页数:42页文件大小:164.1 KB来源: 材料腐蚀与防护ppt课件
本课件系统讲授腐蚀控制方法,从腐蚀体系的构成出发提出材料、环境、界面、电化学、设计与管理六条途径,依次展开耐蚀材料选用的工作条件与经济性、防腐结构设计八条原则与工艺设计、阴极保护与阳极保护的原理与参数、介质处理与缓蚀剂分类,以及金属表面覆盖层的类型与制备。
第八章 腐蚀控制方法:人类一直在腐蚀与被控制之间做艰苦的斗争!
概述。1.腐蚀控制的基本概念:调节金属材料与环境之间的相互作用,使金属设备、结构或零部件保持其强度和功能,不致因发生腐蚀而劣化甚至损坏(失效),以实现长期安全运行,叫做腐蚀控制。
腐蚀控制的目标是:使金属设备、结构或零部件的腐蚀速度保持在一个比较合理的,可以接受的水平。
2.腐蚀控制的途径:从腐蚀体系的构成分析,腐蚀控制途径可以从以下几个方面考虑:
腐蚀控制是一项复杂的系统工程。
§8-1 合理选用耐蚀材料。1.设备的工作条件。(1)介质与外界条件:
(2)设备的类型与结构:
(3)环境对材料的腐蚀影响:
(4)产品或工艺的特殊要求:污染、有毒等限制条件,选材时须一并考虑。
2.材料的性能。(1)物理机械性能:
(3)耐蚀性。耐蚀性能数据(a)手册数据:《Crosion Data Survey》,开始由 Nelson 编纂,分为金属材料分册和非金属材料分册,金属分册包括 26 种金属和合金在 1196 种腐蚀介质中的腐蚀数据。非金属分册包括 36 种非金属材料在 803 种腐蚀性溶液和气体中的腐蚀数据。
(b)腐蚀选材图:硫酸的简单选材图(按腐蚀速度 ≼ 20 mpy)。横轴为硫酸浓度(0~100%),纵轴为温度(50~400 ℃),图上按腐蚀速度界线划分出 Pb、Durimet 20 合金、Dur 高硅铁、D-20、高镍钼合金 C2、高镍铬钼合金 C3 等材料的适用范围,并标出沸点曲线与除 Pb 以外其他合金的区域。
(c)腐蚀试验:
(4)经济性:
§8-2 合理的防腐设计。“腐蚀是从绘图板开始的”。
设计包含的内容有防腐结构设计、防腐机械加工设计、合理的工艺设计。
1、结构设计:(1)结构形式应尽量简单并合理——减少死角、缝隙与积液部位。
(2)便于制造、维修或局部更换。
(3)消除滞流液、沉积物引起的腐蚀。
(4)防止不利的连接、接触方式引起的腐蚀。
(5)避免冷凝液引起的腐蚀(露点腐蚀)。
(6)避免环境差异引起的腐蚀。
(7)避免应力以降低应力腐蚀破裂的倾向。
(8)避免腐蚀介质流动引起的腐蚀。
2、提高机械加工水平:(1)焊接的影响——焊接接头与热影响区组织不均匀,易成为腐蚀的薄弱环节。
3、合理的工艺设计:
§15-3 电化学保护。1、阴极保护。(1)概述:金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电位负移,金属阳极氧化反应过电位 ηa 减小,反应速度减小,因而金属腐蚀速度减小,称为阴极保护效应。利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护。
(2)基本原理(a)热力学原理:借助电位-pH 图,将被保护金属的电位负移到稳定区(免蚀区),金属即由腐蚀态转入热力学稳定态。图中给出 Zn 的腐蚀区、钝态区与稳定区的划分。
(b)动力学原理:对腐蚀体系施加阴极电流,使电极电位负移至阳极反应平衡电位,阳极溶解电流随之减小直至为零。
(c)保护参数:
(3)两种阴极保护方法的比较:外加电流阴极保护所需保护电流是由直流电源(如蓄电池、直流发电机、整流器等)提供的;而牺牲阳极保护中所需保护电流是由牺牲阳极的溶解所提供的。牺牲阳极材料都是活泼的有色金属,常用的有锌、铝、镁。为了有效地发挥保护作用,牺牲阳极的电位要足够负,阳极极化率要小,特别是表面不能生成保护性的腐蚀产物膜,阳极溶解要均匀。
(4)应用范围:
2、阳极保护。(1)概念与发展。概念:将被保护设备与电源的正极相连,在一定的电解质中对金属进行阳极极化至一定的电位,金属建立起并维持钝态,使金属的腐蚀速率显著降低的方法,称为阳极保护。发展:1954 年提出,1958 年正式应用。
2.原理:借助 Fe-H₂O 体系的电位-pH 图,将被保护金属的电位正移到 Fe₂O₃、Fe₃O₄ 的钝态区,使金属由活性溶解转为钝态而得到保护。
3.阳极保护的主要参数:
图中给出能够进行阳极保护的腐蚀体系的阳极极化曲线及各保护参数(E钝化、E初钝、i维、i致)的位置。
4.阳极保护和阴极保护的比较:
§8-4 介质处理。1、除去腐蚀性成分:
(4)添加缓蚀剂。①.相关概念。
定义:在腐蚀环境中以适当浓度和形式(一般是很少的量)添加某种物质,能使金属的腐蚀速度大大降低,这种物质就叫缓蚀剂(即腐蚀抑制剂)。
缓蚀效率:加入缓蚀剂后腐蚀速度降低的百分率。
②缓蚀剂的分类。按照缓蚀剂所形成的保护膜分:
按照溶解性分类:油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂。
§8-5 金属表面覆盖层。1、概念:表面覆盖层就是使用其他的金属或非金属覆盖在基底金属表面上,将基底金属/介质界面取代为覆盖层/介质界面,从而提高基底金属使用寿命的方法。
2、保护特点:覆盖层的保护效果和使用寿命取决于四个方面的因素:
3、覆盖层类型与制备方法:
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