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01 第一章 材料腐蚀与防护绪论.pptx

页数:27页文件大小:3.05 MB来源: 材料腐蚀与防护ppt课件

本课件为《材料腐蚀与防护》课程绪论,从腐蚀的基本概念与判别入手,结合国内外腐蚀损失调查与工程案例说明腐蚀的直接与间接危害,进而介绍腐蚀的分类方法与腐蚀速率的评价指标,为后续各章建立整体认识。

课程封面页,标示课程名称《金属腐蚀理论及应用》,引出材料腐蚀与防护课程的研究对象
教材与参考书清单页,列出林玉珍《腐蚀和腐蚀控制原理》等五部主要教材与参考书
腐蚀基本概念图示,对比 Evans 与 Fantana 两种定义并给出目前公认的腐蚀表述
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第1页:金属腐蚀理论及应用封面

本页为课程封面,标示课程名称金属腐蚀理论及应用,为本套材料腐蚀与防护课件的起始页。

第2页:教材与参考书

本课程教材与主要参考书:

  • 教材:《腐蚀和腐蚀控制原理》林玉珍,石化出版社
  • 参考书:《金属腐蚀理论及应用》魏宝明,化工出版社,1985
  • 《电化学原理》李荻,北京航空航天大学出版社,2008
  • 《材料腐蚀与控制》白新德,清华大学出版社,2005
  • 《Corrosion and Protection》,Springer,2004

第3页:腐蚀的基本概念

Evans 定义
金属腐蚀是金属从元素态转变为化合态的化学变化及电化学变化(物质变化)。
Fantana 定义
(1)由于材料与环境及应力作用而引起的材料的破坏和变质;(2)除了机械破坏以外的材料的一切破坏;(3)冶金的逆过程等。
目前公认
金属受到环境介质的化学、电化学和/或物理作用的破坏或变质的现象。

第4页:腐蚀事件的判别

腐蚀事件的判别:失效的类型主要有哪几类,如何区分?

  • 材料(Materials)
  • 力学(Mechanics):断裂、疲劳、磨损
  • 化学(Chemistry):腐蚀

第5页:腐蚀环境

自然环境(Environment)
太空、大气层、地下等。
工业介质(Medium)
酸、碱、盐、工业水、熔盐、燃气、药剂、废气等。

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第9页:轮南油田Cl-与CO2腐蚀穿孔案例

工程案例:轮南 2-34-2 井 Cl⁻、CO₂ 腐蚀穿孔;轮南 204 气举井典型 CO₂ 腐蚀。

第10页:国外腐蚀调查

国外腐蚀调查:美国 1949 年尤里格 55 亿美元;1975 年 825 亿美元;1999 年 2757 亿美元。英国 1969 年霍尔 3.5% GNP。

中国腐蚀调查:1980 年、1986 年、1999 年。

第11页:各国腐蚀直接经济损失统计

1.腐蚀的危害:§1-2 腐蚀与防护的重要性。(1)直接经济损失巨大,直接损失统计如下。

各国腐蚀直接经济损失统计
国别直接损失统计年份
美国2757 亿美元1998
英国100 亿英镑1985
德国450 亿德国马克1982
瑞典350 亿瑞士克朗1986
意大利480000 亿里拉1989
前苏联67 亿美元1969
日本52580 亿日元1997
印度400 亿印度卢比1985
中国2288 亿人民币2000

说明:源文本此处美国统计年份记为 1998 年,而本页前述国外调查写作 1999 年,两处不一致,此处按表格原文保留,建议对照原图核对。

第12页:间接损失难以估计

(2)间接损失难以估计:指设备发生腐蚀破坏造成停工、停产;跑、冒、滴、漏造成物料流失;腐蚀使产品污染,质量下降,设备效率降低,能耗增加;在计算壁厚时需增加腐蚀裕度,造成钢材浪费等。

第13页:人身伤亡和环境污染

(3)人身伤亡和环境污染:腐蚀破坏引发的安全事故与介质泄漏,会造成人员伤亡和环境污染。

第14页:阻碍科学技术的发展

(4)阻碍科学技术的发展:美国阿波罗登月飞船储存 N₂O₄(氧化剂)的钛合金高压容器产生应力腐蚀开裂,使登月计划受阻,后来采用加入 0.006 质量分数的 NO 来控制应力腐蚀才得以顺利进行。

第15页:金属储量与能耗统计

(5)资源和能源的浪费。主要金属的储量、年消耗增加率、可用年数与单位能耗如下。

主要金属储量与消耗统计
金属储量(Mt)年消耗增加率(%)可用年数(a)乐观计算年数(a)每公斤材料能耗(kW·h)
Fe1×10⁶1.310931916-30
Al11705.1359180
Cu3083.4249530-40
Zn1232.51810115-20
Ti1472.751152200

说明:源文本各列数字连续粘连,可用年数与乐观计算年数、能耗区间系按上下文切分推断,建议对照原课件图片核对后定稿。

第16页:腐蚀与防护的发展历程

2.腐蚀与防护的发展历程:

  1. 经验阶段
  2. 理论发展阶段
  3. 停滞阶段
  4. 再次发展阶段
  5. 应用阶段

第17页:中国腐蚀与防护对策

3.中国腐蚀与防护对策。

腐蚀科技的战略任务:

  • (1)在大规模经济建设高潮时期,特别关注基础设施的腐蚀与防护
  • (2)以预防为主,避免短期行为
  • (3)继续加强与腐蚀相关的基础研究,完善腐蚀数据库,实现资源共享

加强腐蚀与防护工作建议:

  • (1)组建领导小组,指导工作
  • (2)加强腐蚀工作立法
  • (3)稳定经费来源,加强建设
  • (4)普及基础知识,加强职业培训

第18页:金属腐蚀的分类

§1-3 金属腐蚀的分类。1、金属腐蚀过程:

  • (1)金属的腐蚀是由表及里
  • (2)金属腐蚀行为由材料和腐蚀介质因素决定

第19页:腐蚀分类方法

2、腐蚀分类方法:

  • (1)依据腐蚀环境分类法
  • (2)依据腐蚀机理分类法
  • (3)依据腐蚀形态分类法
  • (4)依据材料的特性分类法
  • (5)依据应用范围或工业部门分类法
  • (6)依据影响因素分类法

第20页:化学腐蚀与电化学腐蚀

依据腐蚀机理分类:

化学腐蚀
材料与周围非电解质之间发生纯化学作用而引起的腐蚀损伤称为化学腐蚀。腐蚀反应过程中不伴随电流产生。
电化学腐蚀
金属和电解质接触时,由于腐蚀电池作用而引起的金属腐蚀现象称为电化学腐蚀。电化学腐蚀过程中有电流产生。

第21页:全面腐蚀与局部腐蚀

依据腐蚀形态分类:

  • 全面腐蚀(均匀腐蚀、非均匀腐蚀)
  • 局部腐蚀

第22页:

第23页:金属腐蚀速率的表示方法

§1-4 金属腐蚀速率的表示方法。1.均匀腐蚀的评价:

  • (1)重量法
  • (2)深度法
  • (3)电流密度法

第24页:深度法

(2)深度法:以单位时间内金属腐蚀的深度 L 表示腐蚀速率,直接反映构件厚度的减薄程度。

第25页:均匀腐蚀的十级标准

均匀腐蚀的十级标准:按腐蚀速率由小到大分为十级,并给出对应的耐蚀性评定。

均匀腐蚀的十级标准
耐蚀性等级腐蚀速率(mm/a)耐蚀性分类
1<0.001Ⅰ 完全耐蚀
20.001~0.005Ⅱ 很耐蚀
30.005~0.01耐蚀
40.01~0.05Ⅲ 耐蚀
50.05~0.1耐蚀
60.1~0.5Ⅳ 尚耐蚀
70.5~1.0尚耐蚀
81.0~5.0Ⅴ 欠耐蚀
95.0~10.0欠耐蚀
10>10.0Ⅵ 不耐蚀

说明:源文本为左右双栏排布且栏内顺序被打乱,上表按耐蚀性等级 1~10 的顺序重新整理;等级 3、5、7、9 的类别名称源文本未单独标注,按相邻等级所属类别给出,建议对照原图核对。

第26页:电流密度法

(3)电流密度法:以腐蚀电流密度 ia 表征腐蚀速率,可由法拉第定律与重量法、深度法互相换算。

第27页:局部腐蚀评价

2.局部腐蚀评价:能用前面的指标评价?

局部腐蚀破坏集中在个别位置,深度与分布极不均匀,重量法与深度法等均匀腐蚀指标难以真实反映其危害程度。

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