應(yīng)力作用下的腐蝕培訓(xùn)(編輯修改稿)
2025-01-04 09:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、腐蝕疲勞控制措施 采用耐腐蝕疲勞的材料 表面強(qiáng)化處理 消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理：滲氮、滲碳、碳氮共滲、滲金屬或合金 表面鍍層和涂層，噴丸、滾壓拋光 電化學(xué)保護(hù) 弱酸性、中性、堿性介質(zhì)：陰極保護(hù) 氧化性介質(zhì)：陽(yáng)極保護(hù) 第四節(jié) 磨損腐蝕 由于腐蝕流體與金屬表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，引起金屬的加速破壞。 腐蝕破壞流動(dòng)介質(zhì)：氣體、水溶液、固體顆粒、氣泡的液體 一、湍流腐蝕 二、空泡腐蝕 三、微震腐蝕 第九章 自然環(huán)境中的腐蝕與破壞 第一節(jié) 大氣腐蝕與防護(hù) 第二節(jié) 海水腐蝕與防護(hù) 第三節(jié) 土壤腐蝕與防護(hù) 第四節(jié) 微生物腐蝕與防護(hù) 第一節(jié) 大氣腐蝕與防護(hù) 鐵在空氣中生銹，銅產(chǎn)生銅綠，橋梁、武器裝備的破壞。 一、大氣腐蝕環(huán)境分類 參與腐蝕的主要組成是：氧和水汽 次要： CO2 氧參與電化學(xué)腐蝕過(guò)程，水氣在金屬表面形成電解液層 水膜的形成與大氣的相對(duì)濕度密切相關(guān)。 相對(duì)濕度 = 金屬腐蝕臨界相對(duì)濕度：水分在金屬表面形成水膜的相對(duì)濕度，與金屬的表面狀態(tài)有關(guān)，越粗糙，臨界相對(duì)濕度越低。 鐵： 65%，鋅： 70%，鋁： 76%，鎳： 70%， 空氣中水蒸氣壓 該溫度下空氣中的飽和水蒸氣壓 ?100% 按金屬表面水氣的附著程度分類 干的大氣腐蝕 沒(méi)形成連續(xù)電解液，腐蝕速度很小 潮的大氣腐蝕 膜薄氧易擴(kuò)散進(jìn)入界面，腐蝕速度加劇 濕的大氣腐蝕 隨著液膜增厚，氧擴(kuò)散阻力加大，腐蝕速度降低 水膜層厚度 腐蝕速度 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1mm 10nm 大氣腐蝕速度與金屬表面上水膜層厚度之間的關(guān)系 Ⅳ ：全浸在電解液中腐蝕情況。 二、大氣腐蝕的電化學(xué)特征 （一）陰極過(guò)程 氧去極化為主： O2+2H2O+4e?4OH O2+ 4H+ +4e? 2H2O 隨著電解液膜厚度的減薄，陰極極化曲線的斜率減小，陰極過(guò)程的速度急劇加速，受氧的擴(kuò)散速度所控制 （二）陽(yáng)極過(guò)程 M+xH2O??M n+. xH2O +ne 水膜減薄，陽(yáng)極去極化作用減弱 ?陽(yáng)離子的水化作用發(fā)生困難，使陽(yáng)極過(guò)程受阻 ?氧易于到達(dá)陽(yáng)極表面，促進(jìn)陽(yáng)極鈍化 控制步驟： 濕的大氣腐蝕：腐蝕過(guò)程受陰極過(guò)程控制 潮的大氣腐蝕：腐蝕過(guò)程受陽(yáng)極過(guò)程控制 三、大氣腐蝕的影響因素 大氣濕度的影響 ?在含有不同數(shù)量污染物的大氣中，金屬有臨界相對(duì)濕度，超過(guò)金屬的臨界相對(duì)濕度，腐蝕速度會(huì)突然增加 ?出現(xiàn)臨界相對(duì)濕度，標(biāo)志著金屬表面產(chǎn)生了一層吸附的電解液膜，液膜的存在使金屬?gòu)幕瘜W(xué)腐蝕變成電化學(xué)腐蝕。 ?大多數(shù)金屬和合金存在著兩個(gè)臨界相對(duì)濕度 1）第一臨界相對(duì)濕度出現(xiàn)，是因?yàn)榻饘俦砻娉霈F(xiàn)腐蝕產(chǎn)物 2）第二臨界相對(duì)濕度取決于腐蝕產(chǎn)物吸收和保持水分的性能。 溫度和溫差的影響 溫差的影響大，溫差不但影響水氣的凝聚，而且影響凝聚水膜中氣體和鹽類的溶解度。 大氣成分的影響 1）大氣中有害氣體的影響 SO2影響最嚴(yán)重， 參與陰極去極化作用，自催化效應(yīng) HCL、 H2S NH3對(duì)鋼鐵起緩蝕作用。但對(duì)有色金屬不利（銅、鋅、鎘） 四、研究大氣腐蝕的方法 大氣暴露試驗(yàn) 人造大氣試驗(yàn) 電化學(xué)法 2）酸、堿、鹽的影響 中性鹽類：增加液膜的導(dǎo)電性；吸濕性強(qiáng)，降低臨界相對(duì)濕度。 3）固體顆粒、表面狀態(tài)等因素的影響 顆粒本身具有腐蝕性，如銨鹽顆粒，促進(jìn)腐蝕 顆粒本身無(wú)腐蝕性，但能吸附腐蝕性物質(zhì)間接加速腐蝕 顆粒本身無(wú)腐蝕性和吸附性，但由于造成毛細(xì)管凝聚縫隙，使金屬表面形成電解液薄膜，促進(jìn)腐蝕。 粗糙表面比精磨的易腐蝕，已生銹的鋼鐵表面比表面光潔的腐蝕速度大。 五、大氣腐蝕防護(hù)措施 研制和選用耐蝕材料 合金化，加入鉻、鎳、銅、磷 采用覆蓋層保護(hù) 1）長(zhǎng)期覆蓋層：電鍍、噴鍍、磷化、發(fā)藍(lán)、氧化、涂料 2）暫時(shí)性覆蓋層：防銹油、脂、可剝性塑料 控制環(huán)境 1）充氮封存 2）干燥空氣封存 緩蝕劑 油溶性緩蝕劑、水溶性緩蝕劑、氣相緩蝕劑、 第二節(jié) 海水腐蝕與防護(hù) 一、 海水腐蝕的特征及電化學(xué)過(guò)程 主要成分： NaCl占總鹽度 %，其次 MgCl2 難鈍化材料，海水含氧量愈高，腐蝕速度越大 特征 氧去極化腐蝕，靜止或流速不大海水，陰極過(guò)程受氧的擴(kuò)散控制 海水中含有大量的鹵素離子，對(duì)大多數(shù)金屬，陽(yáng)極阻滯作用較小，可破壞金屬的鈍化膜。 良好導(dǎo)電介質(zhì)，電阻較小 各種腐蝕類型 .除發(fā)生全面腐蝕，還易發(fā)生局部腐蝕 二、影響海水腐蝕因素 含鹽量的影響 鹽度： 1000克海水中溶解的固體鹽類物質(zhì)總稱 氯度： 1000克海水中含氯離子的克數(shù) sw=+ sw— 海水鹽度 ‰ sw= aw— 海水氯度 ‰ 含鹽量直接影響電導(dǎo)率和含氧量 ?含鹽量增加，水的電導(dǎo)率增加而含氧量降低，腐蝕速度先增后減， ?在江河入海處或海港中，含鹽量較低，腐蝕性卻較高，不能形成碳酸鹽保護(hù)層 溶氧量的影響 對(duì)碳鋼、低合金鋼等在海水中不易鈍化的金屬，腐蝕速度隨含氧的增加而增加，但對(duì)依靠表面鈍化膜而提高耐蝕性的金屬，如不銹鋼，含氧的增加有利于鈍化膜的形成和修補(bǔ)，使鈍化膜穩(wěn)定性提高。 構(gòu)筑物所處環(huán)境的影響 海洋的腐蝕環(huán)境可分為：海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海底泥漿區(qū)。 碳鋼在飛濺區(qū)，處于干濕交替，氧供應(yīng)充足，腐蝕性高。 流速的影響 海洋生物的影響 使氧量增加， pH值降低，提高金屬的腐蝕速度。 三、防止海水腐蝕的措施 合理選材 ?對(duì)于大型海洋工程結(jié)構(gòu)，采用價(jià)格低廉的低碳鋼和低合金鋼，再覆涂料和采取陰極保護(hù)措施。 ?環(huán)境比較苛刻，采用耐蝕材料，鑄造銅合金、鋁合金、鈦合金 涂層保護(hù) 涂裝技術(shù) 陰極保護(hù) 第三節(jié) 土壤腐蝕與防護(hù) 一、土壤腐蝕的特征 多相性 由土粒、無(wú)機(jī)礦物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、水、空氣等組成 多孔性 土壤的孔隙度和含水性影響土壤的透氣性和電導(dǎo)率大小 不均勻性 土壤的物理及化學(xué)性質(zhì)，隨土壤的組成及含水量而變化，還與土壤的結(jié)構(gòu)及緊密程度有關(guān)。 固定性 二、土壤腐蝕的電極過(guò)程及控制因素 電化學(xué)腐蝕、
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