過程裝備腐蝕與防護第三章final-wenkub
2023-05-21 15:17:02 本頁面
【正文】 本章提示：主要針對金屬在特定環(huán)境下的腐蝕進行研究 ，具體如下： ? 高溫腐蝕 ? 大氣腐蝕 ? 土壤腐蝕 ? 海水腐蝕 ? 微生物腐蝕 ? 硫化氫腐蝕 ? 輻照環(huán)境下的腐蝕 高溫腐蝕 (1)金屬的高溫氧化與氧化膜面腐蝕的定義 ? 高溫氧化的熱力學條件 金屬不僅在氧氣和空氣中可以發(fā)生高溫氧化 ， 在氧化性氣體 CO2，水蒸汽 ， SO2中也可以發(fā)生高溫氧化 。 當 ?G=0， 反應達到平衡 。 當 PO2PMO ， ?G0， 金屬不可能發(fā)生氧化 ， 而是氧化物分解 。 在腐蝕條件下同樣存在 K1SSC(小于 K1c， 通常為 1/21/5)。 (2) 疲勞腐蝕 疲勞斷裂－金屬構件在變動負荷作用下 ， 經(jīng)過一定周期后所發(fā)生的斷裂 。脈動應力 為交變應力和拉伸應力的疊加 。在掃描電鏡觀察下，斷口呈貝殼狀，或帶有疲勞紋 斷口。但是應注意的是提高金屬或合金抗拉強度對改善疲勞有利，但對腐蝕疲勞有害，由于高強度材料能阻止裂紋成核，但一旦產(chǎn)生裂紋，裂紋的擴展速度和低強材料相比更快。采用陰極保護，已廣泛用于海洋金屬結構的防腐蝕疲勞中，但注意出現(xiàn)氫脆問題。 ③ 流速：流速對金屬材料腐蝕的影響是復雜的，當液體流動有利于金屬鈍化時，流速增加將使腐蝕速度下降。 力學因素 ?磨損腐蝕的兩種形式－湍流腐蝕、空泡腐蝕 ① 湍流腐蝕 (沖擊腐蝕 ) 高速流體或流動截面突然變化形成了湍流或沖擊 ， 對金屬材料表面施加切應力 ， 使表面膜破壞 。 氣泡的反復生成和破滅產(chǎn)生很大的機械力使表面膜局部毀壞 ， 裸露出的金屬受介質腐蝕形成蝕坑 。 選擇能形成保護性好的表面膜材料 ， 例如 碳鋼管在輸送含硫介質時形成的硫化膜等 。 外氫來源于含氫的介質 。酸性越大，越容易引起； HB主要出現(xiàn)于室溫；降低夾雜有利改善材料對 HB或 HIC的敏感性。可通過適當?shù)臒崽幚砉に囀箽鋸牟牧现幸莩鰜硐? 表面狀態(tài)和幾何因素 ?小孔腐蝕機理 小孔腐蝕的過程包括： ① 在鈍態(tài)金屬表面上小孔的成核－孔蝕核 －主要與活性陰離子有關 ， Cl－ ， 蝕孔優(yōu)先在一些敏感位置上形成 ，這些敏感位置 (即腐蝕活性點 )包括：晶界 (特別是有碳化物析出的晶界 )， 晶格缺陷；非金屬夾雜 ， 特別是硫化物 ， 如 FeS、 MnS是最為敏感的活性點；鈍化膜的薄弱點 (如位錯露頭 、 劃傷等 )。 可進一步水解 M2＋ Cl2＋ 2H2O→ M(OH)2↓ +HCl 自催化酸性作用 表面狀態(tài)和幾何因素 ? 孔蝕發(fā)生的條件 具有鈍化膜的金屬表面，同時鈍化膜有破損，即腐蝕電位處于鈍化膜破損的某一區(qū)域。 ② 環(huán)境因素 介質的成分、 pH值以及流速核溫度等。 ⑤ 緩沖劑 封閉系統(tǒng)中采用緩沖劑，不銹鋼采用硝酸鹽、亞硝酸鈉等。也就是說，只有氧濃差電池的作用，而沒有閉塞電池引起的自催化作用，是不能構成嚴重的縫隙腐蝕的。 電位低的金屬溶解速度大 ， 電位高的溶解速度小 。 ? 電偶腐蝕的因素 ① 金屬材料的電極電位 差值越大 ， 腐蝕 ? ② 面積效應 避免小陽極 、 大陰極
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