【正文】 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page1 首鋼熱鍍鋅機組培訓 主講人：陳 波 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page2 思考： 為什么帶鋼表面要鍍鋅 ？ （ 1）金屬的腐蝕 問題 1. 金屬的腐蝕機理 問題 2. 金屬的大氣腐蝕 問題 3. ”犧牲陽極“保護 問題 4. 鍍鋅層對鋼鐵腐蝕的防護過程 （ 2）外表美觀 第一章 帶鋼連續(xù)熱鍍鋅概述 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page3 （ 1）金屬腐蝕的定義 當金屬和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生 化學 和 電化學作用 而引起的 破壞 叫做金屬的腐蝕。 （ 2）金屬腐蝕的危害 金屬腐蝕后失去了金屬的特性，在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)生變化，造成設備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴重浪費，使國民經(jīng)濟受到巨大的損失。 鋼鐵產(chǎn)品的 1/10消耗于腐蝕。被腐蝕報廢的金屬制品的制造價值往往要比金屬本身的價值高很多。 金屬的腐蝕及危害 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page4 問題一：金屬的腐蝕機理 思考： 鋼鐵為什么會被腐蝕？ ?金屬的腐蝕按反應機理的不同分為： （ 1）物理腐蝕： 單純的物理溶解 所引起的破壞 （ 2）化學腐蝕 （ 3）電化學腐蝕 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page5 ? 金屬材料與外界介質(zhì)發(fā)生 純化學反應 而損壞的現(xiàn)象 . ? 反應特點是非電解質(zhì)中的氧化劑直接與 金屬表面 的原子相互作用形成腐蝕產(chǎn)物，反應過程中 無電流 產(chǎn)生。 ? 化學腐蝕的 介質(zhì)通常為干燥氣體和非電解質(zhì)溶液 。這種腐蝕往往在高溫條件下比在低溫條件下快得多 。 ? 實際中由于化學腐蝕造成的金屬腐蝕是很少的。 化學腐蝕 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page6 ?金屬材料與外界介質(zhì)（ 電解質(zhì)溶液 ）發(fā)生 電化學作用 而損壞的現(xiàn)象。 ?其特點是腐蝕反應包含一個陽極氧化反應和一個陰極還原反應。兩反應同時進行，反應過程中 有電流 產(chǎn)生。 ?金屬在大氣、海水、土壤及各種電解質(zhì)溶液中的腐蝕均屬于此類腐蝕。 金屬破壞大多數(shù)是電化學腐蝕所致。 ?電化學腐蝕在生產(chǎn)實踐中廣泛存在。 電化學腐蝕 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page7 化學腐蝕與電化學腐蝕的區(qū)別 （ 1）化學腐蝕是一種單純的化學反應，反應過程無電流產(chǎn)生；電化學腐蝕反應過程有電流產(chǎn)生。 （ 2）化學腐蝕在表面進行，對鋼鐵內(nèi)部影響不大；電化學腐蝕在鋼鐵表面和內(nèi)部都能進行，是導致鋼鐵被透徹腐蝕的主要原因。 （ 3）電化學腐蝕與化學腐蝕在機理上的主要區(qū)別在于電化學腐蝕時，金屬與介質(zhì)的相互作用被分為兩個獨立的共軛反應：陽極（放出電子的電極）過程是金屬原子以離子形式進入溶液；陰極（得到電子的電極）過程是從陽極過來的電子，被電解質(zhì)溶液中能夠吸收電子的氧化性物質(zhì)接受而發(fā)生還原反應。 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page8 為什么鋼鐵會腐蝕？ ?其根本原因還是鋼鐵自身的原因，任何金屬最穩(wěn)定的狀態(tài)就是它原來在自然界中所處的狀況，所以一旦條件適合，它們便恢復到原先的礦物狀態(tài)，生成氧化物、硫化物、碳酸鹽等，這就是金屬的腐蝕現(xiàn)象。 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page9 影響金屬腐蝕的外因（外界介質(zhì)） ?腐蝕除決定于金屬本身的化學性質(zhì)和組織結(jié)構外，還與周圍的介質(zhì)有很大關系。 ?如潮濕環(huán)境比干燥環(huán)境容易銹蝕，雜質(zhì)多的比雜質(zhì)少的金屬容易銹蝕，高溫條件下比低溫條件下容易銹蝕，有害雜質(zhì)多的、臟的環(huán)境比空氣流通、干凈的環(huán)境易銹蝕，金屬零件表面光潔度低的比表面光潔度高的易銹蝕等等。 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page10 問題 2：金屬的大氣腐蝕 一、鋼的大氣腐蝕 鋼鐵在大氣腐蝕中生成的銹層中含 FeO、 Fe2OFe3O4，其中 FeO、 Fe2O3比較 疏松 ， 易溶解 ，而且Fe2+還會進一步氧化。因而鋼鐵表面生成的銹層并不能減緩鋼鐵表面繼續(xù)腐蝕的速度。當空氣中含有 SO2氣體時，將在銹層的底部生成 FeSO44H2O和 Fe2(SO4)3等白色結(jié)晶。它們對鋼的腐蝕起 促進 作用，還能引起 點蝕 。 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page11 二、鋅的大氣腐蝕 ?在干燥狀態(tài)時，由于鋅的性能較活潑，也能生成 ZnO，在潮濕的大氣中，鍍鋅層表面存在水膜，也會發(fā)生有氧參與的電化學腐蝕。于是鋅的表面會生成由 ZnO、 Zn(OH)ZnCO3組成的銹層（白銹）。 ?由于 ZnO的體積比金屬鋅的體積大 ，所以銹層的初期比較 致密 ，而且在潮濕情況下生成的 Zn(OH)ZnCO3組成的銹層 粘附性較好 ，所以鋅比鋼鐵的耐大氣腐蝕性能好，見下表。 問題 2：金屬的大氣腐蝕 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page12 鋅和鋼在不同大氣中的重量損失 大氣 種類 鋅損失量 g/(m2a) 含銅 %的鋼損失量 g/(m2a) 損失量比較 鋅：鋼 工業(yè)區(qū) 82 1300 1： 城市 43 600 1： 農(nóng)村 15 430 1： ? 在空氣受到污染且鋅在露天的情況下，由于空氣中 SO NO2以及 Cl的存在都會加劇鋅的腐蝕。所以鍍鋅板在不同環(huán)境中使用時，其使用壽命和耐蝕性有較大的差別。 問題 2：金屬的大氣腐蝕 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page13 三、鋁的大氣腐蝕 （先講犧牲陽極保護法） 鋁在大氣中也會發(fā)生腐蝕，表面會生成氧化層，而 Al2O3是非常 穩(wěn)定 和 難于溶解 的物質(zhì)，它使鋼板表面處于一種鈍態(tài)，極不活躍，即使刮傷后也能很快再生成 Al2O3，保護了 Al的進一步氧化，所以具有良好的耐氧化性，但因此對鋼板的陰極保護作用不如鍍鋅層。 ? 思考： 為什么鍍鋁鋼板陰極保護作用不如鍍鋅板？ ? 鋅是一種既可以防止鋼鐵腐蝕又能受自身腐蝕產(chǎn)物保護使自身腐蝕速度減慢的金屬，用鋅作為表面包層來保護鋼材成本比較低，這就促成了熱鍍鋅工業(yè)的發(fā)展，使熱鍍鋅成為應用最廣泛的金屬防腐蝕方法。 問題 2：金屬的大氣腐蝕 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page14 四、溫度對腐蝕情況的影響 一般說來，溫度升高腐蝕加速。當然也有例外，如鋼鐵件在沸騰海水中因氧的溶解度隨溫度升高而下降，其腐蝕速率反而比熱海水的腐蝕速率低。 五、環(huán)境差異對腐蝕情況的影響 ? 海洋氣候： 潮濕，富含鹽類，給金屬電化學腐蝕提供充足的電解質(zhì)。 ? 工業(yè)區(qū)： 大氣中富含 SO NO CO2，造成酸性環(huán)境。 問題 2：金屬的大氣腐蝕 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page15 問題三：“犧牲陽極”保護 ?”犧牲陽極“保護是陰極保護兩種方法之一。 ?陰極保護，是一個電化學專業(yè)術語，它是給需要保護的金屬補充大量的電子，使被保護金屬整體處于電子過剩的狀態(tài)，使金屬表面各點達到同一負電位，金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。 ?實現(xiàn)對金屬的陰極保護有兩種辦法：外加電流陰極保護和犧牲陽極陰極保護。 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page16 強制外加電流保護法 ? 強制外加電流陰極保護是通過外加 直流電源 以及 輔助陽極 ，迫使電流從土壤中流向被保護金屬，使被保護金屬結(jié)構電位低于周圍環(huán)境。 ? 被保護金屬、輔助陽極在腐蝕介質(zhì)中形成的電解池中，分別是負極、正極。 ? 輔助陽極本身不消耗。 ? 強制外加電流保護方法需要一個持續(xù)不斷的電流，所以在這套保護方案中必須有恒電位儀對電流進行控制。 ? 此保護方法一般用在大型的金屬結(jié)構設備中，如機場油庫的長達幾十公里的輸油管線保護等。 Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page17 犧牲陽極保護法 ? 犧牲陽極陰極保護法是將電位更負或者說更為活潑的金屬與被保護金屬連接，并處于同一電解質(zhì)中，使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護金屬上去，使整個被保護金屬處于一個較負的、相同的電位下。也就是通過兩者形成原電池，保護金屬代替被保護金屬發(fā)生氧化反應，代替被保護金屬被腐蝕消耗。 犧牲陽極的陰極保護示意圖（摘自高中化學課本） Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page18 ?金屬電極電位較低的金屬優(yōu)先發(fā)生氧化，失去電子，向金屬電極電位較高的金屬提供電子，防止其發(fā)生氧化。 Zn Fe e Zn 2+ Fe 2+ e Farben Buttons der Gesch228。ftsgebiete Linienst228。rken 1 Punkt St228。dtebutton 169。 首鋼股份公司順義冷軋分公司 ， 2022 陳波制作 page19 電極電位 ? 標準電極電位： 金屬活動性是指金屬原子在水溶液中丟失電子的能力，金屬的位置越靠前，金屬在水溶液中就越容易丟失電子變成離子，它的活動性就越強。 早期的化學家把金屬跟酸、水等反應的劇烈程度作為衡量金屬活動性大小的標志，是