金属腐蚀第13章.

大气腐蚀与防锈 高温气体腐蚀及防护 土壤腐蚀与埋地金属管道保护 海水腐蚀与海洋设施的防护 工业建筑物的和构筑物的腐蚀与防护 循环冷却水的腐蚀与水质稳定技术 金属在某些环境中的腐蚀与防护 大气的腐蚀性 大气腐蚀的特点 大气腐蚀的影响因素 防锈 NEXT 大气腐蚀与防锈 土壤腐蚀的特点 埋地钢铁管道的保护 土壤腐蚀的几种常见形式 NEXT 土壤腐蚀与埋地金属管道保护 海水腐蚀 船舶和海洋设施的保护 NEXT 海水腐蚀与海洋设施的防护 高温气体腐蚀 高温气体腐蚀的防护 NEXT 高温气体腐蚀及防护 循环冷却水的腐蚀 循环冷却水 循环冷却水的结垢 水质稳定技术 NEXT 循环冷却水的腐蚀与水质稳定技术 建筑材料的腐蚀 建筑物和构筑物的防护 BACK 工业建筑物的和构筑物的腐蚀与防护 大气的近似组成(10oC，100KPa) 根据Meetham. 转引自Corrosion上卷P2.4 成 分克/米重量 成 分毫克/米重量ppm 空气 1172 100氖氖(Ne)1412 氮(N2)87975氪氪(Kr) 43 氧(O2)26923氦(He)0.80.7 氩氩(Ar)151.26氙(Xe)0.50.4 水蒸汽80.70氢氢(H2)0.050.04 二氧化碳 0.50.04 空气中氧的含量约23%，是大量的也是主要的 腐蚀剂，直接参与金属的腐蚀反应。 空气相对湿度对金属的大气腐蚀也有重要影响 。 (相对湿度 ：空气中水蒸气含量与同温度下饱和水蒸气含量的比 值的百分数)。 金属在某些环境中的腐蚀与防护 杂 质 典型浓度，微克/米 二氧化硫(SO2) 工业业区：冬天350，夏天100 农农村地区：冬天100，夏天40 二氧化硫(SO3)大约为约为 SO2含量的10 硫化氢氢(H2S) 工业业区：1.590 城市地带带：0.51.7 农农村地区：0.150.45 春季测测量数字 氨(NH3) 工业业区：4.8 农农村地区：2.1 氯氯化物 (空气样样品) 内地工业业区：冬天4.8，夏天2.7 沿海农农村区：年平均5.4 氯氯化物 (雨水样样品) 内地工业业区：冬天7.9，夏天5.3 沿海农农村区：冬天57，夏天18 毫克/升 尘尘粒 工业业区：冬天250，夏天100 农农村地区：冬天60，夏天15 大气的次要成分(杂质) 根据Meetham. 转引自Shreired. Corrosion 当空气湿度达到100%，形成肉眼可见的水膜； 当空气的相对湿度低于100%，金属表面也可能形成 水膜，原因是： 由于金属表面上形成的水膜并不是纯净的水，形成电解 质溶液。因此，大气腐蚀属于电化学腐蚀范畴。 毛细凝聚化学凝聚吸附凝聚 金属在某些环境中的腐蚀与防护 毛细细管半 径 Ao 冷疑时时相对对湿 度 % 毛细细管半 径 Ao 冷疑时时相对对湿 度 % 360 94 47 98 90 80 30 21 15 70 60 50 构件中的狭缝 金属表面上的灰尘 腐蚀产物中的细孔 大气腐蚀条件下水汽毛细凝聚的可能中心 毛细管半径与水汽冷疑所需相对湿度的关系 溶液中的盐盐相对对湿度%溶液中的盐盐相对对湿度% 硫酸铜铜 硫酸钾钾 硫酸钠钠 碳酸钠钠 硫酸亚铁亚铁 硫酸锌锌 硫酸镐镐 氯氯化钾钾 硫酸铵铵 98 98 93 92 92 90 89 86 81 氯氯化铵铵 氯氯化钠钠 氯氯化亚铜亚铜 氯氯化亚铁亚铁 氯氯化镍镍 碳酸钾钾 氯氯化镁镁 氯氯化钙钙 氯氯化锌锌 80 76 68 56 54 44 34 32 10 与饱和盐溶液平衡的空气相对湿度( 20oC ) (根据ToMaWoB.OBrient等) 吸附水膜厚度与空气相对湿度的关系(洁净的细磨过的铁表面) 100 80 60 40 20 0 50 60 70 80 90 100 相对湿度% 分子层数 BACK :干的大气腐蚀 =10100Å :潮的大气腐蚀 =100Å 1m :湿的大气腐蚀 =1 m1mm :全浸, 1mm 大气腐蚀 速度 水膜厚度 大气腐蚀的类型 干的大气腐蚀：空气十分干燥，金属表面上不存在水 膜,金属的腐蚀属于常温氧化。 潮的大气腐蚀：Rh0.750.75-0.1 0.1-0.05 0.05-0.01 66-33-22-15020-503520-305020-50 10-207-10 10020-100 10-205-10 6045-6020-45100 50-10020-50 0，结垢型水； LSI 0，腐蚀型水。 循环冷却水，LSI控制在0.5 2.5(最好在1左右)。 注：(pH)S表示在水的使用温度下，当CaCO3和Ca(HCO3) 2之间反应 达到平衡时水的pH值 (pH)a表示该温度下水的实际pH值。 为了解决循环冷却水的腐蚀、结垢和微生物危害三 个方面的问题，需要加入具有缓蚀、阻垢和杀菌几种功 能的化学药剂。所用药剂称为水处理剂或水质稳定剂。 （1）缓蚀剂 在近中性的循环冷却水中，缓蚀剂的作用在于组成 或稳定金属表面的保护膜。常用的缓蚀剂有： 水质稳定剂 铬酸盐：属钝化剂，效果极好，但毒性大。 聚磷酸盐：属沉淀型缓蚀剂，常用三聚磷酸钠和六偏 磷钠，需要有一定浓度的溶解氧和钙离子。 锌盐：常用硫酸锌，属阴极型缓蚀剂。一般与铬酸盐或 聚磷酸盐联合使用。 硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐：它们无毒或低毒，不造成环 境污染问题。但效果不够好，成本较高。 有机膦酸盐：既是缓蚀剂，又是阻垢剂 。 巯基苯并噻唑(MTB)和苯并三氮唑(BTA)。是铜和铜合金 的有效缓蚀剂。 常用的缓蚀剂 （2）阻垢剂 阻垢剂起分散作用，以阻止传热面上结垢。常有： 天然聚合物，如璜化木质素，丹宁。 合成聚合物，如聚丙烯酸 、聚马来酸 ； 有机膦酸盐，既有缓蚀作用又有极好阻垢作用的化学 药剂。如羟基乙叉二磷酸(HEDP) (3)杀菌(或称杀生)剂 氯气应用广泛，杀菌效果好，价格低。 Cl2 + H2O = HCl O+ HCl 其他杀菌剂还有：次氯酸钠，漂白粉，氯酚类， 季铵盐有机锡化合等。在高pH值和含氨等污染物的水 中，二氧化氯的杀菌效果也很好。 (1)清洗 目的是除去设备表面油污，锈皮，使表面清洁，为 预膜作好准备。 (2)预膜 按预膜配方投入缓蚀剂，循环一定时间，作用是迅 速形成一层均匀而致密的保护性薄膜。成膜后即可采用常 规计量操作 。 (3)常规处理，常规剂量加入缓蚀剂,阻垢剂,杀菌剂。 水质稳定工艺 BACK 建筑材料的腐蚀 建筑物和构筑物的防护 BACK 金属在某些环境中的腐蚀与防护