材料腐蝕與防護(hù)第八講-文庫吧資料
2025-05-05 12:10本頁面
【正文】 土壤腐蝕的影響因素 （ 2）土壤性質(zhì)的影響 – 孔隙度（透氣性） – 含水量 – 電阻率 – 酸度 – 含鹽量 土壤腐蝕的影響因素 ? 孔隙度（透氣性） – 孔隙度較大：利于氧滲透和水分保存 ? 透氣性良好 – 加速微電池作用的腐蝕 – 生成保護(hù)性腐蝕產(chǎn)物層，減緩腐蝕 – 減緩微電池作用的腐蝕 – 形成腐蝕宏電池，成為氧濃差電池陽極而嚴(yán)重腐蝕 – 考古：埋在透氣不良的土壤中的鐵器歷久無損 – 密不透氣的粘土中金屬常發(fā)生更嚴(yán)重的腐蝕 ? 透氣性不良 土壤性狀對土壤腐蝕的影響 ? 微電池作用的腐蝕（曲線 I） ? 長距離氧濃差宏電池作用的腐蝕（曲線 Ⅱ ） – 含水量增加，土壤電阻率減少，氧濃差電池增強(qiáng)，腐蝕增大 – 在含水量為 70－ 90％時出現(xiàn)最大值 – 含水量增至飽和，氧擴(kuò)散受阻，氧濃差電池減輕，腐蝕下降 – 埋得較淺的含水量少的部位的管道是陰極，埋得較深接近地下水位的管道，因土壤濕度大，成為氧濃差電池的陽極而被腐蝕 土壤性質(zhì)對土壤腐蝕的影響 ? 含水量 – 含水量很高（ 80％），氧擴(kuò)散受阻，腐蝕減小 – 含水量減少，氧去極化變易，腐蝕增加 – 含水量 10％，陽極極化和土壤電阻率加大，腐蝕急速降低 – 土壤電阻率與孔隙度、含水量及含鹽量等有關(guān) – 土壤電阻率越小，腐蝕越嚴(yán)重 – 酸性礦物質(zhì)、生物活動形成有機(jī)酸和無機(jī)酸、 工業(yè)污水 – 大部分土壤屬中性， pH＝ 6－ 8 – 堿性土壤： pH＝ 8－ 10，鹽堿土 – 酸性土壤： pH＝ 3－ 6，沼澤土、腐殖土 – 酸度增高，氫去極化增強(qiáng)，土壤腐蝕性增加 土壤性質(zhì)對土壤腐蝕的影響 ? 電阻率 ? 酸度 土壤性質(zhì)對土壤腐蝕的影響 ? 含鹽量 ? 含鹽量大，土壤電導(dǎo)率增加，腐蝕性增加 ? 氯離子 ? 堿土金屬鈣、鎂離子 ? 硫酸根離子 – 促進(jìn)腐蝕 – 海邊潮汐區(qū)或接近鹽場的土壤，腐蝕性更強(qiáng) – 減輕腐蝕 – 非酸性土壤中能形成難溶氧化物和碳酸鹽保護(hù)層 – 與鉛作用生成硫酸鉛保護(hù)層 – 和微生物腐蝕有關(guān) 微生物對土壤腐蝕的影響 ? 缺氧壤條件： ? 在不通氣的土壤中如有嚴(yán)重的腐蝕發(fā)生，腐 蝕產(chǎn)物呈黑色，伴有惡臭，可考慮為硫酸鹽 還原菌所致的微生物腐蝕 – 密實、潮濕的粘土深處 – 某些微生物的生長 – 硫酸鹽還原菌的活動引起強(qiáng)烈的腐蝕 – 促進(jìn)陰極去極化，生成硫化氫也加速腐蝕 。 ? 有機(jī)防蝕涂料中環(huán)氧漆、氯化橡膠漆和乙烯漆 的耐海水腐蝕性較好，無機(jī)硅酸鹽富鋅底漆適 于作為海洋鋼結(jié)構(gòu)的底漆。 – 海水中常用的犧牲陽極有鋅合金、鎂合金和鋁 合金，鋁合金犧牲陽極較為經(jīng)濟(jì) 防止海水腐蝕的措施 ? 大型海洋工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計壽命達(dá) 40－ 50年，多 采用低碳鋼和低合金鋼制造，主要防護(hù)方法是 金屬和非金屬涂鍍。 ? 孤立鋼件，主要為微電池腐蝕作用，腐蝕速度受 氧擴(kuò)散控制，潮汐區(qū)的腐蝕速度要高于全浸區(qū)； ? 對于長尺寸鋼件，除微電池腐蝕外，還受到氧濃 差電池作用，潮汐區(qū)部分因供氧充分為陰極，受 到保護(hù)，而緊靠低潮線以下的全浸區(qū)部分，因供 氧相對不足成為陽極，腐蝕加速。 – 海水與空氣充分接觸，含氧量最大，加之海浪的沖擊 作用，成為腐蝕性最強(qiáng)的區(qū)域。 – 深海處 pH略有降低，不利于在金屬表面生成 保護(hù)性碳酸鹽層。 海水腐蝕的特點(diǎn) ? 在含有大量 H2S的缺氧海水中，也可能發(fā)生H2S的陰極去極化作用 ? Fe3＋ 、 Cu2＋ 等高價的重金屬離子也可參與陰極反應(yīng) ? 由 Cu2＋ 離子還原出的 Cu在 Al等金屬表面上將成為有效的陰極，因此海水中如含有 ／g以上濃度的 Cu2＋ 離子，就不能使用鋁合金 海水腐蝕的特點(diǎn) ? 海水腐蝕的電阻性阻滯作用很小 – 異種金屬的接觸能造成明顯的電偶腐蝕 – 腐蝕電池作用更強(qiáng)烈、影響范圍更遠(yuǎn) – 海船的青銅螺旋槳可引起數(shù)十米外鋼制船身的腐蝕 ? 在海水中由于鈍化膜的局部破壞，很容易 發(fā)生點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。 – 在地中海、紅海等封閉性內(nèi)海中，由于水分急速蒸發(fā)， 鹽度可高達(dá) 40‰ 。 當(dāng)水中含有 Cl和 HCO3，即便在pH＝ 8附近時，腐蝕也非常快。 世界河水溶解物的平均值 % 淡水腐蝕 – 氧去極化的電化學(xué)腐蝕過程，通常受陰極過程控制 淡水腐蝕機(jī)理 ? 金屬在淡水中的腐蝕 淡水腐蝕的影響因素 ? pH＝ 4－ 9：腐蝕速度與 pH無關(guān)，鋼表面有氫氧化物膜，氧要通過膜才能起去極化作用。 大氣腐蝕的影響因素 ? 濕度 – 水膜的厚 、 薄 ?? 大氣中的含水量 – 腐蝕速度開始急劇增加的濕度 – 鋼鐵、 Cu、 Ni、 Zn等臨界濕度約為 50－ 70% 臨界濕度 ? 溫度 – 大氣中的污染物 : – 硫化物（ SO SO H2S） – 氮化物（ NO、 NO NH3） – 碳化物（ CO、 CO2） – 固體污染物 (鹽顆粒、沙粒和灰塵等 ) 大氣腐蝕的影響因素 ? 大氣成分 – SO2—礦物燃料燃燒產(chǎn)生的 – SO2促進(jìn)金屬大氣腐蝕的自催化反應(yīng)機(jī)理 大氣腐蝕的影響因素 ? SO2的影響（最嚴(yán)重） SO2被吸附在金屬表面 ?? 形成 FeSO4 FeSO4進(jìn)一步氧化＋強(qiáng)烈水解作用 生成硫酸 ?? 硫酸＋ Fe作用 ?? FeSO4 自催化 大氣腐蝕的影響因素 ? HCl氣體 ? H2S氣體 ? 氯化物 – 溶于水膜生成鹽酸，加速腐蝕 – 在干燥大氣中引起銅、黃銅、銀等變色 – 在潮濕大氣中加速銅、鎳、黃銅、鐵和鎂的腐蝕 – 沿海地區(qū)受海風(fēng)吹起的海水形成的細(xì)霧 —鹽霧 – 鹽霧降落在金屬表面，氯離子溶于水中生成鹽酸， 對金屬腐蝕破壞很大 – 汗液 1. 顆粒本身具有腐蝕性 2. 顆粒吸附腐蝕性物質(zhì) 3. 顆粒在金屬表面能形成縫隙而凝聚水份， 形成氧濃差的局部腐蝕條件 大氣腐蝕的影響因素 ? 固體顆粒的影響 防止大氣腐蝕的措施 ? 提高材料的耐蝕性 – 向碳鋼中加入 Cu、 P、 Cr、 Ni、微量 Ca和 Si ? 表面
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