【正文】 程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 44 腐蝕與防護(hù)基本原理 （ 3）應(yīng)力作用下的腐蝕 ① 應(yīng)力腐蝕開裂 : 腐蝕和拉應(yīng)力同時(shí)作用下使金屬產(chǎn)生破裂，稱為應(yīng)力腐蝕。 晶間腐蝕的控制：材料本身的成分和組織。 盡量控制介質(zhì)中溶解氧的濃度，使溶氧濃度低于5 10－ 6mol/L，這樣在縫隙處就很難 形成氧濃差電池。 發(fā)生和發(fā)展機(jī)理與孔蝕很相似，存在縫隙是表面缺陷，縫隙內(nèi)是缺氧區(qū)，成為陽(yáng)極而迅速被腐蝕。 介質(zhì)的組成和狀況：盡量降低介質(zhì)中鹵素。亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 34 腐蝕與防護(hù)基本原理 金屬腐蝕破壞的形態(tài) ????????????????????選擇腐蝕晶間腐蝕縫隙腐蝕小孔腐蝕電偶腐蝕局部腐蝕全面腐蝕按形態(tài)分類環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 35 腐蝕與防護(hù)基本原理 （ 1）全面腐蝕 特征：腐蝕分布在整個(gè)金屬表面，結(jié)果使金屬構(gòu)件截面尺寸減小，直至完全破壞。 ? 鹽濃度：增大，溶液的電導(dǎo)率增大，腐蝕速度將有所提高。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 31 腐蝕與防護(hù)基本原理 氧去極化過(guò)程有以下幾個(gè)步驟組成： ? 氧通過(guò)氣 /液界面?zhèn)髻|(zhì)，由空氣進(jìn)入溶液； ? 溶解氧通過(guò)對(duì)流擴(kuò)散均布在溶液中； ? 氧以擴(kuò)散方式通過(guò)電極表面的擴(kuò)散層，到達(dá)金屬的表面； ? 氧在金屬表面進(jìn)行還原反應(yīng)。 pH值： 減小，氫離子濃度增大，氫電極電位變得更正，加速金屬的腐蝕 陰極區(qū)的面積： 增加，氫過(guò)電位減小，陰極極化率降低，析氫反應(yīng)加快，從而導(dǎo)致腐蝕速度增大。 氫去極化過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟： 水化氫離子脫水 H＋ 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 27 腐蝕與防護(hù)基本原理 陽(yáng)極鈍化或電化學(xué)鈍化 金屬除依靠與鈍化劑相互作用鈍化外，還可通過(guò)陽(yáng)極極化發(fā)生鈍化。 使金屬發(fā)生鈍化的物質(zhì)稱為鈍化劑。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 25 腐蝕與防護(hù)基本原理 （ 2）極化 極化：電流通過(guò)電極，陰極電位減小，陽(yáng)極電位增大，減小了電池兩極之間的電位差，降低金屬腐蝕速度。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 22 金屬腐蝕原電池分類 依據(jù)電極尺寸：宏觀和微觀腐蝕原電池 異種金屬侵入不同的電解質(zhì)溶液 異種金屬在同一腐蝕介質(zhì)中接觸（電偶電池） 宏觀腐蝕電池 濃差腐蝕 溫差腐蝕 腐蝕原電池原理 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 24 腐蝕與防護(hù)基本原理 （ 1）微觀腐蝕原電池 腐蝕原電池：金屬腐蝕的短路原電池。 改善介質(zhì)：通過(guò)設(shè)法改善介質(zhì)成分。腐蝕性氣體沿晶界、石墨夾雜物和細(xì)微裂縫滲入到鑄鐵內(nèi)部，發(fā)生氧化作用。在一定條件下韌性又可以部分或全部恢復(fù)。 高于 800℃ ，表面上就開始形成多孔、疏松的 “ 氧化皮 ” 。 （ 1）金屬氧化及其氧化膜 大多數(shù)金屬氧化在其表面上形成一層氧化物固相膜； 氧化膜減慢金屬繼續(xù)氧化的速度 。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 12 腐蝕與防護(hù)基本原理 一、金屬腐蝕 金屬腐蝕是指金屬與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化作用，由單質(zhì)變成化合物的過(guò)程。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 2 材料腐蝕分類 金屬材料腐蝕 非金屬材料腐蝕 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 高溫腐蝕 常溫腐蝕 材料類型 腐蝕機(jī)理 腐蝕環(huán)境 分類依據(jù) 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 3 金屬材料腐蝕分類 大氣腐蝕 土壤腐蝕 自然環(huán)境 依據(jù)腐蝕的環(huán)境狀態(tài) （自然環(huán)境和工業(yè)環(huán)境） 淡水腐蝕 海水 腐蝕 微生物 腐蝕 酸性溶液 堿性溶液 工業(yè)環(huán)境 鹽類溶液 工業(yè)水中 液態(tài)金屬 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 4 金屬材料腐蝕分類 電偶腐蝕 點(diǎn)蝕 局部腐蝕 依據(jù)腐蝕形態(tài)（全面腐蝕、局部腐蝕、力與環(huán)境因素共同作用下的腐蝕） 縫隙腐蝕 晶間 腐蝕 選擇性 腐蝕 氫致開裂 應(yīng)力腐蝕 共同作用 腐蝕疲勞 腐蝕磨損 均勻的 不均勻的 全面腐蝕 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 5 設(shè)備材料腐蝕圖片 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 6 設(shè)備材料腐蝕圖片 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 7 材料設(shè)備的腐蝕與防護(hù) 腐蝕概念 腐蝕是材料與它所處環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生作用而引起材料的變質(zhì)和破壞。 難點(diǎn)： 設(shè)備、材料的腐蝕原理與方法。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 10 概述 鍋爐爐管的腐蝕 ? 溶解氧腐蝕（電化學(xué)腐蝕，鐵為陽(yáng)極，氧為陰 極）； ? 給水含鹽量過(guò)高加速了溶解氧腐蝕； ? 保持鍋爐薄垢運(yùn)行，能有效減緩金屬的氧腐蝕； 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 11 概述 熱水鍋爐氧腐蝕 ? 管線長(zhǎng)，補(bǔ)水量過(guò)多，使得水中氧氣量增加； ? 水中 pH偏低； ? 給水未采取除氧措施； ? 鍋爐水中的氧未析出，附著在鍋爐受熱面上 。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 13 腐蝕與防護(hù)基本原理 金屬的化學(xué)腐蝕 純氧化還原過(guò)程，金屬被氧化，腐蝕介質(zhì)被還原； 氣體腐蝕、非電解質(zhì)溶液腐蝕； 反應(yīng)進(jìn)行中沒(méi)有電流產(chǎn)生。 570℃ 以下，生成的氧化物為 Fe3O4和 Fe2O3 超過(guò) 570℃ 時(shí)，在氧化膜內(nèi)層生成 FeO。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 18 腐蝕與防護(hù)基本原理 ③ 氫蝕 第一階段是可逆氫脆：氫以原子狀態(tài)向鋼的內(nèi)部擴(kuò)散，沒(méi)有起化學(xué)反應(yīng)，也未改變其組織，卻降低了鋼的韌性。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 19 腐蝕與防護(hù)基本原理 ④ 鑄鐵的腫脹 是一種晶間氣體腐蝕。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 20 腐蝕與防護(hù)基本原理 （ 3）防止鋼鐵氣體腐蝕的方法 合金化：加入元素 Cr、 Al、 Si，在氧化性介質(zhì)中形成極穩(wěn)定的 Cr2O Al2O SiO2，形成有效的保護(hù)層。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 21 腐蝕與防護(hù)基本原理 金屬的電化學(xué)腐蝕 金屬在電解質(zhì)介質(zhì)中由于電化學(xué)作用發(fā)生的腐蝕；是一種最普通的金屬腐蝕現(xiàn)象； 發(fā)生原因：金屬和水溶液兩類導(dǎo)體、金屬表面的微觀區(qū)域存在差異 腐蝕過(guò)程中有電流流動(dòng)； 腐蝕過(guò)程包括：陽(yáng)極過(guò)程、電子轉(zhuǎn)移、陰極過(guò)程。 電極電位較低作陽(yáng)極（腐蝕），較高作陰極。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 26 腐蝕與防護(hù)基本原理 （ 3）鈍化 鈍化就是金屬與介質(zhì)作用后，失去其化學(xué)活性，變得更為穩(wěn)定的現(xiàn)象。 使金屬保持鈍化方法：陽(yáng)極保護(hù)、控制氧化劑濃度、加鉻、鋁、硅、鎳等元素。 環(huán)境工程教研室 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì) 與維護(hù) 2022/6/2 28 腐蝕與防護(hù)基本原理 （ 4）氫去極化和氧去極化腐蝕 ① 氫去極化腐蝕 以氫離子還原反應(yīng)為陰極過(guò)程的腐蝕稱為氫去極化腐蝕，簡(jiǎn)稱析氫腐蝕。氫過(guò)電位。 吸氧腐蝕形成條件：當(dāng)金屬的電極電位較氧電極的平衡電位為負(fù)。 ? 溶液流速：越大，腐蝕速度也就越大。 ?陰極控制： 活化計(jì)劃； 濃差極化