应力〕果低某应力水会发生SCC应力破裂时间关系曲线出应力值越
达破裂时间越短
3〕环境：包括腐蚀介质性质浓度温度等某种材料应环境条件特定说定材料定环境组合情况发生类腐蚀破坏
种特定组合拟典型黄铜—氨溶液〞奥氏体锈钢－Cl溶液〞碳钢－OH 溶液〞低合金高强钢〔甚蒸馏水中发生破裂〕等表21列出工程常材料产生SCC环境介质
2应力腐蚀特征
SCC敏感材料特定环境拉应力综合三者缺SCC种典型滞破坏般历孕育期裂纹扩展期快速断裂期三阶段SCC裂纹形态晶间型穿晶型混合型三种类型金属－环境体系密切相关
3应力腐蚀破裂判
应力腐蚀破裂历程：金属裂纹蚀坑缺陷情况SCC程分三阶段
第阶段腐蚀引起裂纹蚀坑阶段导致应力集中裂纹源生核孕育阶段常相应阶段时间称潜伏期诱导期孕育期接着裂纹扩展阶段裂纹源蚀坑开展单位面积承受载荷谓极限应力值时阶段失稳纯力学裂纹扩展阶段破裂期
第阶段受应力影响时间长约占破裂总时间90％两阶段仅占总破裂时间10％
果构件开始时存微裂纹蚀坑等缺陷SCC破裂程裂纹扩展失稳快速断裂两阶段SCC发生短时间发生年
应力腐蚀破裂速度：SCC断裂速度约001 ~ 3 mmh远远应力存局部腐蚀速度〔孔蚀等〕单纯力学断裂速度例钢海水中SCC断裂速度孔蚀106倍纯力学断裂速度低10数量级纯力学断裂通常应应力水高
应力腐蚀破裂裂纹形貌：应力腐蚀裂纹形态晶间型穿晶型混合型三种混合型种形态支缝中出现种形态
金属环境体系出现裂纹形态SCC裂纹起源外表裂纹长宽成例相差数量级裂纹扩展方垂直拉伸应力方裂纹般呈树状材料破裂方式：碳钢高强钢铝合金铜合合半晶间断裂奥氏体锈钢镁合金穿晶型钛合金混合型裂纹断口形貌宏观属脆性断裂塑性高材料微观观察断裂面塑性流变痕迹断面裂纹分叉现象断面形貌呈海滩条纹羽毛状撕裂岭扇子形冰糖块等征状
4应力腐蚀机理
1〕电化学阳极溶解理
认合金中存条阳极溶解活性途径〞腐蚀途径优先进行阳极侵蚀处形成狭裂纹蚀坑阳极裂纹部阴极金属外表构成腐蚀电池活性阴离〔Cl〕进入形成闭塞电池裂纹蚀坑部浓缩电解质溶液水解酸化促裂纹尖端阳极快速溶解应力作裂纹断扩展直破裂
谓活性途径〞通常半晶粒边界塑料变形引起滑移带金属间化合物沉淀相者应变引起外表膜局部破裂较应力集中时会活性途径处进步产生变形形成新活性阳极
裂纹中闭塞电池尺寸部溶液易外部发生流交换溶液断浓缩时着腐蚀程进行产生金属离子富集保持溶液电中性必然出现裂纹部金属离子外部活性阴离子相扩散迁移裂纹部形成二次腐蚀产物〔氯化物〕进步水解溶液酸化 闭塞电池原理酸催化
2〕电化学阳极溶解理应
SCC端口呈现脆性断裂特征解释：裂纹溶液酸化形成H+ 腐蚀阴极反响产生氢原子扩散裂纹尖端金属部区域变脆拉应力作发生脆断—氢脆
阴极保护技术：电化学阳极溶解理已合金阴极极化证实采阴极保护抑制合金裂纹产生开展果取消阴极保护裂纹会继续扩展
5防止减少SCC措施
影响SCC素：材料应力环境三方面拟效广泛应方法消降低应力值
(1) 降低设计应力效应力应力强度降低界值实际工程材料完美缺必然存种缺陷发生低应力意外脆性断裂
存裂缝材料低应力破坏现象定量方法解析裂纹尖端应力场计算材料破坏应力工程方法评价构件安性等属断裂力学范畴
根断裂力学观点空气环境条件果满足条件K1
〔3〕采合理热处理方法消剩余应力改善合金组织结构降低SCC敏感性
采退火处理消应力：钢铁500 ~ 600 oC处理05 ~ 1 h然缓慢冷奥氏体锈钢加热900 oC左右缓冷高温处理引起金属外表氧化形状复杂结构会产生变形采降低温度延长时间热处理工艺
通时效处理：高强度铝合金改善合金微观结构防止晶间偏析物形成提高抗SCC敏感性
(4) 方法：合理选材例接触海水换热器普通碳钢锈钢更耐蚀采含高镍量奥氏体含1％～2％Ti低碳钢提高抗SCC性
〔5〕材料处理：果条件允许场合采介质中害成分
添加缓蚀剂：添加缓蚀剂方法防止SCC
采阴极保护：基阳极溶解理减缓阻止SCC
6 腐蚀疲劳
腐蚀介质变动负荷联合作引起金属断裂破坏
疲劳断裂：金属构件变动负荷作定周期发生断裂
实例：轴承滑轮复泵缸体活塞运动刮刀离心机转轴滤卸料阶段间隙性输送热流体道传热设备反响釜温度应力周期性变化等
腐蚀疲劳特点：
变动负荷：负荷方力时间发生周期性变化〔规变化〕类负荷
纯力学性质疲劳应力值低屈服点周期发生破坏果工作应力超界循环应力值〔疲劳极限〕会发生疲劳破坏腐蚀疲劳存疲劳极限低应力条件会产生断裂没特定腐蚀介质限定腐蚀环境广
判：
裂纹形貌〔撕裂特征〕：穿晶型裂纹分支较少产生裂纹数量纯力学疲劳断面局部腐蚀产物覆盖局部呈粗糙碎裂状
影响素：
腐蚀疲劳介质pH值含氧量温度变动负荷性质交变应力幅度频率关系般pH值减含氧量增高温度升腐蚀疲劳寿命越低
变动负荷称拉压交变应力影响幅度低频率交变应力更容易加快腐蚀疲劳
防护措施：
提高金属合金抗拉强度改善纯力学疲劳利腐蚀疲劳反害
效方法降低部件应力通改变设计正确热处理予改善
镀锌镉等 加缓蚀剂外表氮化喷丸处理阴极保护
7磨损腐蚀
磨损腐蚀：腐蚀性流体金属构件较高速度作相运动引起金属腐蚀损坏
类型：磨损腐蚀湍流腐蚀空泡腐蚀微振腐蚀等种形式化工生产装置中常见前两种
实例：离心泵叶轮填料密封转轴机械密封摩擦副搅拌器离心机刮刀推盘换热器入口阀门弯头等
8湍流腐蚀
定义：流体速度达湍流状态导致加速金属腐蚀种腐蚀形式
特征：湍流腐蚀程高速流体击穿紧贴金属外表静态边界液膜加速极剂供阴阳极腐蚀产物迁移阴阳极极化作减高速湍流金属外表产生附加剪切力剪应力断剥离金属外表腐蚀产物〔包括保护膜〕果流体中含固体颗粒会增强剪应力作金属磨损腐蚀更严重种磨蚀喷砂处理样纯机械力破坏磨损腐蚀程金属金属离子形式溶入溶液粉末形式脱落
判〔形貌〕：遭受湍流腐蚀金属外表常呈现深谷马蹄形凹槽蚀谷光滑没腐蚀产物积存根蚀坑形态容易判断流体流动方
9空泡腐蚀
空泡腐蚀：称穴蚀汽蚀腐蚀介质金属构件作高速相运动时气泡金属外表反复形成崩溃引起金属破坏种特殊腐蚀形态
特征：
高速流压力突变区域容易发生空蚀流速足够高时液体静压力低液体蒸气压液体蒸发形成气泡金属外表含微量气体液体中溶解气体提供足够气泡核低压区产生气泡迅速受高压区压流体压缩崩溃气泡崩溃时产生击波金属外表起强烈锤击作种锤击作压力高达140 MPa左右仅破坏外表膜甚膜金属晶粒产生龟裂剥落
空泡腐蚀历程
〔1〕保护膜形成气泡(2) 气泡破灭保护膜破坏(3) 暴露新鲜金属外表遭受腐蚀钝化膜修补(4) 位置形成新气泡(5)气泡破灭外表膜次破损(6) 暴露金属进步腐蚀重新钝化形成新膜
二外表状态素
适合外表状态构形会引起孔蚀缝隙腐蚀浓差电池腐蚀等等
1孔蚀
坑蚀俗称点蚀孔腐蚀发生金属外表局部区粗糙外表容易形成连续完整保护膜膜缺陷处容易产生孔蚀旦形成蚀孔果存力学素作会诱发应力腐蚀疲劳腐蚀裂纹孔蚀时然金属失重腐蚀集中某点坑阳极面积高腐蚀速度加检查蚀孔拟困难数蚀孔通常腐蚀产物遮盖直设备腐蚀穿孔发现孔蚀隐患性腐蚀形态
易钝化金属含活性阴离子(常见Cl)介质中容易发生孔蚀孔蚀程体蚀孔形成成长两阶段
孔蚀防止方法：
1材料考虑降低害杂质含量参加适量提高抗孔蚀力合金元素
2改善热处理制度者设法降低介质中尤卤素离子浓度
3结构设计时注意消死区防止溶液中害物质浓缩外采阴极保护
2缝隙腐蚀
金属金属金属非金属间存缝隙(般0025～01mm)时缝介质易流动形成滞留状态促缝隙金属加速腐蚀种腐蚀称缝隙腐蚀
许工程结构普遍存类间隙缝隙设计合理造成设计难防止直认缝隙腐蚀缝隙缝隙外存金属离子氧浓度差引起浓差腐蚀概念解释类腐蚀形态期研究说明金属离子氧浓差缝隙腐蚀起进步开展孔蚀样属闭塞电池催化腐蚀程
缝隙腐蚀防止：
缝隙腐蚀防止结构设计防止形成缝隙造成外表沉积构形
1防止浓差腐蚀防止溶液浓缩引起腐蚀结构设计时量防止积液死区
2假设结构设计采缝隙方案应结构够妥善排流利沉积物时采固体填充料缝隙填实
3设计选材时采某耐缝隙腐蚀材料延长设备寿命
三异种金属组合素
1电偶腐蚀
异种金属彼接触通导体连通处介质中会造成接触部位局部腐蚀中电位较低金属溶解速度增电位较高金属溶解速度反减种腐蚀称电偶腐蚀称接触腐蚀双金属腐蚀
防止电偶腐蚀途径：
影响电偶腐蚀素防止电偶腐蚀方法必然种途径效设计解决
1 选择相容性材料
产生电偶腐蚀时动力接触两种金属电位差开始试图利电动序判断电偶腐蚀倾实际应局部金属材料合金处介质含金属身离子实际电位仅数值标准电位甚序列发生倒置确切判断选择材料否会产生电偶腐蚀实际测量某金属定介质条件稳定电位(腐蚀电位)进行必电偶试验
2 合理结构设计
(1)量防止阳极阴极结构相反阳极面积阴极面积结构电偶腐蚀显著
(2)金属部件彼绝缘
(3)插入第三种金属绝缘结构设计困难时间插入降低两种金属间电位差种金属者采镀层渡
〔4〕阳极性部件设计成易更换适增厚延长寿命
3电偶效应正确利—牺牲阳极保护
牺牲阳极保护
根电偶腐蚀原理偶合阳极腐蚀阴极受保护时设备附加种负电性较强金属构件溶解产生电流体设备保护谓牺牲阳极保护〞
作牺牲阳极材料仅求具足够负腐蚀电位希阳极极化性越越阳极溶解产生电流供保护设备牺牲阳极身微电池作消耗电流应工业常牺牲阳极材料锌锌合金铝合金镁合金等
四焊接素
化工设备焊接结构焊接工艺材料选择问题常常产生种焊接缺陷导致设备腐蚀腐蚀类型焊接缺陷形式异
1焊接缺陷腐蚀
焊接外表缺陷
焊瘤 熔化金属流淌焊缝外未熔化部位堆积成母材没熔合
咬边 工件焊缝边缘形成沟槽凹陷常常电流电弧拉太长焊条角度工件熔化定深度填充金属未时流补充致般角焊立横仰焊时易产生咬边
飞溅飞溅熔敷金属粒子飞散附着母材外表缺陷电流焊皮中水分电弧太长粉性熔渣焊条角度时出现种缺陷
电弧熔坑
2〕异种金属焊接
化工设备采异种金属焊接种情况熔融金属母材组成成分相腐蚀环境中常常存电位差构成电偶腐蚀尤焊缝金属电位远低母体金属时成阴极阳极焊缝金属迅速腐蚀工程常选母材电位更高金属作焊条样阳极阴极情况焊缝腐蚀母材腐蚀轻微溶液导电性拟低时腐蚀集中焊缝周围局部区出现较严重局部腐蚀
3〕焊接剩余应力
焊接应力焊接程中焊件体积变化受阻产生已凝固焊缝金属冷时候垂直焊缝方处温度差异结果高温区金属收缩会受低温区金属限制两局部金属中引起应力高温区金属部产生剩余拉应力低温区金属部产生剩余压应力
4〕焊接热影响区
焊接程焊缝两侧距焊缝远点历焊接热循环距焊缝越点加热温度越高越远越低说焊接热影区点实际相受次标准热处理必然相应组织变化出现晶粒长相变重结晶等
低碳钢说种组织变化影响机械性耐蚀性影响晶间相间晶粒体活性差异较般中发生均匀腐蚀金属含量合金元素时组织变化复杂
外通焊接材料焊缝掺入铁素体形成元素(钛铝硅等)焊缝呈奥氏体—铁素体双相组织提高抗晶间腐蚀力铬铁素体浓度扩散速度样奥氏体晶界形成碳化铬铁素体铬迅速扩散晶界弥补铬损失防止贫铬区出现时铁素体奥氏体破贫铬区连续性减轻晶间腐蚀危害铁素体相般控制5
第三局部 金属某环境中腐蚀
高温腐蚀
石化冶金日化许生产中材料制造加工程中〔锻造热处理等〕常常材料处高温气体环境高温般会金属产生氧化腐蚀应机理规律解掌握控制防护
1金属高温氧化
1〕金属高温氧化性
M+12O2↔MO 中OS卤素气体等
化学反响衡方程中定温度氧分压氧化物分解压力相等反响处衡状态氧分压金属氧化物分压反响生产氧化物方进行反然金属氧化物分解压力
2〕金属高温氧化程
〔1〕第步：化学反响生成氧化膜
〔2〕第二部：电化学程——膜成长
金属氧化膜电子导电离子导电半导体氧化速度〔腐蚀速度〕取决氧化膜物质迁移速率——离子导电性电子导电性——金属氧化物属性晶格部缺陷反响
3〕膜保护性
膜保护性取决氧化膜完整性致密性热稳定性膜结构厚度膜金属相热膨胀系数膜中应力状态关膜具保护性必须满足条件：
〔1〕膜必须完整体积r
〔2〕膜具足够强度塑性基体金属结合力强膨胀系数相
〔3〕膜晶格缺陷浓度低
〔4〕氧化膜高温介质中稳定表现高熔点高生成热
2金属氧化动力学规律
金属高温腐蚀速度氧化膜厚度时间关系表达
1〕直线规律：生成氧化膜保护作阻止腐蚀进行
2〕抛物线规律：连续膜生成具保护作腐蚀速度减缓
3〕数规律：形成薄膜时强烈阻滞金属继续氧化着膜增厚膜成长受阻滞作抛物线关系中阻滞作
4〕反数规律：金属氧化速度膜厚指数函数成反氧化速度数规律慢
5〕立方规律：氧化速度介抛物线规律数规律间
总直线型快抛物线次数规律金属形成定厚度膜氧化速度明显降低高温气体中金属材料腐蚀防护控制高温合金
3高温合金抗氧化性
金属高温腐蚀控制防护措施高温合金
1〕合金化原理
利合金化提高金属抗氧化性途径：
〔1〕减少氧化膜晶格缺陷浓度
〔2〕选择性氧化生成保护膜
〔3〕生成复合氧化物类稳定新相
2〕合金抗氧化性
谓抗氧化性指高温完全氧化通常指高温迅速氧化氧化形成层连续致密牢固附着金属外表薄膜金属具继续氧化氧化性特性
4耐热金属结构材料简介
耐热钢指工作温度高450℃时具定强度抗氧化力钢种抗氧化钢热强钢通称
1抗氧化钢：合金元素铬铝硅钢铁高温氧化性改善力特铝硅铬效果更
2热强钢：钢中添加铬钼钨钒钛铌效提高钢热强性指标抗氧化性
3耐热新钢种：10MoWVNb钢10Cr2MoWVTiB10Cr3MoVSiTiB钢等
二金属气中腐蚀
1气腐蚀分类：
1〕干气腐蚀：气中根含水金属外表水膜金属外表保持光亮腐蚀轻微化学作
2〕潮气腐蚀：气中水汽金属外表见薄层水膜阴极耗氧腐蚀液层薄氧扩散容易阳极钝化金属离子化困难腐蚀受阳极控制
3〕湿气腐蚀：湿度高金属外表凝聚成液滴形成肉眼见液膜液膜厚度增加氧扩散困难腐蚀受阴极控制
2气成分腐蚀影响：
气成分湿度决定气腐蚀程度两素
气腐蚀特点：
遵循电化学腐蚀般规律耗氧腐蚀
区域I：湿度特低金属外表极薄层吸附液膜认连续电解液相金属枯燥气中腐蚀金属外表形成层保护膜腐蚀速度
区域Ⅱ：湿度增金属外表液膜厚度逐渐增加形成连续电解液膜腐蚀速度
急剧增加
区域Ⅲ：湿度继续增加金属外表液膜继续增厚氧通液膜扩散变困难腐蚀速度降
区域Ⅳ：湿度金属外表液膜变厚已相完全浸电解液中腐蚀情况腐蚀速度根变
3控制防护：
1〕合理选材：低合金钢锈钢等
2)外表涂覆 ：涂料镀层保护屏蔽氧水
3)保持外表清洁
4)介质控制：降低空气湿度〔加热空气吸湿剂〕减少污染物缓蚀剂等
三土壤腐蚀
1土壤腐蚀历程特点：
1〕历程：金属土壤中腐蚀时阴极程耗氧腐蚀阳极金属溶解生成金属阳离子阴极氧气消耗
2〕特点：〔1〕土壤结构湿度氧流动性影响土壤越疏松氧渗透扩散越容易腐蚀越严重〔2〕枯燥疏松土壤中氧渗透率高土壤中氯离子铁易钝化腐蚀降低
2土壤腐蚀常见种形式：
1〕充气匀引起腐蚀氧浓差电池腐蚀土壤相性均匀性常常引起氧渗透率差异造成充气均形成供氧差异腐蚀电池常造成设备线严重腐蚀
2〕杂散电流引起金属设备线腐蚀：电焊机电气火车等设备漏电情况漏电流常引起附金属设备腐蚀特直流电漏电引起种腐蚀破坏速度较
3〕微生物引起腐蚀土壤中微生物发酵分解产生腐蚀物质引起局部腐蚀硫杆菌：污物发酵→硫代硫酸盐→硫杆菌作→硫酸
3土壤中腐蚀防护
1〕合理设计施工
设计时考虑土壤特性量防止土壤性质差异位置布置设备线施工时土壤压实污物〔喷洒杀菌剂〕外砌水泥池槽等等
2〕合理选材：某非金属材料耐土壤腐蚀力较强PVC塑料水泥
3〕外表涂覆：常涂料方沥青增加强度防水石棉玻璃纤维布缠绕PE胶带发泡塑料效果
4〕电化学保护
5〕联合保护：涂覆电化学保护结合
四海水中腐蚀
1海水性质：海水种含盐浓度相高电解质溶液天然腐蚀剂中强种
1〕含盐量导电性强电解质
2〕氯离子含量高次硫酸根离子金属较强腐蚀性
3〕海水充气性良容易发生耗氧腐蚀
2海水腐蚀历程特点：
历程：
阳极：M－2e→M2+
阴极：O2+2H2O+4e→4OH
特点：
〔1〕腐蚀速度取决阴极程受氧达阴极外表扩散速度控制
〔2〕海水中含量氯离子数金属海水腐蚀时阳极程阻滞铁铸铁低合金钢中合金钢海水中钝化
〔3〕海水导电性良容易发生电偶腐蚀
3海水腐蚀影响素：
1〕盐度：盐度越腐蚀越严重盐度超定值氧溶解度降腐蚀变慢
2〕碳酸盐饱度：达饱时易沉积金属外表形成保护层利防腐
3〕含氧量：含氧量越腐蚀越快海水深度增加含氧量降
4〕流速：般流速增加腐蚀加快孔蚀流速界速度时孔蚀变慢
5〕海生物：贻贝牡蛎海藻等常会消耗释放氧气二氧化碳生物尸体分解会形成硫化氢等数促进腐蚀生物附着金属外表局部会金属外表状态改变形成局部腐蚀氧浓差电池缝蚀等
4控制防护：
1〕合理选材：许非铁金属静止缓慢流动海水中腐蚀率较铜铜合金钛钛合金等锈钢海水中耐蚀性取决钝化膜稳定性受组织结构影响奥氏体锈钢耐蚀性铁素体次马氏体差
2〕电化学保护：海水导电性电化学保护应方便济
3〕外表涂覆：环氧漆氯化橡胶漆乙烯漆耐海水性
4〕合理设计施工：防止电偶腐蚀减少缝隙防止形成湍流涡流
5〕介质处理：控制海洋微生物冷海水加缓蚀剂等
六硫化氢腐蚀
关硫化氢渗氢程机制氢钢中存状态运行程氢脆质法统观点电化学腐蚀程硫化氢导致氢损伤程
( 1)电化学腐蚀阳极溶解程
H2S 旦溶水便立电离溶液呈现酸性H2S水中离解反响：
H2S →H+ +HS→2H+ +S2
释放氢离子强极化剂易阴极夺取电子促进阳极溶解反响钢铁遭受腐蚀
(2) 硫化氢导致氢损伤程
H2S水洛液钢材电化学腐蚀产物氢原子吸附电极外表H2S分子
HS 程度够抑制复原生成氢原子形成氢气氢原子渗透入金属部
量增钢铁吸收氢原子破坏机体连续性导致氢损伤成H2S环
境开裂素
第四局部 金属结构材料耐蚀特性
金属耐蚀合金化原理
1纯金属耐蚀特性
〔1〕金属热力学稳定性
种纯金属热力学稳定性体标准电位值判断标准电极电位较正者热力学稳定性较高标准电极电位越负热力学越稳定容易腐蚀
〔2〕金属钝化
热力学稳定金属氧化性介质中容易钝化易钝化金属作合金元素
（3） 腐蚀产物膜〔机械钝态膜〕保护性
2金属耐蚀合金化途径
〔1〕提高金属热力学稳定性
〔2〕减弱合金阴极活性
a减金属合金中活性阴极面积通热处理方法形成稳定固溶体
b参加吸氢超电压高合金元素〔增合金阴极析氢反响阻力〕
〔3〕减弱合金阳极活性〔效应广泛方法〕
减少阳极相面积参加易钝化合金元素参加阴极合金元素促进阳极钝化
〔4〕合金外表生成电阻腐蚀产物膜
参加某元素促合金外表生成致密腐蚀产物膜加体系电阻效阻
滞腐蚀程进行
3单相合金确实n8定律
早塔曼( Tammann)研究单相〔固溶体〕合金耐蚀性时发现耐蚀力固溶体成分间存种特殊关系 合金耐蚀性固溶体提成分间特殊关系种合金介质中稳定性台阶值适二元系统够元系统固溶体合金确切解释
4合金元素耐蚀性影响
铬〔Cr〕：
锈钢根合金元素热力学稳定铁基合金组成固溶体时合金呈现程度类似铬耐蚀特性具备钝化条件含量越高耐蚀性越实现钝化条件着含量增高腐蚀速率反加
镍〔Ni)：
热力学够稳定FeNi合金硫酸盐酸硝酸中腐蚀速率着镍含量增加减镍铁基体中耐蚀性钝化作合金热力学稳定性提高氧化性介质复原性介质中均效
优势：
铬配合参加铁中获锈钢综合铬镍优势耐氧化性介质腐蚀耐复原性介质腐蚀形成奥氏体具良热加工性冷变形力焊性良低温韧性
利处：增加锈钢晶间腐蚀倾
钼〔Mo)：
合金耐复原性介质腐蚀抗氯离子等引起孔蚀含量较时钢氯化物腐蚀破裂敏感钼含量4时钢耐应力腐蚀破裂性提高钝化膜厚度着钢中钼含量增高增厚膜厚度增加通常会延长蚀孔形成孕育期提高耐孔蚀性
硅〔Si)：
相应合金中具耐氯化物腐蚀破裂耐孔蚀耐浓热硝酸抗氧化耐海水腐蚀等作锈钢硅含量增加耐应力腐蚀破裂性显著改善〔加硅形成富硅保护膜〕耐氯离子腐蚀〔耐氯化物应力腐蚀破裂〕改善耐孔蚀性〔提高钢钝态稳定性〕耐强氧化物腐蚀：形成富集Si Cr O外表膜SiCr MoCu配合种耐海水钢
铜〔Cu)：
低合金钢锈钢镍基合金铸铁中常耐蚀合金元素
耐气腐蚀：铜低合金钢气腐蚀程中起着活性阴极作定条件促钢产生阳极钝化降低腐蚀速率钝化膜易活性氯离子破坏铜钢较纯洁空气中具较耐蚀性提高钢H2SO4耐蚀性：提高合金热力学稳定性减弱钢海水中缝隙腐蚀：参加Cu钢阳极程受阻滞钝化界电流密度减
二常结构材料耐蚀性
1钝化获耐蚀力金属
锈钢铝铝合金钛钛合金硅铸铁等 188锈钢〔Cr18 Ni89 n2)
空气水中性溶液种氧化性介质中十分稳定酸性介质中〔氧化性酸非氧化性酸氧化性强弱关〕锈钢设备腐蚀局部腐蚀破坏：晶间腐蚀孔蚀应力腐蚀
〔1〕铝铝合金
铝耐蚀力取决定环境中铝外表保护膜稳定性中性中性气中具高稳定性氧化性酸盐溶液中十分稳定常浓硝酸生产中含卤素离子中性溶液中易发生孔腐蚀数机介质中耐蚀性硫硫化物耐蚀性参加Cu MgMn等铝强化提高纯铝强度耐蚀铝合金AlMn AlMnMg AlMgSi AlMg
〔2〕钛钛合金
氧化性介质沸水热蒸汽沸腾铬酸浓硝酸浓硝酸混酸高温高浓度硝酸中性弱酸性氯化物溶液中良耐蚀性含少量氧化剂添加高价重金属离子铂钯等相接触抑制钛腐蚀〔促阳极钝化〕稀碱溶液中耐蚀定条件发生剧烈发火反响品种：TiPd TiNi TiMo TiNiMo合金容易发生氢脆情况应力腐蚀破裂
〔3〕高硅铸铁
含14 5~18 Si铁碳合金称高硅铸铁硅合金化获钝化力耐蚀性样遵循n8定律稳定性台阶n2〔含14 5 Si〕外表钝化形成Si02保护膜属酸性氧化物高硅铸铁仅氧化性酸盐溶液中高稳定性非氧化性酸浓度硫酸磷酸室温盐酸机酸等溶液中良耐蚀性
2钝化腐蚀产物稳定金属
〔1〕碳钢铸铁
碳钢铸铁相合金组织组分：铁素体( Fe)渗碳体(Fe3C)石墨(C)三种组分电解质溶液中具电位中Fe标准电极电位低值044V热力学稳定元素数电解质溶液中成微电池阳极腐蚀Fe钝化金属足够钝化条件获稳定钝态外某环境中金属外表生成稳定腐蚀产物
〔2〕铅铅合金
铅标准衡电位〔013V〕低氢酸中产生析氢反响某酸中生成稳定腐蚀产物铅具备钝化力铅耐蚀特性表达腐蚀产物相应介质中溶解度
三结构材料选择原
1根工艺条件分析设备材料求
〔1〕介质特性温度压力〔2〕工艺条件材料限制
〔3〕设备功结构〔4〕运转开停车条件
2掌握材料根特性
首先解种材料性然分析某材料特殊性质全面掌握种材料根特性
3材料选择根点
耐蚀性力学物理特性加工成型工艺性材料价格源
第五局部 非金属结构材料耐蚀性
1高分子材料特性影响素
机高分子材料般特性
根概念：CH体分子量10000化合物称机高分子单体聚合生成合成聚合物聚乙烯聚氯乙烯等
影响高分子材料性素：
〔1〕化学结构：线型聚合物适宜介质中溶胀溶解加热软化体型聚合物溶胀溶解加热软化〔定温度会分解〕热固性
〔2〕组成〔官团〕〔3〕构形构象〔4〕分子量分布〔5〕添加剂
二高分子材料腐蚀特征：
1金属腐蚀区：
〔1〕金属导体数金属腐蚀电化学腐蚀高分子材料般导电高分子材料腐蚀老化电化学腐蚀电化学规律解释
〔2〕金属材料腐蚀发生界面般外进行〔晶间腐蚀应力腐蚀例外〕高分子材料老化介质材料部渗透扩散引起
三高材腐蚀破坏形式：
〔1〕渗透溶胀溶解
介质渗透浓度差引起扩散运动造成介质分子高分子材料孔隙率孔径分布亲力关般介质分子越渗透性越定形线性分子渗透率较高晶态交联聚合物渗透性较差孔隙率降渗透性降
介质分子渗入高分子部链段间作力减弱间距增引起高分子材料宏观体积重量增加种现象溶胀线性定形聚合物充分溶胀进步溶解体型交联结晶聚合物溶胀溶解溶胀溶解遵循极性相似原
〔2〕化学裂解〔氧化水解〕
渗入部介质分子发生化学反响——特氧水具渗透力反响活性发生氧化水解分子链〔链〕断裂特高温〔>150℃〕光作
〔3〕老化：高分子材料阳光〔紫外线〕湿度温度气中组分综合作性逐渐变坏致丧失价值现象老化
〔4〕应力腐蚀开裂 ：高分子腐蚀介质应力作质量变化率负荷时耐蚀性急剧降某条件发生类似金属应力腐蚀破裂现象
3高材力学热性：
金属相高材强度低耐热性差导热系数膨胀系数〔金属5~10倍机
材料15~20倍〕金属类似应力—应变曲线强度低降明显常伴高弹形
变塑性形变伸长率材料均性
高聚物三态：玻璃态高弹态粘流态线形高聚物三态玻璃态时链伸长链角变化高弹态链段运动粘流态分子链运动滑移晶态聚合物＜Tf时始终呈现硬性固体状高弹态交联网状聚合物熔点达定温度时分解
2耐腐蚀高分子材料
硬聚氯乙烯〔PVC〕塑料：
聚氯乙烯否添加增塑剂分软硬PVC添加极少量添加〔＜5〕增塑剂
硬聚氯乙烯作结构材料具定机械强度焊接成型性良PVC线性定形聚合物结晶度＜10
1硬聚氯乙烯耐蚀性：
耐蚀环境：硝酸盐酸硫酸等介质中稳定低50℃时耐蚀性优酚醛塑料
聚苯乙烯〔PS〕机玻璃耐局部酸碱盐CH化合物机介质
耐蚀：强氧化剂〔浓硝酸浓硫酸〕芳香族氯代碳化物酮
2 影响耐蚀性素：
〔1〕温度：温度升高腐蚀速度加快
〔2〕应力：应力增加腐蚀速度加快
〔3〕光：耐光性变硬变脆老化
3 常硬PVC部件设备：
常做贮罐塔设备离心泵风机道件阀门等
二聚乙烯〔PE〕
聚乙烯物理机械性受结晶度影响分子量分布关
耐蚀性：常温耐般酸碱盐耐试剂性HDPE优PE超高分子量HDPE较高耐击强度长期耐疲劳性优异抗摩润滑作
三聚丙烯〔PP〕
耐蚀性：优硬PVC 强氧化剂外耐受100℃酸碱盐发烟硫酸浓硝酸耐溶剂性优硬PVC溶剂室温难溶解PP耐热性高PVC50℃
焊接常作道贮槽衬里等膨胀系数〔约PVC三倍〕高温时杨氏
模量低设计时应注意
四氟塑料P130(老版106〕
五尼龙：尼龙6尼龙66〔PA6PA66)
力学性：拉伸强度高耐磨性优异抗击性耐数化学药品耐油性较
耐光腐蚀吸水性高刚性差耐热性佳制品形状稳定性差
六聚酯：PETPBT等耐蚀性类似尼龙阻隔性耐光性优PA毒
常做薄膜纤维容器等
七合成树脂：
1酚醛树脂
酚类醛类缩聚常苯酚甲醛缩合具立体网状结构刚性柔性差硬脆耐热性较马丁耐热温度〔空气热变形温度〕120℃
耐蚀性：非氧化性酸种化学介质较稳定
耐蚀：氧化性酸碱性介
2环氧树脂
常双酚A环氧丙烷缩聚成双酚A环氧树脂环氧树脂身线形热塑性聚合物工程价值时需参加固化剂交联成网状成溶熔固化物常固化剂胺类酸酐类
优点：粘合力强常做粘合剂抗弯强度较热膨胀系数浇铸马丁热温度105130℃易树脂复合常涂料玻璃钢胶泥等
耐蚀：耐酸碱某溶剂
3呋喃树脂
七橡胶：高弹性材料分天然橡胶合成橡胶
合成橡胶氯丁橡胶丁苯橡胶丁
晴橡胶氟橡胶等
耐蚀性：透水透气耐酸碱
数介质
耐蚀：强氧化性介质油脂类机介质
优点：弹性高耐低温性耐磨绝缘作密封减震安防护等场合常板材胶胶带等
3耐蚀机非金属材料
耐蚀机非金属材料陶瓷玻璃石墨
陶瓷耐蚀性：
陶瓷包括化工陶瓷水泥砖石英玻璃等含硅酸盐二氧化硅三氧化二铝等金属氧化物类材料般成型烧结工序获
1 陶瓷组成：粘土脊性料〔骨架：石英类熟料〕助熔剂〔长石〕材料混合均匀高温煅烧形成晶体材料般高抗压强度硬度耐磨性脆性易产生脆性断裂机加工性差
2 耐蚀性：耐热性〔高2000℃〕导热性差热膨胀系数耐数酸碱盐溶剂
耐蚀：HF高温磷酸氢氧化钠
二炭石墨材料：
炭三种素异形体：定形炭〔煤炭〕石墨〔六方晶系晶体结构〕金刚石炭石墨具优良物理化学性广泛应化工冶金机电航空等部门
第六局部 防腐方法
1电化学保护法
阴极保护：分电保护牺牲阳极保护两种形式
1电保护：保护金属设备直流电源负极相连外加阴极电流进行阴极极化金属保护方法外加电流阴极保护简称电保护
2牺牲阳极保护〔护屏保护〕：保护金属设备连接电位更负强阳极促阴极极化种方法牺牲阳极保护称护屏保护
3应范围条件：
〔1〕常输油气道舰船采油台码头水闸等
〔2〕条件：①腐蚀介质导电形成连续电路方海水土壤酸碱盐溶液等②金属材料处环境介质中易阴极极化耗电③保护设备形状结构太复杂防止形成电流分布均达保护效果
4阴极保护技术设计点：
〔1〕确定合理保护度〔2〕阴极材料选择〔3〕护屏辅助阳极合理配置
〔4〕预留保护参数监测点
二阳极保护
保护设备外加直流电源正极相连定电解质溶液中金属进行阳极极化定电位电位金属建立起钝态维持钝态设备腐蚀速度显著降低设备保护
应范围条件阴极保护类似阳极保护求保护金属钝化较稳定钝态
阳极保护设计点：
正确选择辅助阴极材料辅助阴极合理配置参电极选安装
2衬 里
种综合利材料特性具较长寿命防腐方法钢铁混凝土设备选衬种非金属材料
碳钢设备衬里材料外表处理
〔1〕粘物外表求
良润湿性 外表具定粗糙度外表清洁良润湿性外表具定粗糙度
（2） 钢铁外表处理
手工锈：效率低外表质量差适较外表般涂料施工衬里工程少采
机械清净法：包括机械研磨滚磨喷砂喷丸高压水流等方法
喷砂：金属外表铁锈氧化皮污垢金属外表获定粗糙度
化学法锈：金属件浸机酸溶液中溶解作外表氧化物HCI〔10~15〕：溶解钢铁外表氧化皮铁锈 间歇酸洗H2SO4〔5~10〕：进入氧化皮微裂纹钢Fe3O4界面反响生成H2 氧化皮脱落做流水作业酸洗液
酸洗液中必需添加缓蚀剂
〔3〕衬里材料外表处理
机械处理方法：喷砂手工磨方法增加材料外表粗糙度接触面积塑料外表更容易胶粘剂润湿
化学方法处理：高分子材料外表通氧化交联引入极性基团接枝作提高外表活性
聚烷烃类塑料：氧化氢机氧化物高锰酸盐王水硫酸重铬酸盐等含氟聚物：钠萘四氢呋喃钠联苯二氧六环纳萘乙二醇二甲醚等
二衬里砖板种类
辉绿岩板玄武岩板耐酸瓷砖板耐酸耐温陶砖板透性石墨板
1衬里胶泥选择
水玻璃胶泥：水玻璃胶黏剂氟硅酸钠固化剂耐酸粉填料定例调制成硅酸盐胶粘剂粘结机理：
树脂类胶泥：
热固性树脂〔酚醛环氧呋喃环氧呋喃环氧酚醛等添加填料固化剂等配制成
树脂类胶泥非氧化性酸较耐蚀性环氧呋喃：适酸碱交场合酚醛胶泥：常渗透性较稀酸介质环氧呋喃胶泥：提高呋喃胶泥粘结强度氧胶泥：粘结强度高收缩性抗渗透性价格贵般挤缝勾缝
2砖板衬里结构设计特点
〔1〕设备直径宜700mm密闭设备设孔拆卸法兰法兰转角处衬贴耐蚀材料
〔2〕焊缝采焊接外表焊缝整凸起高度<25mm深入设备接端部设备外表齐防止斜插
〔3〕液面器壁安装接
必须安装接时严格注意质量：衬里法兰处加翻边隔离层 中心插入保护套接直径较适宜套衬层瓷板透性石墨板介质腐蚀性较强时衬两层
〔4〕设备直接通入蒸汽加热时蒸汽出口准砖板衬里层时搅拌器时蒸汽出口应搅拌方致
〔5〕设备底部衬里结构般常字形排列丁字形排列扇形排列
〔6〕设备顶盖适降低衬里求
三玻璃钢衬里
〔1〕玻璃钢衬里渗透应力破坏
玻璃钢衬层出现针孔气泡微裂纹介质缺陷里渗透溶剂挥发参交联反响固化剂增塑剂等物质析出某缩聚树脂固化程中生成分子玻璃纤维外表处理介质渗树脂玻璃纤维界面间破坏树脂金属粘合发生腐蚀出现鼓泡衬里层剥离
〔2〕胶粘剂玻璃纤维选择
玻璃钢衬里常胶粘剂：酚醛环氧呋喃 聚酯改性胶粘剂
常选环氧树脂做底层涂料 ：环氧胶粘剂粘附力强固化收缩率固化程中没分子副产物产生
严格控制溶剂固化剂增塑剂添加量量少溶剂
满足衬层整体性厚度前提量少玻 璃纤维衬贴3~4层玻璃布(气相弱腐蚀介质〕衬里总厚度>3mm(苛刻腐蚀环境)
衬贴程中涂刷充分挤出纤维间空隙中空气层热处理充分枯燥
玻璃纤维衬里抗渗性够理想耐磨劳动卫生条件差范围受限
四橡胶衬里
生胶板施工求衬贴设备外表硫化橡胶变成结构稳定防腐层
（2） 橡胶衬里技术点
①缺陷处理 设备焊缝部位转角处角度太胶板易衬贴弥合残
留空气受热时会引起衬层鼓泡通常方法消
i．刷胶浆胶条填贴设备缺陷处然烙铁烙求坡度烙工序
般刷完第遍胶浆进行
ii涂刷第三次胶浆4~5根合股棉线〔直径约1—2mm〕设备缺陷处排列线头附法兰处引出然衬贴胶板残存缺陷处气体硫化时便棉线排出种挂线排气法实践中总结出行效方法
iii．粗针头穿胶片插缺陷部位然真空泵剩余空气抽出种方法局限
②衬里 橡胶衬里衬玻璃钢块胶板刷浆进行衬贴衬贴时定温度进行烙压生胶板加热增加塑性加压目排空气时保证胶板金属外表更贴合
③硫化 硫化整衬里程关键工序硫化程度否完全取决硫化温度时间〔2〕橡胶衬里结构设计特点
保证衬里质量设备衬层结构应符合求
i．橡胶衬里胶黏层薄设备外表凹凸部位砖板衬里求更高
ii法兰口车密封线免缝隙中残留空气造成衬层鼓泡现象〔列图〕
iii设备接口应设备外表齐
Ⅳ面弧面胶板黏接结构接搭接两种形式孓转动设备求圆周突出胶片采接外般均坡口搭接
V．物料进出口接衬层结构胶缝应着介质流动方搭接
VI．转动设备胶片搭接方应转动方致防止接缝受击摩擦作产生脱胶现象
3涂层镀层
涂料覆盖层
涂料品种非嘴干性油体油基性涂料合成树脂天然树脂〔生漆橡胶〕体树脂基涂料等两类
(1) 涂料组成作
①成膜物质 油基性涂料成膜物质植物果实干性油桐油亚麻仁油豆油等身饱双键空气中氧作先生成稳定氧化物进发生聚合类成膜物质氧化诱导期长般均须参加催干剂制成常温枯燥涂料
②颜料 成膜物质外颜料涂料重组成常颜料红丹锌铬黄锌粉磷酸盐铬酸盐铝粉云母氧化铁……等颜料参加仅填充连续滤膜．物质空隙降低渗透性程度反射紫外线延缓漆膜老化
（2） 涂料选择
涂料品种选时应根具体腐蚀环境耐蚀性抗渗透性保护物黏结强度价格等方面综合考虑表列举防腐涂料选
4缓蚀剂
缓蚀剂种类缓蚀机理
( 1)缓蚀剂成膜原理
该原理认金属缓蚀剂产生反响金属外表生成阻碍腐蚀程膜起缓蚀作
(2)缓蚀剂吸附原理
该原理认机缓蚀剂通常电负性ONPS等原子中心极性基团
CH原子组成非极性基团组成
(3) 电极程抑制原理
①阳极性缓蚀剂 类缓蚀剂促金属钝化提高耐蚀性类阳极性缓蚀剂钢铁含氧中性水溶液中采亚硝酸钠亚硝酸钠直接阳极反响起作增强阴极极化促进钢铁钝化结果
②阴极性缓蚀剂 锌锰钙盐类ZnS04MriS04Ca( HC03)2等阴极反响产物OH 作生成难溶性化合物沉积阴极外表阴极面积减降低腐蚀
③混合型缓蚀剂 数机缓蚀剂属种类型缓蚀剂分子
反响基团腐蚀反响中生成金属离子相互作金属外表形成络合物沉淀膜缓蚀剂分子极性基团吸附作吸附金属外表
二 缓蚀剂应
常酸洗缓蚀剂 表列
第七局部 典型化工装置腐蚀防护分析
氯碱生产装置
1介质腐蚀特性
工业常电解饱NaCl溶液方法制取NaOHCl2H2原料生产系列化工产品称氯碱工业氯碱生产工艺通常隔膜法水银法离子膜法金属盐水系统中腐蚀实质氧极化腐蚀
阴极极化作氧浓差极化金属盐水中腐蚀影响素两种金属均匀性介质均匀性金属氯化钠盐水中常常金属均匀性者介质均匀性形成腐蚀电池导致金属腐蚀盐水碳钢储罐氧分布均发生水线腐蚀腐蚀严重部位发生水空气接触弯曲形水面器壁方
电解槽工作时候局部电流电解槽泄漏出流出电解系统外终返回电解系统形成漏电回路种泄漏出电流称杂散电流杂散电流腐蚀电解工业中种特腐蚀形式杂散电流腐蚀特点：破坏区域集中破坏速度较快氯化学性质活泼常温枯燥氯数金属腐蚀轻温度升高时腐蚀加剧潮湿氯具强烈氧化作生成次氯酸次氯酸种弱酸具强氧化性漂白性质稳定遇光分解盐酸氧盐酸中金属腐蚀速度盐酸浓度温度增加升
2典型装置腐蚀防护
电解槽腐蚀发生阳极极片导电涂层钛铜复合棒钛底板阴极腐蚀拟轻钛铜复合板腐蚀阳极液阳极根部密封严处发生化学腐蚀钛板腐蚀缝隙腐蚀真正解决电解槽盖腐蚀问题应该材质加解决盐水预热器防护采电法综合防护技术效防杂散电流种综合技术：1 采绝缘装置2 采强漏电断电装置3 采排流接装置4 采等电位保护装置氯碱生产装置介质强腐蚀性设备防腐根选择材料衬里
二尿素生产装置
介质中设备材料腐蚀严重氨基甲酸铵液尿素分异构体化反响产物氰酸铵氰酸尿素生产流程中遭受腐蚀突出处理介质高压设备尿素合成塔腐蚀形态：
1衬里液相部位全面腐蚀 尿素熔融物中锈钢衬里件会发生全面腐蚀导致厚度出现均匀减薄
2衬里鼓包 产生衬里鼓包原衬里筒体间间隙处压力塔压力致
3气相冷凝液腐蚀 设备外壳保温良
4应力腐蚀破裂 锈钢衬里应力腐蚀破裂尿素合成塔常见腐蚀破坏形式导致应力腐蚀拉应力源焊接剩余应力热应力工作应力
5电偶腐蚀 含氧尿素熔融物会孔泄漏衬里壳体夹缝中会引起电偶腐蚀
6晶间腐蚀 高温高压尿素熔融物锈钢引起强烈晶间腐蚀
针腐蚀形态目前生产中已采防护措施纳起：1合理选择衬里件焊缝材料2稳定操作参数控制腐蚀介质3提高焊接质量
高压甲铵泵腐蚀防护 防腐蚀措施：降低应力集中选择耐腐蚀疲劳材料降低应力集中方面采取措施：
1采进排液组合阀缸体腔应力集中部位防止应力交变
2采组合阀液缸结构减应力集中
3腔交角处量圆滑渡降低应力集中系数
4提高缸体外表粗超度降卑微观应力集中
缸体材料应耐腐蚀疲劳应满足点求：
1足够铬钼含量具备足够耐蚀性
2量降低钢中含碳量般采超低碳锈钢
3采夹杂物量少锈钢夹杂物俯视疲劳裂纹源
4控制锻造流线方夹杂物分布方开裂方垂直减少夹杂物影响
三硫酸生产装置
1硫酸腐蚀特性
硫酸种含氧酸具独特腐蚀行腐蚀性硫酸浓度温度流速酸中氧氧化剂杂质关系硫酸腐蚀性影响素 硫酸浓度硫酸温度硫酸流速酸中氧(氧化剂)杂质硫酸腐蚀浓度越高腐蚀越苛刻中等浓度时凸峰浓度纯洁硫酸溶液说溶液温度升高会加速金属腐蚀作酸流速增碳钢腐蚀速率影响酸温度升高流速碳钢腐蚀速率影响明显增果硫酸中含Cl利钝化膜形成已形成钝化膜破坏作
2典型装置腐蚀防护
壳式酸冷器带阳极保护带阳极保护两种浓硫酸泵枯燥酸吸收酸泵国原生产浓硫酸液泵仅适宜温度较低泵前冷流程中适温度较高泵流程寿命短轴衬轴套腐蚀部位严重国外泵常见路易斯泵存问题腐蚀原循环槽加水配置酸液面出处产生稀硫酸造成腐蚀路易斯泵存问题关键防止稀硫酸生成解决方法循环槽排气接枯燥塔入口循环槽保持负压空气致漏入泵轴套泵轴套部排液孔堵死
四磷酸生产装置
磷酸生产磷肥根底原料生产方法湿法热法两种中湿法生产国湿法生产二水流程普遍二水流程种样区反响槽结构
1介质腐蚀特性
硫酸盐酸相磷酸金属腐蚀相较弱腐蚀性磷酸浓度温度杂质含固量流速生产方法等关磷酸浓度相情况磷酸温度升高加速锈钢腐蚀达沸点时腐蚀速度湿法磷酸中存活性二氧化硅杂质腐蚀减弱活性二氧化硅氟化氢形成氟硅酸盐降低磷酸中游离氟化物
2 磷酸生产装置
磷酸萃取槽腐蚀防护 湿法磷酸生产程中硫酸分解磷矿反响萃取槽完成萃取槽结构特点：萃取槽槽体搅拌器槽盖组成壳体钢筋混凝土钢制成槽体外表采非金属材料防腐搅拌轴搅拌桨锈钢合金制造碳钢外包橡胶碳钢外包锈钢防腐层萃取槽盖采聚丙烯塑料玻璃钢制作萃取槽盖槽含氟气象介质气密封作操作压力常压般采耐腐蚀聚丙烯塑料玻璃钢制作
腐蚀形态分析萃取槽体表
萃取槽防腐措施种：
1 合理结构设计 采复合衬里时碳砖板总厚应抵抗磷酸料介质腐蚀满足隔离层容许高温度降低壳体壁温防止衬里处拉应力状态等考虑
2 正确选择胶结材料 应采石墨粉作填料酚醛耐酸胶泥
3 提高防腐层施工质量 碳砖板衬里属脆性材料施工程运转程中应防止机械损伤
第八局部 典型石油工业装置腐蚀防护
1钻井工程装置
介质腐蚀
钻井程中腐蚀性介质钻井液氧气硫化氢二氧化碳等环境素
腐蚀程行差异
二 腐蚀形式
( 1)均匀腐蚀：油气田处强腐蚀环境均匀腐蚀腐蚀形式选择装置材料缓蚀剂必须考虑重素
①盐腐蚀 钻井液中盐腐蚀导致腐蚀重素
②酸腐蚀 钻井程中酸化压裂设备盐酸土酸〔HCIHF〕酸注入底层强腐蚀性酸引进加速钢铁腐蚀速度钻井环境中油井酸化技术引入酸外硫化氢二氧化碳样导致酸腐蚀
③溶氧腐蚀 钻井液中溶解氧钻杆腐蚀原钻井程中钻井液循
环系统非密闭气中氧通振动筛泥浆罐泥浆泵等设备钻井液循环程中混入钻井液成游离氧局部氧溶解钻井液中直饱状态
(2) 局部腐蚀：钻井专材井工具井口装置等金属常见局部腐蚀类型：应力腐蚀疲劳腐蚀硫化物应力开裂坑点腐蚀蚀等
三 防腐蚀方法
①控制pH值 通常钻井液泥浆pH值提高10抑制钻井液钻具井设备腐蚀简单效钱低种处理方法
②正确选择缓蚀剂 钻井液中较缓蚀剂机类缓蚀剂
③添加氧剂 气中氧吸入加剧钻井液腐蚀性国外广泛氧剂亚硫酸盐
④选择性添加硫剂 数钻井作业中遇C02H2S浓度低钻具危害性
⑤控制含砂量 钻井装置配备适砂设备控制钻井液含砂量减少磨蚀
(2) 油井压裂酸化机缓蚀剂
①含氮化合物 包括单胺二胺酰胺炔氧甲基胺曼尼期碱衍生物等
②醛类 甲醛常低浓度盐酸酸化缓蚀剂温度低80℃含H2S
气井
③炔醇 脂肪族炔醇丙炔醇丁炔醇炔醇辛炔醇油气田酸化作盐酸缓蚀
剂关键成分
2采油集输装置
腐蚀形式
( 1)油井腐蚀： 油井腐蚀井工具抽油杆腐蚀油套腐蚀套外腐蚀等惯称油井腐蚀油井腐蚀般受采出液伴生气组成影响较产生腐蚀影响素C02H2S采出水组成
(2) 集输系统腐蚀
①集输线外腐蚀 集输站外埋线线土壤腐蚀性线防腐保温结构施工质量差老化破损等导致线外腐蚀
②集输线腐蚀 集输线腐蚀原油含水率含砂产出水性质工艺流程流速温度等密切关系
(3) 加热炉腐蚀
(4) 联合站设备腐蚀
二 防腐蚀方法
( 1)材料选择
合理选材效抑制金属腐蚀手段石油行业中防腐层选择金属材料选择玻璃钢材料选择油田采油集输系统中出济性考虑般情况油田通常采普通钢辅防腐手段〔采防腐层〕
(2) 合理设计工艺控制
i．介质中水分降低腐蚀性常温枯燥原油天然气金属腐蚀带水分时腐蚀加重工艺程中应量降低原油天然气含水量
ii采密闭流程坚持密闭隔氧技术水中氧含量降低002～005mgL降低油田污水氧腐蚀
iii．严格清污分注减少垢形成防止垢腐蚀
Iv．缩短流程减少污水站停留时间
V线进行清洗线沉积物减少线腐蚀清洗化学清洗
物理清洗两种方式
(3)采防腐层
①外防护层储罐容器架空道外防腐层
②防腐层 根储存输送介质品种腐蚀性介质温度选择防腐层防腐层必须较强耐蚀性工程寿命相致施工工艺简单便掌握质量容易保证济性维修方便
(4) 电化学保护
i．油水井套中心分井定量套提供保护电流井间电位差异阴极链〔均压线〕衡种系统拟节约电容易实现动控制
ii保护区域金属构筑物阴极整体整区域统保护系统阴极通电点般设保护站道类道保护象起传送电流作油井套保护系统末端
(5) 化学药剂保护
①缓蚀剂 ②杀菌剂 ③阻垢剂
3炼油装置
介质腐蚀特性
( 1)硫化物
硫化物设备腐蚀温度t关
i．t≤120℃水情况设备腐蚀含水时形成炼厂装置中轻油
部位种H2 SH20型腐蚀
ii 120℃≤t≤240℃原油中活性硫化物未分解H2SH20体系存设备
腐蚀
iii．240℃
Fe +S—FeS
RSH〔硫醇〕+Fe——FeS+饱烃
生成FeS膜具防止进步腐蚀作酸存时该保护膜破坏腐蚀进步发生加重硫化物腐蚀
V 420℃
viit>500℃属硫化物腐蚀范围时高温氧化腐蚀
(3)环烷酸
环烷酸〔RCOOHR环烷基〕石油中机酸总称指饱环状结构酸系物环烷酸常温金属没腐蚀性高温铁等反响生成环烷酸盐引起剧烈腐蚀环烷酸腐蚀起始220℃温度升腐蚀逐渐增加270~280℃时腐蚀
二 防腐方法
( 1)HSH20腐蚀防护
降低钢材含硫量钢材硫含量0005~0006耐硫化物应力开裂增
加02~03铜减少氢钢中扩散量
(2) HCNH2 SH20腐蚀防护
HCNH2SH20腐蚀采水洗方法氰化物脱法必然引起排水受氰化物污染国氰化物排水允许浓度05 xl0增加污水处理难度
(3) CO2H2 SH20腐蚀防护
C02H2SH20腐蚀H2 SH20等腐蚀腐蚀反响防护措施前防止冷凝冷器浮头螺栓硫化物应力开裂控制螺栓应力超屈服限75
螺栓硬度低布氏硬度HB235
(4) HCIH2 SH20腐蚀防护
低温HClH2 SH20环境防腐应工艺防腐材料防腐辅工艺防护采脱四注〞原油深度脱盐脱盐原油注碱塔顶馏出线注氨〔注胺〕注缓蚀剂〔顶回线注缓蚀剂〕注水该项防腐蚀措施原理原油中杂质中已生成酸性腐蚀介质改变腐蚀环境设备外表形成防护屏障
(5) RNH2〔乙醇胺〕CO2H2SH2 0腐蚀防护
操作温度高90℃碳钢设备〔胺生塔胺重沸器等〕线进行焊消应力热处理控制焊缝热影响区硬度HB200
(6) SH2 SRSH腐蚀防护
高温硫腐蚀防护措施选择耐蚀钢材Cr5 MoCr9Mo炉lCr18Ni9Ti换热器20R +0Cr13复合板等
(7) SH2SROOH腐蚀防护
环烷酸腐蚀防护措施选耐蚀钢材碳钢Cr5 Mo Cr9Mo0Cr13耐环烷酸高温腐蚀种腐蚀部位需选00Cr17Ni12M02(316L)铜Mo含量23蚀情况选固熔退火lCr18Ni9Mn设备道炉弯头壁焊缝应磨保护壁光滑防止涡流加剧腐蚀适加炉出口转油线径降低流速
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