第八章金屬腐蝕與防護(hù)第節(jié)保護(hù)技術(shù)sppt課件

1、腐蝕控制方法的根本原理腐蝕控制方法的根本原理腐蝕控制方法的主要類型腐蝕控制方法的主要類型/特點特點腐蝕控制方法的運用腐蝕控制方法的運用/開展開展第八章第八章腐蝕控制方法腐蝕控制方法景象行為機(jī)理本質(zhì) 規(guī)律性影響要素研討方法有效控制腐蝕資料環(huán)境資料本性環(huán)境條件腐蝕緣由腐蝕方式本質(zhì)機(jī)理規(guī)律性影響要素 控制方法效果工藝施工經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益 最常用防護(hù)技術(shù)和措施最常用防護(hù)技術(shù)和措施合理選材；合理選材；合理防腐設(shè)計；合理防腐設(shè)計；電化學(xué)維護(hù)陰極維護(hù)、陽極維護(hù)、犧牲陽電化學(xué)維護(hù)陰極維護(hù)、陽極維護(hù)、犧牲陽極維護(hù)；極維護(hù)；介質(zhì)環(huán)境處置；介質(zhì)環(huán)境處置；緩蝕劑；緩蝕劑；外表處置；外表處置；(7)外表涂覆和襯里。外表涂覆

2、和襯里。8.1合理選材合理選材1實踐環(huán)境、工況條件及能夠的變化；2資料構(gòu)造、性能及能夠的變化。合理選材合理選材正確設(shè)計精心施工選材根據(jù)：維護(hù)管理耐久平安選材重要一環(huán)1實踐介質(zhì)實踐介質(zhì)/環(huán)境條件環(huán)境條件介質(zhì)、濃度、雜質(zhì)、電導(dǎo)、介質(zhì)、濃度、雜質(zhì)、電導(dǎo)、pH、腐蝕產(chǎn)物、溫度、壓力、腐蝕產(chǎn)物、溫度、壓力、流速等。流速等。氧化性介質(zhì)HNO3 不銹鋼、鋁、鈦等鈍化型金屬。復(fù)原性介質(zhì)HCl 硅鑄鐵、鉛、鈦等或非金屬資料。高溫腐蝕加快 更高耐蝕資料。壓力體系 高強(qiáng)度合金資料, 壓力越大, 耐蝕性要求越高。環(huán)境特殊腐蝕環(huán)境特殊腐蝕設(shè)備工件熱加工設(shè)備工件熱加工,焊接可引起晶間腐蝕。焊接可引起晶間腐蝕。設(shè)備受力作用

3、能夠誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂。設(shè)備受力作用能夠誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂。介質(zhì)介質(zhì)Cl是引起點腐蝕的主要要素。是引起點腐蝕的主要要素。設(shè)備機(jī)械銜接設(shè)備機(jī)械銜接,結(jié)垢能夠產(chǎn)生電偶腐蝕結(jié)垢能夠產(chǎn)生電偶腐蝕和縫隙腐蝕。和縫隙腐蝕。設(shè)備反復(fù)運轉(zhuǎn)那么能夠存在腐蝕疲勞危設(shè)備反復(fù)運轉(zhuǎn)那么能夠存在腐蝕疲勞危險性。險性。2.資料性能資料性能資料本性資料本性強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性、耐蝕性、強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性、耐蝕性、加工性能、本錢、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等，加工性能、本錢、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等，應(yīng)綜合思索各項應(yīng)綜合思索各項目的目的,最正確選擇。最正確選擇。選材普通步驟： 1 查閱有關(guān)資料, 手冊, 書籍, 數(shù)據(jù)庫, 專家系統(tǒng)， 參考前人任務(wù), 數(shù)據(jù)和閱歷

4、積累； 2 實地調(diào)查, 科學(xué)分析, 為選材提供第一手資料； 3 必要的實驗, 當(dāng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料缺乏, 要設(shè)計實驗, 如現(xiàn)場掛片實驗、模擬消費實驗、實驗室掛片、各種方法的腐蝕速率丈量及各類部分腐蝕的評價。 選材圖 I 0Cr13, 1Cr18Ni9, Ti IICr18Ni12MoTi, 0Cr18Ni9III0Cr18Ni9,Cr18Ni12Mo3TiIVTi, Cr35Ni, 鋯，高硅鐵VCr18Ni11Si4AlTi, Ti, 高純鋁 腐蝕圖0.1mm/y可用)特定資料在一定的環(huán)境介質(zhì)和溫度條件下的腐蝕圖Cr17Ti8.2合理設(shè)計合理設(shè)計從腐蝕與防蝕原理出發(fā)從腐蝕與防蝕原理出發(fā),合理設(shè)計至關(guān)

5、重要。合理設(shè)計至關(guān)重要。構(gòu)造設(shè)計機(jī)械加工工藝流程防腐蝕設(shè)計1.防腐蝕設(shè)計原那么防腐蝕設(shè)計原那么(1)防電偶腐蝕防電偶腐蝕選用同種金屬或電偶序相選用同種金屬或電偶序相近資料，當(dāng)電位差大于近資料，當(dāng)電位差大于50mV,銜接處隔離絕銜接處隔離絕緣緣,留意防止大陰極和小陽極；留意防止大陰極和小陽極；(2)防止防止SCC設(shè)備部件在改動外形尺寸時，設(shè)備部件在改動外形尺寸時，要有足夠的圓弧過渡。減小外壓力集中要有足夠的圓弧過渡。減小外壓力集中,減小減小工件剩余應(yīng)力工件剩余應(yīng)力,如焊接熱處置如焊接熱處置(如退火如退火,固溶處固溶處置置)；(3)防止縫隙防止縫隙消除鉚接消除鉚接,改善法蘭墊片改善法蘭墊片,盡盡量

6、完全封鎖或完全敞開。防止產(chǎn)物結(jié)垢沉淀；量完全封鎖或完全敞開。防止產(chǎn)物結(jié)垢沉淀；(4)防止部分高溫防止部分高溫高溫氣體的入口管端；高溫氣體的入口管端；(5)防止?jié)獠铍姵胤乐箽埩粢夯虺恋砦锔乐節(jié)獠铍姵胤乐箽埩粢夯虺恋砦锔g；蝕；(6)防止劇烈沖刷加料入口管端等；防止劇烈沖刷加料入口管端等；(7)構(gòu)造盡量簡單構(gòu)造盡量簡單,外表積盡量小，便于施工、外表積盡量小，便于施工、維修、處置維修、處置AlCuAl高速高速熱流熱流2.資料機(jī)械加工對腐蝕的影響資料機(jī)械加工對腐蝕的影響1焊接對腐蝕影響焊接對腐蝕影響焊接位置優(yōu)先快速腐蝕破壞焊接位置優(yōu)先快速腐蝕破壞普遍、難題普遍、難題外表缺陷、夾雜、組織變化、剩余應(yīng)力

7、外表缺陷、夾雜、組織變化、剩余應(yīng)力腐蝕主腐蝕主要緣由要緣由 焊接熱影區(qū)的金相組織變化，焊接過程因加熱速度、冷卻速度不同而導(dǎo)致不同熱影響區(qū)的組織不同, 腐蝕行為亦不同。 焊接缺陷對腐蝕性能有較大影響， 如焊瘤引起縫隙和應(yīng)力集中， 咬邊引起縫隙和應(yīng)力集中， 未焊透存在縫隙和孔洞， 焊渣是重要的夾雜物缺陷。 焊接引起非金屬夾雜或二次相， 如氧化物 SiO2, Al2O3，MnO, CaO, FeO及復(fù)合硅酸鹽夾雜；焊接過程產(chǎn)生 8Fe+N2 2Fe4N, 氮化物Fe4N硬度大, 塑性下降； 焊接剩余應(yīng)力對SCC的影響， 焊接部分加熱, 焊縫金屬收縮引起內(nèi)應(yīng)力, 可接近屈服極限, 引起SCC。 焊條資

8、料/母材搭配不妥，可引起電偶腐蝕。狹窄, 過熱, 使晶粒粗大14901100， 粗大奧氏組織, 過飽和亞穩(wěn)定組織晶粒細(xì)化, 強(qiáng)度高不均勻組織, 粗大鐵素體強(qiáng)度大,塑性小, 裂紋易生成焊縫區(qū)應(yīng)力分布電位1-不腐蝕電位2- 母材腐蝕電位3- 焊縫腐蝕電位4-不同母材腐蝕電位5-熔合區(qū)腐蝕電位6-熱影響區(qū)腐蝕E 防止晶間腐蝕a. 超低碳不銹鋼或穩(wěn)定化(Ti、Nb) b. 固溶處置(10101120)碳化物溶解； c. 超低碳焊條, 含Nb焊條, 雙相焊條；d. 改良焊接方法；F. 防止大陰極/小陽極。防止應(yīng)力腐蝕開裂a(bǔ). 退火、噴砂、錘擊消除剩余應(yīng)力；b. 抑制環(huán)境、陰極維護(hù)、緩蝕劑、去氧；c. 選

9、材耐SCC。(3) 冷熱加工成型對腐蝕影響 冷熱加工成型 剩余應(yīng)力， 加工程度越大，剩余應(yīng)力越大，對腐蝕影響很大，還會引起SCC。如熱交換器彎管部位的腐蝕明顯嚴(yán)重。熱加工比冷加工剩余應(yīng)力較小， 熱加工 脫碳或碳化物析出，導(dǎo)致不均一腐蝕和晶間腐蝕。普通采用改良工藝, 后處置：熱處置, 外表酸洗, 鈍化 . 消除應(yīng)力，降低腐蝕。4外表處置影響外表機(jī)械加工、拋光、酸洗等 剩余應(yīng)力、外表缺陷、化學(xué)污染及滲氫，也可成為腐蝕中心， 促進(jìn)部分腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂。在外表加工工藝上應(yīng)加以留意， 防止損害資料耐蝕性能。8.3電化學(xué)維護(hù)電化學(xué)維護(hù)電化學(xué)維護(hù)電化學(xué)維護(hù)施加一定的外電勢使金屬的電施加一定的外電勢使金屬的

10、電位移向免蝕區(qū)或鈍化區(qū)位移向免蝕區(qū)或鈍化區(qū),大幅度降低腐蝕速度。大幅度降低腐蝕速度。電化學(xué)維護(hù)特點電化學(xué)維護(hù)特點效果顯著：可使金屬設(shè)備幾十年不腐蝕；效果顯著：可使金屬設(shè)備幾十年不腐蝕；施工方便施工方便:工藝成熟、規(guī)范、規(guī)范；工藝成熟、規(guī)范、規(guī)范；效益顯著：如海船外表涂裝占造船費效益顯著：如海船外表涂裝占造船費5%,犧犧牲陽極只占牲陽極只占1%費用。費用。采油平臺本錢采油平臺本錢1億億,只能運用五年；投資只能運用五年；投資100萬元陰極維護(hù)萬元陰極維護(hù),采油采油平臺可延伸平臺可延伸20年壽命。年壽命。電化學(xué)維護(hù)陽極維護(hù)外表構(gòu)成穩(wěn)定鈍化膜， 使金屬免遭腐蝕。陰極維護(hù) 提供陰極極化, 改動金屬外表電

11、子能級構(gòu)造。 犧牲陽極外加電流1. 陰極維護(hù)1陰極維護(hù)原理恒電位或整流器向設(shè)備提供陰極電流, 設(shè)備受維護(hù)。輔助電極是一種不溶性或微溶的電極，只提供電流，不發(fā)生反響。電源電源+-IpH-電位圖提高環(huán)境介質(zhì)pH金屬電位正移使之進(jìn)入鈍化區(qū)。金屬電位負(fù)移使之進(jìn)入免蝕區(qū)。 陰極維護(hù)原理。極化曲線 當(dāng)電位Ecorr 1時, 陽極電流為Ia , Ia Icorr。 當(dāng)外加電流為Ik，完全維護(hù)電流Ip (腐蝕電流Ia=0) 電位極化到a, 腐蝕電池陽極平衡電位，金屬完全受維護(hù)。外加電流1外加電流2KAKAIcIa腐蝕微電池原理KAKAC電源C電源IpIp2根本參數(shù)及選定最小維護(hù)電位與金屬資料、介質(zhì) (成份、濃

12、度等)及環(huán)境條件有關(guān)。 可由閱歷或?qū)嶒灚@得(比Ecorr負(fù)0.150.3V)。最小維護(hù)電流密度與金屬、外表形狀、外表覆蓋膜、介質(zhì)(組成、濃度、溫度、流速等)有關(guān), 腐蝕越嚴(yán)重, 陰極極化需電流越大。 維護(hù)電位選定原那么 到達(dá)一定的維護(hù)效果P=維護(hù)度 = (維護(hù)前腐蝕速度維護(hù)后腐蝕速度) / 維護(hù)后腐蝕速度 x 100% 耗電不能太大； 防止析H2，防止涂層陰極極化零落； 防止過維護(hù), 破壞鈍化膜。 不能太復(fù)雜, 防止引起屏蔽, 維護(hù)不完全。3運用范圍 陰極維護(hù)運用范圍非常廣泛，如地下管線、電纜、艦船、平臺、水閘、碼頭、橋梁、城市地下區(qū)域、石油化工中冷卻設(shè)備、貯油罐、結(jié)晶槽、反響器、蒸發(fā)器等。4

13、外加電流陰極維護(hù)工程設(shè)計 陽極資料 耐蝕, 高排流, 良電導(dǎo), 機(jī)械性能好, 易加工, 本錢低 (如碳鋼, 石墨, 高硅鑄鐵, Pb / Ag合金, 鍍鉑鈦, 鈀等)。 電流分布及陽極布置添加陽極數(shù)目, 合理布置陽極, 增大陰陽極之間的間隔, 采用涂料陰極維護(hù)結(jié)合防腐, 在陽極附近涂襯耐蝕絕緣層，使電流分布均勻，改善電流分散才干。 陽極實踐計算： I = i A G = K ga I G 陽極分量，ga陽極耗費率(查表)，A陽極外表積， 任務(wù)年限，I維護(hù)電流，K校正系數(shù)普通取 K=1.5 陽極安裝留意密封, 絕緣, 接觸良好, 防止短路。 直流電源恒電位儀 負(fù)反響任務(wù)原理或整流器。 參比電極用

14、于控制/丈量, 要求電位穩(wěn)定, 耐蝕, 長壽命, 廉價, 易制, 運用方便等。甘汞(中性)、CuSO4(土壤)、AgCl(含Cl)、氧化汞(堿性)、不銹鋼、鑄鐵、鉛/ 銻合金 維護(hù)與管理 計算機(jī)監(jiān)控管理留意要點2.犧牲陽極維護(hù)法犧牲陽極維護(hù)法(1)犧牲陽極原理犧牲陽極原理本質(zhì)本質(zhì)陰極維護(hù)陰極維護(hù),經(jīng)過犧牲陽極的溶解經(jīng)過犧牲陽極的溶解,使金屬設(shè)備獲得陰極使金屬設(shè)備獲得陰極電流電流,發(fā)生陰極極化遭到維護(hù)。發(fā)生陰極極化遭到維護(hù)。特點特點不需電源不需電源,干擾少干擾少,免維護(hù)，設(shè)備簡單免維護(hù)，設(shè)備簡單,分散才干好分散才干好,但但本錢較高，本錢較高，化工介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)化工介質(zhì)腐蝕性強(qiáng),犧牲陽極耗費量大犧牲

15、陽極耗費量大,少用。少用。(2) 陽極資料 犧牲陽極資料要求 電位足夠負(fù)、電位穩(wěn)定、極化小、不鈍化、溶解均勻、單位分量排出電量大、電流效率高、本錢低、無污染、加工方便等。 鋅與鋅合金 電位/-1.12V, 電量/0.74A.h/g, 電流效率/75%電位不夠負(fù) (海水和少量土壤) 鋁合金電位/-1.2V, 電量/2.47A.h/g, 電流效率/65% 分量輕、電量大、電位負(fù)、資源豐富、價錢廉價 (海水) 。 鎂合金電位/-1.6V, 電量/1.19A.h/g, 電流效率/45% 電位太負(fù)、電流效率低、損耗大 (土壤和淡水) 。3 陽極安裝 犧牲陽極安裝 陽極與設(shè)備良好絕緣；涂絕緣屏蔽層，改善分

16、散才干，陽極接觸介質(zhì)需良導(dǎo)電體。 Al絕緣墊受維護(hù)體固定栓3. 陽極維護(hù)(1) 陽極維護(hù)原理 與陰極維護(hù)完全不同, 陽極極化使金屬進(jìn)入鈍態(tài), 腐蝕大大減慢而得到維護(hù)。 只需具有鈍性特征的體系，即鈍化區(qū)足夠?qū)挘S鈍電流足夠小的體系，才干施行陽極維護(hù)。 pH - 電位圖 當(dāng)電位正移，金屬外表構(gòu)成Fe2O3(鈍化膜), 溶解速率下降, 金屬獲得維護(hù)。極 化 曲 線 電位到達(dá)一定區(qū)域, 陽極電流下降, 堅持穩(wěn)定鈍態(tài), 金屬遭到維護(hù)。維鈍電流決議于資料, 介質(zhì)條件(組成, 溫度, 濃度, pH), 活性離子Cl、外表形狀, 涂覆形狀等鈍化區(qū)電位 決議于資料, 介質(zhì)條件(組成, 溫度, 濃度, pH),

17、活性離子Cl、外表形狀, 涂覆形狀等致鈍電流與金屬資料, 介質(zhì)條件(組成, 溫度, 濃度, pH)有關(guān)最正確維護(hù)電位當(dāng)維鈍電流和雙層電容最小, 外表電阻最大, 膜最致密, 維護(hù)效果最好，最正確維護(hù)電位。E/VI/mA(2) 陽極維護(hù)主要參數(shù)及測定 致鈍電流 維鈍電流 鈍化區(qū)電位 最正確維護(hù)電位維護(hù)參數(shù)經(jīng)過實驗或由閱歷給出。極化曲線, 阻抗, 失重, 電鏡等研討，確定最正確維護(hù)電位。(3) 陽極維護(hù)設(shè)計要點： 輔助電極耐陰極極化, 強(qiáng)度大, 本錢低, 來源廣, 加工容易。 電流屏蔽與陰極分布陰極分布均勻, 陽極外表電阻高(構(gòu)成鈍化膜、鹽膜或絕緣涂層等), 溶液電導(dǎo)好, 陰陽極間隔大, 分散才干好

18、。 參比電極電位穩(wěn)定, 耐蝕, 長壽, 廉價，易制， 運用方便。常用的有： AgCl, 不銹鋼, Pb / Td。 直流電源恒電位儀。 陽極維護(hù)方式 - 延續(xù)維護(hù)和間歇式維護(hù)，在化工中常用, 如不銹鋼/ H2SO4體系等。 維護(hù)管理 - 重要。給定信號EEI-+恒電位儀原理負(fù)反響任務(wù)原理EICWEREECE陰極維護(hù)與陽極維護(hù)比較： 陰極維護(hù)普遍采用， 陽極維護(hù)適宜體系少； 陰極維護(hù) “平安，陽極維護(hù) “危險； 陽極維護(hù)適宜強(qiáng)氧化性介質(zhì)； 陰極維護(hù)留意氫脆8.4介質(zhì)處置介質(zhì)處置去除介質(zhì)中有害成分去除介質(zhì)中有害成分,如如O2,Cl;H+,SO2,H2O等等調(diào)理調(diào)理pH;去水份去水份;枯燥環(huán)境等；枯

19、燥環(huán)境等；工業(yè)消費復(fù)雜工業(yè)消費復(fù)雜,工藝流程各種各樣，工藝流程各種各樣，需需詳細(xì)分析詳細(xì)分析,思索防護(hù)能夠性及有效措施。思索防護(hù)能夠性及有效措施。氧 重要氧化劑 (去極化劑), 普遍存在；使大多數(shù)金屬發(fā)生腐蝕。去除介質(zhì)中O2，常用方法有：加熱除氧水溫達(dá)沸點，水中一切氧和其它氣體均被趕出, 有效除氧方法?；瘜W(xué)除氧聯(lián)氨(H2N4)可迅速與溶解氧發(fā)生反響： H2N4 + O2 N2 + 2H2O 到達(dá)除氧目的。Na2SO3也可與溶解氧發(fā)生反響： 2Na2SO3 + O2 2Na2SO4 但體系中能夠使 Na2SO4添加，有不利的影響。Cl 腐蝕活性物質(zhì)，Cl去除對于腐蝕防護(hù)非常重要。常用除Cl方法有

20、：控制原料中Cl含量；化學(xué)法沉淀法、離子交換法等。pH 提高介質(zhì) pH值 (工藝允許), 可降低腐蝕速度。如無機(jī)氨的處置： NH3 + H2O NH4OH NH4OH + H2CO3 NH4HCO3 + H2OpH可調(diào)至8.59.2，但對銅不能用SCC也可用有機(jī)胺處置，但藥品價錢較貴。合成氨半水煤氣 腐蝕性大為減輕化工氣體水分 降低腐蝕性濕Cl2腐蝕性強(qiáng)(HCl, HClO, O) 枯燥Cl2腐蝕細(xì)微枯燥除濕濃H2SO4吸收H2O 降低環(huán)境中H2O成份, 可有效減緩腐蝕。常用方法有：化學(xué)枯燥法枯燥劑吸收水分 (如硅膠, 活性氧化鋁, 生石灰, CaCl2等)； 冷凝法冷卻使H2O冷凝,吸收去除

21、；提高溫度防止冷凝附在金屬外表或加熱去除水汽。綜合處置如原油中含 HClH2SH2O對煉油設(shè)備腐蝕破壞嚴(yán)重。煉油廠采用 “一脫四注 處置，可有效處理常壓系統(tǒng)的腐蝕問題。脫鹽去除原油中腐蝕性鹽類注堿減少HCl腐蝕注氨使HCl進(jìn)一步下降： NH3 + HCl NH4Cl注緩蝕劑防止NH4Cl沉淀引起部分腐蝕注水(堿性水)沖稀HCl, 中和, 減輕對空冷器腐蝕破壞。電脫鹽加熱爐常壓爐空冷器回流器產(chǎn)品罐去H2S原油揮發(fā)線注堿注氨注緩蝕劑注水堿水緩蝕劑定義具有抑制金屬腐蝕功能的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)(復(fù)合物質(zhì))總稱, 少量緩蝕劑可有效阻止或減緩金屬腐蝕。8.5緩蝕劑緩蝕劑緩蝕劑特點 運用方便, 投量少, 見效快

22、, 本錢低，選擇性強(qiáng), 有臨界濃度值，普通只用于循環(huán)系統(tǒng), 以免緩蝕劑流失; 應(yīng)思索緩蝕劑對產(chǎn)質(zhì)量量和消費過程有無不良影響。緩蝕效果與金屬資料性質(zhì), 介質(zhì), 溫度, 流動形狀等多種要素有關(guān)，緩蝕效率定義： I = (VOV) / VO100% = (1V / VO)100% VO 未加緩蝕劑時腐蝕速度，V 加緩蝕劑后腐蝕速度1緩蝕劑分類1按作用機(jī)理： (a) Ecorr正移，Icorr 下降 (b) Ecorr 負(fù)移，Icorr 下降 (c) Ecorr 不變，Icorr 下降作用機(jī)理： (a) 陽極型陽極極化率添加; (b)陰極型陰極極化率添加; (c) 混合型抑制陰陽極過程陽極型緩蝕劑中性

23、介質(zhì)用陽極型緩蝕劑中性介質(zhì)用鉻酸鹽、亞硝酸鹽、正磷酸鹽、硅酸鹽、苯甲酸鹽等。鉻酸鹽、亞硝酸鹽、正磷酸鹽、硅酸鹽、苯甲酸鹽等。經(jīng)過覆蓋陽極面積而抑制腐蝕，屬經(jīng)過覆蓋陽極面積而抑制腐蝕，屬“危險性緩蝕劑。危險性緩蝕劑?；旌闲途徫g劑混合型緩蝕劑含氮胺類、亞硝酸鹽，含硫硫醇、硫醚、環(huán)狀硫化物，含氮胺類、亞硝酸鹽，含硫硫醇、硫醚、環(huán)狀硫化物，含硫、氮硫脲及衍生物等。含硫、氮硫脲及衍生物等?？赏瑫r抑制腐蝕的陰極可同時抑制腐蝕的陰極過程和陽極過程。過程和陽極過程。陰極型緩蝕劑陰極型緩蝕劑酸式碳酸鈣、聚磷酸鹽、硫酸鹽、砷、銻等。酸式碳酸鈣、聚磷酸鹽、硫酸鹽、砷、銻等。構(gòu)成沉淀構(gòu)成沉淀膜，抑制陰極過程，屬膜，抑

24、制陰極過程，屬“平安緩蝕劑。平安緩蝕劑。2 2 按維護(hù)膜特征分類按維護(hù)膜特征分類按緩蝕劑在維護(hù)過程維護(hù)膜性質(zhì)，有三類成膜型緩蝕劑：按緩蝕劑在維護(hù)過程維護(hù)膜性質(zhì)，有三類成膜型緩蝕劑： 氧化膜型緩蝕劑氧化膜型緩蝕劑( (鈍化劑鈍化劑), ), 如鉻酸鹽使外表構(gòu)成致密、如鉻酸鹽使外表構(gòu)成致密、附著力強(qiáng)的氧化膜附著力強(qiáng)的氧化膜, , 用量缺乏會加速腐蝕；用量缺乏會加速腐蝕； 吸附膜型緩蝕劑有物理吸附型如胺類, 硫醇, 硫脲經(jīng)過物理吸附而緩蝕， 化學(xué)吸附型如吡啶衍生物, 苯胺衍生物, 環(huán)狀亞胺等。 沉淀膜型緩蝕劑, 如聚鄰酸鈉與有關(guān)離子構(gòu)成防蝕性的沉淀膜, 膜能夠較厚。3 其它分類用途分類 冷卻水緩蝕劑

25、、油溶性緩蝕劑、油氣井緩蝕劑、酸洗緩蝕劑、石油化工工藝緩蝕劑、氣相緩蝕劑、鍋爐緩蝕劑等；化學(xué)組成分類 無機(jī)緩蝕劑、有機(jī)緩蝕劑；相態(tài)分類 氣相緩蝕劑、液相緩蝕劑、固相緩蝕劑；金屬分類 鋼鐵緩蝕劑、銅合金、鋁合金等；溶解性分類 水溶性緩蝕劑、油溶性緩蝕劑；酸堿性分類 酸性緩蝕劑、中性緩蝕劑及堿性緩蝕劑等。2緩蝕作用機(jī)理 緩蝕作用機(jī)理至今還沒有公認(rèn)的一致見解， 緩蝕作用過程非常復(fù)雜，緩蝕劑及體系繁多，不同體系的緩蝕作用機(jī)理不盡一樣。綜觀各種觀念： 吸附實際，即外表吸附(活性點) 成膜實際，即外表成相膜(鈍化膜) 電化學(xué)實際，即電化學(xué)過程遭到阻滯等 相互聯(lián)絡(luò)、補(bǔ)充, 詳細(xì)分析。1氧化膜型緩蝕劑作用機(jī)理

26、 以緩蝕劑本身或以介質(zhì)中的溶解氧作氧化劑，在金屬外表構(gòu)成鈍態(tài)氧化膜，減緩腐蝕?？煞株枠O抑制型緩蝕機(jī)理和陰極去極化型緩蝕機(jī)理兩種： 陽極抑制型緩蝕機(jī)理 經(jīng)過阻止陽極區(qū)金屬離子進(jìn)入溶液，減緩金屬腐蝕，陽極型緩蝕劑又稱為鈍化劑。如CrO42-、K2Cr2O7等在外表構(gòu)成維護(hù)膜, 使陽極區(qū)覆蓋。其臨界濃度普通為103105mol / 1。 陰極去極化型緩蝕劑 促進(jìn)陰極過程, 使金屬鈍化, 陽極行為不變。 a) 陽極抑制型緩蝕機(jī)理 外表生成鈍化膜，阻止陽極區(qū)金屬溶解，減緩腐蝕，緩蝕劑又稱為鈍化劑。抑制陽極過程/金屬鈍化, 陰極行為不變。無緩蝕劑加緩蝕劑b陰極去極化型緩蝕機(jī)理 促進(jìn)陰極過程，使金屬進(jìn)入鈍化

27、形狀。 陽極行為不變。 在中性含氧水溶液中，亞硝酸鹽，鉻酸鹽、鉬酸鹽等抑制鐵的腐蝕，屬陰極去極化型緩蝕劑。足量緩蝕劑 無緩蝕劑 缺乏緩蝕劑 2沉淀膜型緩蝕機(jī)理在金屬外表構(gòu)成防護(hù)型沉淀膜， 沉淀膜可由緩蝕劑相互作用而構(gòu)成，或由緩蝕劑與介質(zhì)中金屬離子反響生成。沉淀膜比氧化膜厚，沉淀膜普通厚1001000埃, 致密, 附著力較差, 投入量較多101-103mol/l。 經(jīng)過構(gòu)成沉淀膜使金屬和介質(zhì)隔離，從而抑制腐蝕過程，可分為兩種： 陰極抑制型混合抑制型a陰極抑制型緩蝕沉淀膜型緩蝕劑，覆蓋陰極外表, 妨礙O2分散或H放電，屬平安型緩蝕劑。 硫酸鋅、碳酸氫鈣、聚磷酸鹽等為陰極抑制沉淀膜型緩蝕劑。如緩蝕劑

28、與腐蝕時陰極產(chǎn)物生成的堿反響： O2 + 2H2O + 4e 4OH 陰極反響 Zn2+ + 2OH Zn(OH)2 沉淀反響特點：特點：陽離子向陰極外表遷移陽離子向陰極外表遷移,發(fā)生相應(yīng)沉淀反響，發(fā)揚發(fā)生相應(yīng)沉淀反響，發(fā)揚緩蝕作用。緩蝕作用。緩蝕劑與水溶液中某些陽離子作用緩蝕劑與水溶液中某些陽離子作用,如聚磷酸鹽與如聚磷酸鹽與水溶液中水溶液中Ca2+離子反響生成絡(luò)離子離子反響生成絡(luò)離子(Na2CaP8O18)nn+大膠體陽離子在陰極區(qū)放電而構(gòu)成較厚實的覆蓋層。大膠體陽離子在陰極區(qū)放電而構(gòu)成較厚實的覆蓋層。砷、銻離子放電砷、銻離子放電,構(gòu)成金屬元素，可使氫過電位添構(gòu)成金屬元素，可使氫過電位添加

29、加,而使陰極過程遭到抑制。而使陰極過程遭到抑制。b混合抑制型緩蝕劑 主要是有機(jī)化合物與金屬離子作用構(gòu)成維護(hù)性沉淀膜。沉淀膜對陰、陽極均有抑制造用。NOH+ Al 3+()3 Al+ 3H+OHN8-羥基喹啉3吸附膜型緩蝕劑作用機(jī)理有機(jī)緩蝕劑 吸附膜型緩蝕劑，緩蝕劑極性基團(tuán)發(fā)生的物理吸附或化學(xué)吸附。 改動金屬外表電荷形狀, 界面性質(zhì), 外表能量形狀, 腐蝕反響活化能增, 使腐蝕減緩。 吸附型緩蝕劑使金屬外表腐蝕活性點受吸附阻化， 腐蝕活性點 腐蝕非活性點。 緩蝕劑的非極性基團(tuán)在金屬外表構(gòu)成疏水維護(hù)膜，極性基團(tuán)的定向吸附陳列， 阻撓與腐蝕有關(guān)的電荷或物質(zhì)轉(zhuǎn)移，使腐蝕速度降低。 物理吸附 帶電荷緩蝕

30、劑與金屬外表電荷靜電作用或范德華作用, 吸附快速、可逆、吸附不強(qiáng)。物理吸附的關(guān)鍵 金屬外表電荷與緩蝕劑電荷合理搭配, 使緩蝕率提高。金屬外表電荷偏離零電荷電位值受陰離子、陽離子吸附, 受外加電位影響；緩蝕劑電荷陰、陽緩蝕劑離子，緩蝕劑在介質(zhì)中受極化, 反響而帶不同電荷。+-M+ R+ R+ N化學(xué)吸附中性緩蝕劑分子與金屬構(gòu)成化學(xué)鍵, 吸附強(qiáng), 不可逆, 吸附速度較慢。緩蝕劑分子極性基團(tuán)中心元素的未共用電子對和金屬構(gòu)成配價鍵 特點 選擇性顯著、單分子層、緩蝕效果好、用量少、吸附后自在度小。N RFeHH物理吸附與化學(xué)吸附 與緩蝕劑分子空間構(gòu)造、能級軌道等有親密關(guān)系。物理吸附與化學(xué)吸附的一致解釋物

31、理吸附 化學(xué)吸附 3. 緩蝕作用影響要素濃度影響：大多緩蝕劑的緩蝕效率隨濃度增而增; 有的緩蝕劑緩蝕效率與濃度關(guān)系有極值；有的緩蝕劑用量缺乏, 反而促進(jìn)腐蝕, 如亞銷酸鈉、鉻酸鹽等。腐蝕率濃度濃度濃度腐蝕率腐蝕率Fe/H2SO4Fe/HClFe/HCl假設(shè)丁硫化二乙二醇Cr/Zn復(fù)合鹽協(xié)同效應(yīng)溫度影響 低溫, 緩蝕效果好普通 一定溫度范圍, 緩蝕效率變化不大 溫度升高, 緩蝕效果添加。流動速度影響 增大流速, 緩蝕效率降低增大流速, 效率添加。增大流速,緩蝕率降低，詳細(xì)分析/其它要素。4緩蝕劑選用原那么 維護(hù)對象不同金屬資料選用不同緩蝕劑。 中性溶液, O2陰極復(fù)原為腐蝕的控制過程， 選用氧化

32、型或沉淀型緩蝕劑; 酸性溶液, H+陰極復(fù)原為腐蝕的控制過程， 選用吸附性緩蝕劑;堿性溶液, 易發(fā)生沉淀， 選用螯合劑, 如硅酸鹽等沉淀型緩蝕劑; 石油介質(zhì)環(huán)境, 油水共存， 選用水溶性/油溶性吸附型緩蝕劑; 大氣環(huán)境 ， 選用揮發(fā)性緩蝕劑, 如苯并三唑BAT等。 腐蝕環(huán)境 經(jīng)濟(jì)效益設(shè)備的維護(hù)價值緩蝕劑消耗費用適宜用于循環(huán)體系，緩蝕劑合理用量和投資 環(huán)境維護(hù) 緩蝕劑應(yīng)毒性小、無污染、不影響產(chǎn)質(zhì)量量，還要防止細(xì)菌繁衍。 2. 運用實例 油氣井， 煉油工業(yè)， 酸洗 化學(xué)工業(yè)， 循環(huán)冷卻水冷卻水 蛻變O2、菌、垢、離子循環(huán) Cr鹽 陽極抑制 聚磷酸鹽阻垢 硅酸鹽緩蝕 Zn鹽協(xié)同效應(yīng) 有機(jī)磷酸鹽穩(wěn)定劑

33、循環(huán)冷卻水緩蝕8.6外表維護(hù)性覆蓋層外表維護(hù)性覆蓋層外表維護(hù)性覆蓋層可防止金屬與腐蝕介質(zhì)直外表維護(hù)性覆蓋層可防止金屬與腐蝕介質(zhì)直接接觸接接觸,普遍采用普遍采用.外表維護(hù)性覆蓋層占腐蝕控制總投資的50%。金屬覆蓋層非金屬覆蓋層維護(hù)性覆蓋層根本要求： (1) 覆蓋層本身耐蝕、化學(xué)穩(wěn)定, 結(jié)合結(jié)實, 附著力好; (2) 覆蓋層致密, 孔隙率小; (3) 覆蓋層良好物理機(jī)械性能 (硬度、耐磨性); (4) 一定厚度和均勻性。 金屬涂覆層金屬涂覆層電鍍、熱鍍、滲鍍、噴鍍、化學(xué)鍍等。電鍍、熱鍍、滲鍍、噴鍍、化學(xué)鍍等。在化學(xué)工業(yè)設(shè)備防護(hù)在化學(xué)工業(yè)設(shè)備防護(hù)中襯里起到重要的作用，中襯里起到重要的作用，襯里襯里有

34、機(jī)資料有機(jī)資料(橡膠、塑料、玻璃鋼橡膠、塑料、玻璃鋼)和無機(jī)資料和無機(jī)資料(玻璃、耐蝕磚玻璃、耐蝕磚板、耐蝕巖板、石墨等板、耐蝕巖板、石墨等)。非金屬涂覆層非金屬涂覆層油基漆防銹漆、大漆、漆酚、酚醛、樹脂漆環(huán)氧、過油基漆防銹漆、大漆、漆酚、酚醛、樹脂漆環(huán)氧、過氯乙烯、瀝青、呋喃、聚胺基甲酚酯、無機(jī)富鋅漆、水基氯乙烯、瀝青、呋喃、聚胺基甲酚酯、無機(jī)富鋅漆、水基漆等。漆等。外表處置外表處置外表氧化、磷化、發(fā)黑、發(fā)蘭等化學(xué)處置，使外外表氧化、磷化、發(fā)黑、發(fā)蘭等化學(xué)處置，使外表構(gòu)成穩(wěn)定氧化膜層。經(jīng)電化學(xué)鈍化處置，使外表表構(gòu)成穩(wěn)定氧化膜層。經(jīng)電化學(xué)鈍化處置，使外表生成轉(zhuǎn)化膜層。生成轉(zhuǎn)化膜層。 物理氣相堆

35、積 ( PVD), 化學(xué)氣相堆積 ( CVD), 金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相堆積 (MOCVD), 等離子體輔助(PCVD), 激光化學(xué)氣相堆積 (LCVD) . 激光束、電子束、離子束等物理處置，使外表合金化層/離子注入, 防護(hù)外表處置，對資料改性優(yōu)化，只改動外表性質(zhì) (耐蝕,耐磨,美觀)，不改動資料體一樣部性質(zhì)，是提高資料耐腐蝕性很有效和經(jīng)濟(jì)的方法。1 1金屬覆蓋層金屬覆蓋層 (1) (1) 電鍍電鍍 以鍍件為陰極以鍍件為陰極, , 通電，使鍍液中金屬離子復(fù)原通電，使鍍液中金屬離子復(fù)原為金屬原子態(tài)為金屬原子態(tài), , 在鍍件外表析出在鍍件外表析出, , 構(gòu)成鍍層?？慑?nèi)魏谓饘俸蜆?gòu)成鍍層?？慑?nèi)魏?/p>

36、金屬和合金，電鍍層具有耐蝕和裝飾作用，如鋅鍍層廣泛用于資料防合金，電鍍層具有耐蝕和裝飾作用，如鋅鍍層廣泛用于資料防護(hù)，全世界鋅產(chǎn)量一半用于熱鍍鋅或電鍍鋅。鍍鎳層防護(hù)護(hù)，全世界鋅產(chǎn)量一半用于熱鍍鋅或電鍍鋅。鍍鎳層防護(hù)/ /裝飾裝飾功能。功能。 (2) 熱鍍 金屬制品浸入熔融金屬液中, 構(gòu)成覆蓋層(Al、Zn、Sn、Pb等)，熱鍍層厚度大，耐蝕。錫鍍層廣泛用于食品工業(yè), 全世界用量達(dá)每年數(shù)百噸；國外達(dá)每年100萬噸熱鍍鋁板規(guī)模。(3) 滲鍍 高溫下利用金屬原子分散, 外表構(gòu)成合金分散層(Si、Cr、Al、Ti、B、W、Mo等)。結(jié)合力好, 熱穩(wěn)定性高。(4) 噴鍍 利用火焰或電弧使金屬熔化, 借助

37、高壓空氣或維護(hù)氣氛放射到維護(hù)體外表構(gòu)成覆蓋層。主要有Al、Zn、Sn、Pb、不銹鋼、Cu等，噴鋁工業(yè)開展迅速，已成為重要的防護(hù)手段。(5) 化學(xué)鍍 利用置換反響或氧化/復(fù)原反響, 使金屬離子在外表復(fù)原為金屬覆蓋層，與電鍍相近, 但不需電源, 適用于構(gòu)造外形復(fù)雜的工件，如：Ni / P非晶合金異常耐蝕。陰極性覆蓋層 陽極性覆蓋層2. 2. 非金屬涂覆層非金屬涂覆層非金屬涂層在化工防腐中普遍運用。非金屬涂層在化工防腐中普遍運用。特點特點 施工簡便施工簡便, , 順應(yīng)性廣順應(yīng)性廣, , 重涂容易重涂容易, , 本錢、本錢、施工費用低。施工費用低。有機(jī)涂料有機(jī)涂料最重要非金屬涂覆層，利用有機(jī)涂料最重要

38、非金屬涂覆層，利用有機(jī)涂料的膠粘性和粘附性，在外表固化成薄覆蓋層，使金的膠粘性和粘附性，在外表固化成薄覆蓋層，使金屬屬( (資料資料) )與腐蝕環(huán)境隔離而起到防腐，開展迅猛。與腐蝕環(huán)境隔離而起到防腐，開展迅猛。1 1 涂層維護(hù)機(jī)理涂層維護(hù)機(jī)理阻撓作用高聚物構(gòu)造間隙平均直徑阻撓作用高聚物構(gòu)造間隙平均直徑10105 510107 7 cm, cm, 而而H2O, O2H2O, O2分子直徑為幾個埃分子直徑為幾個埃, , 涂料應(yīng)選用構(gòu)造涂料應(yīng)選用構(gòu)造致密成膜物質(zhì)和屏蔽大固體填料，添加涂覆層數(shù)和致密成膜物質(zhì)和屏蔽大固體填料，添加涂覆層數(shù)和厚度厚度, , 厚度為厚度為0.30.30.4mm0.4mm時時

39、, , 抗?jié)B大為提高?？?jié)B大為提高。電化學(xué)維護(hù)涂料內(nèi)活性填料如鋅電位較負(fù)電化學(xué)維護(hù)涂料內(nèi)活性填料如鋅電位較負(fù),可起犧牲陽極可起犧牲陽極維護(hù)作用維護(hù)作用,而鋅腐蝕產(chǎn)物又可填塞空隙而鋅腐蝕產(chǎn)物又可填塞空隙,腐蝕下降。腐蝕下降。緩蝕作用涂料內(nèi)組分如紅丹緩蝕作用涂料內(nèi)組分如紅丹,鉻鋅黃使金屬鈍化鉻鋅黃使金屬鈍化,或具緩蝕或具緩蝕劑作用。劑作用。 2 2涂層破壞方式涂層破壞方式 涂層存在各種缺陷涂層存在各種缺陷, , 引起金屬部分腐蝕引起金屬部分腐蝕, , 導(dǎo)致涂層鼓泡、剝離、零落等腐蝕破壞：導(dǎo)致涂層鼓泡、剝離、零落等腐蝕破壞： 涂層下殘堿涂層下殘堿, , 殘鹽或氧化物等使腐蝕發(fā)生殘鹽或氧化物等使腐蝕發(fā)

40、生而導(dǎo)致涂層零落而導(dǎo)致涂層零落; ; 介質(zhì)浸透到涂層下介質(zhì)浸透到涂層下, , 引起濃差電池引起濃差電池, , 腐蝕腐蝕使涂層破壞使涂層破壞; ; 涂層受水浸漬后吸收水分，體積添加涂層受水浸漬后吸收水分，體積添加, , 內(nèi)內(nèi)應(yīng)力使涂層鼓泡應(yīng)力使涂層鼓泡; ; 光照、溫度、化學(xué)介質(zhì)、磨損、機(jī)械損傷光照、溫度、化學(xué)介質(zhì)、磨損、機(jī)械損傷等引起涂層本身的破壞等引起涂層本身的破壞; ; 施工不當(dāng)而引起的破壞。施工不當(dāng)而引起的破壞。涂料主成膜物質(zhì)輔成膜物質(zhì)次成膜物質(zhì)填料油料和樹脂半干性油干性油天然/合成樹脂固化劑固化氧與油料不飽和雙鍵聚合而固化溶劑揮發(fā)固化聚乙烯、聚過氯乙烯等。環(huán)氧、酚醛、呋喃、聚脂等著色顏

41、料防銹顏料紅丹(Pb3O4)、鋅鉻黃、鋅粉、磷酸鹽等體質(zhì)顏料Fe2O3、鋁粉、有機(jī)鉻酸鹽等。各種溶劑、稀釋劑、催干劑、固化劑、防霧劑、增塑劑、觸變劑、緩蝕劑等。 4 4 涂料合理選用涂料合理選用 介質(zhì)環(huán)境環(huán)境條件與涂料適用范圍一致介質(zhì)環(huán)境環(huán)境條件與涂料適用范圍一致, , 思思索環(huán)境介質(zhì)酸堿性、氧化性、腐蝕性、溫度、光照等。索環(huán)境介質(zhì)酸堿性、氧化性、腐蝕性、溫度、光照等。 外表性質(zhì)針對不同維護(hù)對象基體性質(zhì)外表性質(zhì)針對不同維護(hù)對象基體性質(zhì), , 選擇選擇不同維護(hù)特性、粘合才干涂料。如酸固化涂料不能涂不同維護(hù)特性、粘合才干涂料。如酸固化涂料不能涂覆在易被酸腐蝕的鋼鐵外表，紅丹不能用于鋁、鋅外覆在易被酸腐蝕的鋼鐵外表，紅丹不