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防腐工程

一、腐蚀的危害性与控制腐蚀的重要意义腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。腐蚀不仅造成经济上的巨大损失，并且往往阻碍新技术、新工艺的开展。因此，研究材料的腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防止腐蚀的措施。对于延长设备寿命、降低本钱、提高劳动生产率无疑具有十分重要的意义。二、设计者掌握腐蚀根本知识的必要性腐蚀控制通常有两种措施，一是补救性控制，即腐蚀发生后再消除它；二是预防性控制，即事先采取防止腐蚀的措施，防止或延缓腐蚀，尽量减少可能引起的其他有害影响。三、腐蚀的定义与分类腐蚀是在金属材料和环境介质在相界面上反响作用的结果，因而金属腐蚀可以定义为“金属与其周围介质发生化学或电化学作用而产生的破坏〞。腐蚀有不同的分类方法。按照腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。1)化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。2)电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。按照金属破坏的特征，可分为全面腐蚀和局部腐蚀两类。(1)全面腐蚀是指腐蚀作用发生在整个金属外表，它可能是均匀的，也可能是不均匀。(2)局部腐蚀是指腐蚀集中在金属的局部区域，而其他局部几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。局部腐蚀有以下几种：a．应力腐蚀破裂在拉应力和腐蚀介质联合作用下，以显著的速率发生和扩展的一种开裂破坏。b．腐蚀疲劳金属在腐蚀介质和交变应力或脉动应力作用下产生的腐蚀。c．磨损腐蚀金属在高数流动的或含固体颗粒的腐蚀介质中，以及摩擦副在腐蚀性质中发生的腐蚀损坏。d．小孔腐蚀腐蚀破坏主要集中在某些活性点上，蚀孔的直径等于或小于蚀孔的深度，严重时可导致设备穿孔。e．晶间腐蚀腐蚀沿晶间进行，使晶粒间失去结合力，金属机械强度急剧降低。破坏前金属外观往往无明显变化。f．缝隙腐蚀发生在铆接、螺纹接头、密封垫片等缝隙处的幅度hi。g．电偶腐蚀在电解质溶液中，异种金属接触时，电位较正的金属促使电位铰负的金属加速腐蚀的类型。其他如氢脆、选择性腐蚀、空泡腐蚀、丝状腐蚀等都属于局部腐蚀。第一局部金属电化学腐蚀根本理论一、金属电化学腐蚀原理1.金属的电化学历程金属的腐蚀是金属与周围介质作用转变成金属化合物的过程，实际上就是金属和介质之间发生了氧化复原反响。氧化复原反响根据条件不同，将分别按以下两种不同的历程进行。一种历程是氧化剂直接与金属外表的原子碰撞，化合而形成腐蚀产物，即氧化复原在反响粒子相碰撞的瞬间直接于相碰撞的反响点上完成。这种腐蚀历程所引起的金属破坏称为化学腐蚀。另一种历程是金属腐蚀的氧化复原反响有着两个同时进行却又相对独立的过程虽然也是一个氧化复原反响，即锌被氧化而氧被复原，但是反响产物Z〔OH〕2不是通过氧分子与锌原子直接碰撞结合形成的，而是通过了以下步骤：〔1〕Zn→Zn2++2e〔2〕1/2O2+H2O+2e→2OH-(3)Zn2++2OH→Zn〔OH〕2(1)+(2)+(3):Zn+1/2O2----Zn(OH)2其中反响〔1〕和反响〔2〕是同时但又相对独立地进行，即反响〔1〕中的锌原子并没有同反响〔2〕中的氧分子直接碰撞。锌原子被氧化成锌离子而进入溶液，它释放出的电子从发生反响〔1〕的外表部位通过金属锌本身传递到发生反响〔2〕的外表部位，再同氧分子结合而使氧复原。直接生成的腐蚀产物从金属外表进入溶液的Zn2+和OH-称为一次产物。这两种离子在水溶液中扩散相遇，进而按反响〔3〕生成白色腐蚀产物Zn〔OH〕2,通常称后者为二次产物。化学腐蚀与电化学腐蚀是两种不同类型的腐蚀，他们的区别归纳在表1-1中。2.金属与溶液的界面特性——双电层金属浸入电解质溶液内，其外表的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子相互作用，使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的双电层。双电层的模式随金属、电解质溶液的性质而异，一般有以下三种类型。①金属离子和极性水分子之间的水化力大于金属离子与电子之间的结合力②金属离子和极性水分子之间的水化力小于金属离子与电子的结合力③金属离子不能进入溶液，溶液中的金属离子也不能沉积到金属外表。上述各类双电层都具有以下特点：i．双电层两层“极板〞分别处于不同的两相——金属相〔电子导体相〕和电解质溶液〔离子导体相〕中；ii.双电层的内层有过剩的电子或阳离子，当系统形成回路时，电子即可沿导线流入或流出电极；Iii．双电层犹如平板电容器，由于两侧之间的距离非常小〔一般约为5×10-8cm〕，这个“电容器〞中的电场强度高，据估计其电场强度达107—109V/cm。3.电极电位习惯上通常把由电极反响使电极和溶液界面上建立起的双电层电位跃称为电极电位〔也称为电极电势，electrodepotential．简称电位〕，是一个矢量，其数值由电极本身、电解液浓度、温度等因素决定，包括平衡电极电位和非平衡电极电位。4.平衡电极电位(1)、当