【正文】 積變大，產(chǎn)生腫脹，其強(qiáng)度大大降低。 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。 應(yīng)用保護(hù)性覆蓋層：涂層將金屬和氣體介質(zhì)隔離開來。 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 腐蝕過程中有電流流動(dòng)； 腐蝕過程包括：陽(yáng)極過程、電子轉(zhuǎn)移、陰極過程。 產(chǎn)生條件： 化學(xué)成分不均一； 組織結(jié)構(gòu)不均一； 物理狀態(tài)不均一； 表面氧化膜不完整。 電極電位較低作陽(yáng)極（腐蝕），較高作陰極。 陰極極化、陽(yáng)極極化。 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。 成相膜理論：當(dāng)金屬溶解時(shí)，可在金屬表面生成一層致密的、覆蓋性良好的固體產(chǎn)物。 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。 金屬在一定介質(zhì)中進(jìn)行陽(yáng)極極化時(shí)，當(dāng)外加電流或電位達(dá)到或超過一定值后，金屬發(fā)生從活化態(tài)到鈍化態(tài)的轉(zhuǎn)變，金屬的溶解速度降低到一個(gè)很低的值，并且在一定的電位范圍內(nèi)基本保持不變。 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)為陰極過程的腐蝕稱為氫去極化腐蝕，簡(jiǎn)稱析氫腐蝕。nH2O→H ＋ ＋ nH2O 形成吸附氫原子 H＋ ＋ M(e)→MH （電化學(xué)步驟） 吸附氫原子脫附 MH＋ MH→H 2＋ 2M （脫附步驟） 氫分子形成氣泡，從表面逸出。 氫過電位 。 溫度： 升高使氫過電位減小，而且溫度升高，陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都將加快。 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)。 腐蝕與防護(hù)基本原理 影響氧去極化腐蝕的主要因素： ? 陽(yáng)極材料電極電位 ：降低，氧去極化腐蝕的速度增大。 ? 溶液流速：越大，腐蝕速度也就越大。 ? 溫度：升高氧的擴(kuò)散和電極反應(yīng)速度加快，因此在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高腐蝕速度加快。 ?陰極控制： 活化計(jì)劃； 濃差極化 ?陰極反應(yīng)產(chǎn)物 ： 以氫氣溢出，電極表面溶液得到附加攪拌 ；產(chǎn)物只能靠擴(kuò)散或遷移離開，無(wú)氣泡溢出。 控制： 合理選材、留有裕量； 施加保護(hù)性覆蓋層； 緩蝕劑； 電化學(xué)保護(hù)。 全面腐蝕與局部腐蝕比較 項(xiàng)目 全面腐蝕 局部 腐蝕 腐蝕形貌 腐蝕分布在整個(gè)金屬表面上 腐蝕集中 在一定的區(qū)域 腐蝕電池 陰陽(yáng)極在表面上隨機(jī)變化，且不可分辨 陰陽(yáng)極在宏觀上可分辨 電機(jī)面積 陽(yáng)極面積等于陰極面積 陽(yáng)極面積小于陰極面積 腐蝕產(chǎn)物 可能對(duì)金屬具有保護(hù)作用 無(wú)保護(hù)作用 腐蝕與防護(hù)基本原理 ① 電偶腐蝕 電偶腐蝕：兩種金屬在同一介質(zhì)中接觸，腐蝕電位不相等，便有電偶電流流動(dòng)，電位較低金屬局部腐蝕 ,電位較高的金屬，溶解速度減小。 防止： 正確選取材料，選取電偶序中相距較近的合金； 消除面積效應(yīng)，減小陰極面積； 添加緩蝕劑。 控制： 合金的成分和組織：孔蝕的敏感性與合金的成分、組織以及冶金質(zhì)量有密切的關(guān)系。 緩蝕劑：硝酸鹽、鉻酸鹽、硫酸鹽及堿等。 腐蝕與防護(hù)基本原理 ③ 縫隙腐蝕 縫隙腐蝕：腐蝕發(fā)生在縫隙內(nèi)。 防止：消除縫隙。 對(duì)不可避免的縫隙，要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。 腐蝕與防護(hù)基本原理 ④ 晶間腐蝕 晶間腐蝕：金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿著材料的晶粒邊界或晶界附近發(fā)生腐蝕，使晶粒之間喪失結(jié)合力的一種局部破壞的腐蝕現(xiàn)象。 貧化理論：晶界與晶內(nèi)的電極電位的形成，形成一晶界區(qū)為陽(yáng)極，晶粒本體為陰極的微觀腐蝕電池。 奧氏體不銹鋼敏化型晶間腐蝕為例： 降低鋼的含碳量； 穩(wěn)定化處理； 重新固溶處理。 含有不同成分的金屬材料，在一定的條件下，其中一部分元素被腐蝕浸出，只剩下其余組分構(gòu)成的海綿狀物質(zhì)，強(qiáng)度和延性喪失，稱為選擇性腐蝕，例如黃銅在腐蝕介質(zhì)中被鋅浸出，灰口鑄鐵脫鐵。大致過程為：金屬表面生成的保護(hù)膜在拉應(yīng)力作用下，產(chǎn)生局部腐蝕，產(chǎn)生孔蝕或縫隙腐蝕，孔蝕或縫隙腐蝕一方面向縱深發(fā)展，一方面由于拉應(yīng)力作用使縫隙兩端的膜反復(fù)破裂，腐蝕沿著與拉應(yīng)力垂直的方向前進(jìn)，造成裂縫，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生斷裂。 腐蝕與防護(hù)基本原理 應(yīng)力腐蝕的機(jī)理： 陽(yáng)極溶解機(jī)理：應(yīng)力腐蝕裂紋的形成與擴(kuò)展是陽(yáng)極通道的形成與其延伸的過程。 腐蝕與防護(hù)基本原理 防止： 正確選材 : 避免構(gòu)成應(yīng)力腐蝕體系，減輕應(yīng)力腐蝕的敏感性。 改善環(huán)境介質(zhì)：消除或減少介質(zhì)中促進(jìn)應(yīng)力腐蝕的有害物質(zhì)，加入適當(dāng)?shù)木徫g劑。 特點(diǎn)： 沒有真實(shí)的疲勞極限； 在任何腐蝕介質(zhì)中都可能發(fā)生； 性能與載荷頻率、應(yīng)力以及載荷波形有密切關(guān)系； 裂紋往往是多源的。 腐蝕與防護(hù)基本原理 ③ 磨損腐蝕 磨損腐蝕：流體介質(zhì)與金屬之間或金屬零件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，引起金屬局部區(qū)域加速腐蝕破壞的現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱磨蝕。 湍流腐蝕 空泡腐蝕 摩振腐蝕 腐蝕與防護(hù)基本原理 （ 4）微生物腐蝕 由于介質(zhì)中存在著某些微生物而使金屬的腐蝕過程加速的現(xiàn)象，稱之為微生物腐蝕，也簡(jiǎn)稱為細(xì)菌腐蝕。 ① 影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 代謝產(chǎn)物具有腐蝕作用。 改變環(huán)境介質(zhì)條件。 影響電極極化過程。 腐蝕與防護(hù)基本原理 ② 常見的細(xì)菌腐蝕： 厭氧性細(xì)菌腐蝕：硫酸鹽還原菌（ SRB），使硫酸鹽還原成硫化物，生成硫化氫，進(jìn)而與鐵反應(yīng)形成硫化鐵，加速了鋼鐵的腐蝕。以硫氧化菌為例，它將硫和含硫化合物氧化成硫酸，造成腐蝕性極強(qiáng)的環(huán)境，導(dǎo)致材料的快速腐蝕。細(xì)菌聯(lián)合作用腐蝕的情況很普遍。 改變環(huán)境條件：提高介質(zhì)的 pH值及溫度（ pH，溫度 T50℃ ）、排泄積水、改善通氣條件、減少有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)源等。 陰極保護(hù)：陰極保護(hù)使構(gòu)件表面附近形成堿性環(huán)境，抑制細(xì)菌活動(dòng)。 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) ② 避免殘留液和沉積物造成腐蝕 應(yīng)力求將容器、設(shè)備內(nèi)部的液體排凈，避免滯留的液體、沉積物遺留在出口管及底部造成濃差腐蝕或沉積物腐蝕。 由于材料的不同，在介質(zhì)中形成電位差，銅與鋼的電位差在水中可達(dá) 300mV，這種電位差將造成強(qiáng)烈的電偶腐蝕。 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 為了防止縫隙腐蝕，可采用如下措施： 以焊接代替鉚接。在鉚縫中可填入一層不吸潮的墊片。不要直接與多孔基礎(chǔ)（如土壤）接觸，要用支座等與之隔離開。 避免加料時(shí)溶液飛濺到器壁，引起沉積物下的縫隙腐蝕。 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) ⑤ 防止液體的湍流腐蝕 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意避免過度的湍流、渦流。 管線的彎曲半徑應(yīng)盡可能大，避免直角彎曲。 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) ⑥ 避免應(yīng)力過分集中 尖角以圓角過渡；施焊時(shí)把焊口加工成相同的厚度。 內(nèi)孔焊接法比漲管法好，既減少縫隙，又減小應(yīng)力腐蝕破裂。 電氣控制等設(shè)備應(yīng)盡可能避開具有腐蝕性的環(huán)境，如在含有或可能泄漏 Cl HCl、 H2S等腐蝕性和有毒性氣體的局部環(huán)境中，要盡量避免布臵電氣設(shè)備或未做防腐處理的其他設(shè)備。 ① 腐蝕裕量的選擇：根據(jù)材料腐蝕速度取恰當(dāng)裕量。對(duì)于應(yīng)力腐蝕斷裂、腐蝕疲勞，有可能做出合適可靠的設(shè)計(jì)。如某些不銹鋼在焊接時(shí)，由于敏化溫度影響而造成晶間腐蝕，使材料強(qiáng)度下降，可能會(huì)在使用中造成斷裂事故。 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 二、設(shè)備的電化學(xué)保護(hù) 根