金属在某些环境中的腐蚀与防护.ppt

7.1 大气腐蚀大气腐蚀7.2 土壤腐蚀土壤腐蚀7.3 海水腐蚀海水腐蚀 第七章第七章 金属在某些环境中的腐蚀金属在某些环境中的腐蚀■ ■ 大气的腐蚀性大气的腐蚀性■ 大气腐蚀的特点大气腐蚀的特点■ 大气腐蚀的影响因素大气腐蚀的影响因素■ 防锈防锈大气腐蚀■ 土壤腐蚀的特点土壤腐蚀的特点■ 埋地钢铁管道的保护埋地钢铁管道的保护■ 土壤腐蚀的几种常见形式土壤腐蚀的几种常见形式 土壤腐蚀■ 海水腐蚀海水腐蚀■ 船舶和海洋设施的保护船舶和海洋设施的保护 海水腐蚀7.1 7.1 大气腐蚀大气腐蚀成成 分分克克/米米３３重量％重量％成成 分分毫克毫克/米米３３重量重量ppm空气空气1172100氖氖(Ne)1412氮氮(N2)87975氪氪(Kr)43氧氧(O2)26923氦氦(He)0.80.7氩氩(Ar)151.26氙氙(Xe)0.50.4水蒸汽水蒸汽80.70氢氢(H2)0.050.04二氧化碳二氧化碳 0.50.04大气的近似组成大气的近似组成(10(10o oC C，，100KPa)100KPa)　　　　空空气气中中氧氧的的含含量量约约23%23%，，是是大大量量的的也也是是主主要要的的腐腐蚀剂，直接参与金属的腐蚀反应。

蚀剂，直接参与金属的腐蚀反应　　空气　　空气相对湿度相对湿度对金属的大气腐蚀也有重要影响对金属的大气腐蚀也有重要影响　　　　( (相相对对湿湿度度 ：：空空气气中中水水蒸蒸气气含含量量与与同同温温度度下下饱饱和和水蒸气含量的比值的百分数水蒸气含量的比值的百分数) ) 杂杂 质质 典型浓度，微克典型浓度，微克/ /米米３３二氧化硫二氧化硫(SO2)工业区：冬天工业区：冬天350，夏天，夏天100农村地区：冬天农村地区：冬天100，夏天，夏天40二氧化硫二氧化硫(SO3)大约为大约为SO2含量的含量的10％％硫化氢硫化氢(H2S)工业区：工业区：1.5~90　　　　城市地带：城市地带：0.5~1.7农村地区：农村地区：0.15~0.45春季测量数字春季测量数字氨氨(NH3)工业区：工业区：4.8　　　　　　　　　　　　　　　　　　农村地区：农村地区：2.1氯化物氯化物(空气样品空气样品)内地工业区：冬天内地工业区：冬天4.8，夏天，夏天2.7沿海农村区：年平均沿海农村区：年平均5.4氯化物氯化物(雨水样品雨水样品)内地工业区：冬天内地工业区：冬天7.9，夏天，夏天5.3沿海农村区：冬天沿海农村区：冬天57，夏天，夏天18毫克毫克/升升尘粒尘粒工业区：冬天工业区：冬天250，夏天，夏天100农村地区：冬天农村地区：冬天60，夏天，夏天15大气的次要成分大气的次要成分( (杂质杂质) )　　 当空气湿度达到当空气湿度达到100%100%，形成肉眼可见的水膜；，形成肉眼可见的水膜；　　　　当当空空气气的的相相对对湿湿度度低低于于100%100%，，金金属属表表面面也也可可能能形形成成水膜，水膜，原因是：原因是： 由由于于金金属属表表面面上上形形成成的的水水膜膜并并不不是是纯纯净净的的水水，，形形成成电电解解质溶液。

因此，大气腐蚀属于电化学腐蚀范畴因此，大气腐蚀属于电化学腐蚀范畴 毛细凝聚毛细凝聚化学凝聚化学凝聚 吸附凝聚吸附凝聚毛细管半径毛细管半径Ao冷疑时相对湿度冷疑时相对湿度%毛细管半径毛细管半径 Ao冷疑时相对湿度冷疑时相对湿度%3609447989080302115706050构件中的狭缝构件中的狭缝金属表面上的灰尘金属表面上的灰尘腐蚀产物中的细孔腐蚀产物中的细孔大气腐蚀条件下大气腐蚀条件下水汽毛细凝聚水汽毛细凝聚的可能中心的可能中心毛细管半径与水汽冷疑所需相对湿度的关系毛细管半径与水汽冷疑所需相对湿度的关系溶液中的盐溶液中的盐相对湿度相对湿度%溶液中的盐溶液中的盐相对湿度相对湿度%硫酸铜硫酸铜硫酸钾硫酸钾硫酸钠硫酸钠碳酸钠碳酸钠 硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸锌硫酸锌 硫酸镐硫酸镐 氯化钾氯化钾 硫酸铵硫酸铵989893929290898681氯化铵氯化铵氯化钠氯化钠氯化亚铜氯化亚铜氯化亚铁氯化亚铁 氯化镍氯化镍 碳酸钾碳酸钾 氯化镁氯化镁 氯化钙氯化钙 氯化锌氯化锌807668565444343210与饱和盐溶液平衡的空气相对湿度与饱和盐溶液平衡的空气相对湿度( 20( 20o oC )C )吸附水膜厚度与空气相对湿度的关系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洁净的细磨过的铁表面) )Ⅰ:干干大气腐蚀大气腐蚀 δ=10~100ÅⅡ:潮潮大气腐蚀大气腐蚀 δ=100Å ~1ųmⅢ:湿湿大气腐蚀大气腐蚀 δ=1 ųm~1mmⅣ:全浸全浸, δ>1mm大大气气腐腐蚀蚀速速度度水膜厚度水膜厚度δⅣⅢⅠⅡ■■大气腐蚀的类型大气腐蚀的类型干大气腐蚀：干大气腐蚀：空气十分干燥，金属表面上不存在水空气十分干燥，金属表面上不存在水 膜膜,金属的腐蚀属于常温氧化。

金属的腐蚀属于常温氧化 潮大气腐蚀：潮大气腐蚀：Rh<100%，在金属表面上存在肉眼，在金属表面上存在肉眼 不可见的薄液膜不可见的薄液膜,随水膜厚度增加随水膜厚度增加,V-迅速增大迅速增大湿大气腐蚀：湿大气腐蚀：Rh≈100%，金属表面上形成肉眼可，金属表面上形成肉眼可 见的水膜，随水膜厚度增加，见的水膜，随水膜厚度增加， V-逐渐减小逐渐减小 ■■大气腐蚀的特点　大气腐蚀的特点　　　　　氧氧分分子子还还原原反反应应速速度度较较大大，，成成为为主主要要的的阴阴极极过过程程即即使使液液膜膜呈呈酸酸性性，，氧氧分分子子还还原原反反应应仍仍占占阴阴极极过过程程的的主主要要地位地位；；　　　　在在薄薄的的液液膜膜下下氧氧容容易易到到达达金金属属表表面面，，有有利利于于金金属属钝钝化化；；潮潮的的大大气气腐腐蚀蚀受受阳阳极极极极化化控控制制，，湿湿的的大大气气腐腐蚀蚀受受阴阴极极化控制；极极化控制；　　此外，腐蚀产物的性质对大气腐蚀过程有重要影响　　此外，腐蚀产物的性质对大气腐蚀过程有重要影响 析析出出H2或或吸吸收收O2的的体体积积(cm3/dm2) 镁在全浸，蒸镏水薄膜和洁净大气条件下腐蚀时的氢去极化及氧去极化镁在全浸，蒸镏水薄膜和洁净大气条件下腐蚀时的氢去极化及氧去极化 全浸全浸 薄水膜薄水膜 大气腐蚀大气腐蚀 氧去极化氧去极化 氢去极化氢去极化(根据根据ToMawoB) 50 100 150 2003020101(根据根据 Po3eHΦe∧∧b4)氧氧扩扩散散层层厚厚度度(ų)氧氧还还原原反反应应速速度度(mA/cm2) 水膜厚度水膜厚度( (ų) ) （铜表面上）（铜表面上）1.21.00.80.60.40.2 0 0 200 400 600180150120906030021大气腐蚀的影响因素大气腐蚀的影响因素 （（1 1）气候条件：）气候条件：湿度、降水量、温度湿度、降水量、温度 、日照量；、日照量； （（2 2）大气污染物质：）大气污染物质：　　　　SO2 ：能强烈促进钢铁的大气腐蚀：能强烈促进钢铁的大气腐蚀 　　盐粒：溶解于金属表面水膜，增加吸湿性和导电性，　　盐粒：溶解于金属表面水膜，增加吸湿性和导电性， 氯离子还具有强腐蚀性。

氯离子还具有强腐蚀性　　烟尘：烟尘落在金属表面，能吸附腐蚀性物质，或　　烟尘：烟尘落在金属表面，能吸附腐蚀性物质，或 者在金属表面上形成缝隙，增加水汽凝聚者在金属表面上形成缝隙，增加水汽凝聚 铁的大气腐蚀铁的大气腐蚀(大气中含大气中含0.01%SO2)暴露暴露55天的结果天的结果相对湿度相对湿度(%) 12010080604020(mg/dm2)腐蚀增重腐蚀增重20 40 60 80 1000抛光钢试样大气腐蚀（空气中杂质）抛光钢试样大气腐蚀（空气中杂质）(mg/dm2)腐蚀增重腐蚀增重相对湿度相对湿度 (%)E: 烟尘颗粒烟尘颗粒 +0.01%SO2D: 硫铵颗粒硫铵颗粒 +0.01%SO2C: 无颗粒无颗粒 +0.01%SO2 B: 硫铵颗粒硫铵颗粒 无无SO2 A: 纯净空气纯净空气12080400 30 50 60 80 90 99EDCBASO2对钢铁大气腐蚀的影响对钢铁大气腐蚀的影响(根据根据Evans)1 2 4 8 16时间时间( (天天) ) 90.0 67.5 45.0 22.5 0-22.5-45.0-67.5-90.0-112.5重重量量变变化化mg222BAAB曲线曲线A:暴露到不暴露到不 含含SO2湿空气中湿空气中;曲线曲线B:暴露到含暴露到含 SO2 空气中空气中;SO2对钢铁大气腐蚀的影响对钢铁大气腐蚀的影响(根据根据Evans)1 2 4 8 16 时间时间( (天天) )32222222222C CD DD DC C防锈防锈　　　　各各种种金金属属耐耐大大气气腐腐蚀蚀性性能能：：普普通通碳碳钢钢在在潮潮湿湿和和污污染染大大气气中中很很容容易易生生锈锈，，须须使使用用油油漆漆涂涂料料之之类类的的覆覆盖盖层层进进行行保保护护。

含含铜铜、、磷磷、、铬铬、、镍镍的的低低合合金金钢钢有有良良好好的的耐耐大大气气腐腐蚀蚀性性能能当当大大气气污污染染严严重重时时，，不不含含钼钼的的奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢也也会会产产生生锈锈点点有有色色金金属属铝铝、、铜铜、、铅铅、、锌锌有有良良好好耐耐大大气气腐腐蚀性能，但当存在污染物质时，腐蚀速度增大蚀性能，但当存在污染物质时，腐蚀速度增大　金　　属　金　　属工业大气工业大气 海洋大气海洋大气 农村大气农村大气　铝　铝　铜　铜　铅　铅　锡　锡　镍　镍　锌　锌(99.9%)　锌　锌(99.００%) 碳钢碳钢低合金钢低合金钢(4Cu,1.1Cr,0.16P) 0.813 1.19 0.432 1.19 3.25 5.13 4.90 9.65 1.02 0.71 1.32 0.406 2.31 0.102 1.60 1.75 — — 0.0254 0.584 0.483 0.457 0.152 0.864 1.07 — —部分金属大气腐蚀速度部分金属大气腐蚀速度（（mm/y））涂料和金属镀层涂料和金属镀层　　对于机器设备和管道的外表面，构件和建筑物，最　　对于机器设备和管道的外表面，构件和建筑物，最常用的防锈方法是油漆涂料覆盖层。

常用的防锈方法是油漆涂料覆盖层　　　　化工大气防腐蚀涂料化工大气防腐蚀涂料：各种环氧树脂漆、过氯乙烯：各种环氧树脂漆、过氯乙烯漆、乙烯漆、有机硅耐热漆、铝粉漆、聚氨酯漆等漆、乙烯漆、有机硅耐热漆、铝粉漆、聚氨酯漆等　　　　金属镀层用得较多的是金属镀层用得较多的是钢管和部件镀锌、镉和铬钢管和部件镀锌、镉和铬 金属制品在加工贮存和运输中的防锈金属制品在加工贮存和运输中的防锈(1)(1)降低空气湿度降低空气湿度 (2)(2)暂时性防锈层暂时性防锈层 　　　　“暂暂时时”并并不不是是指指时时间间短短，，而而是是指指金金属属制制品品在在连连续续加加工或使用时可以顺利地将防锈材料除去工或使用时可以顺利地将防锈材料除去　　　　常常见见的的防防锈锈材材料料：：防防锈锈水水 、、防防锈锈切切削削液液 、、防防锈锈油油和防锈脂和防锈脂 、防锈塑料、防锈塑料 、、 气相缓蚀剂气相缓蚀剂(记为记为VPI或或VCI) 名称名称配方配方　　使用使用 903(FZ-4)防锈脂防锈脂（热涂型）　（热涂型）　石油磺酸钡石油磺酸钡 10%司本司本80 　　 4.5%工业凡士林　工业凡士林　85.5%轴轴承承、、工工具具、、机机械械室室内内封封存防锈；存防锈； 特封特封-24薄层防锈油薄层防锈油苯并三氮唑苯并三氮唑 0.3%石油磺酸钡石油磺酸钡 5%环烷酸锌环烷酸锌 1%羊毛脂羊毛脂 2%磷酸三丁酯磷酸三丁酯 2%22 号透平油　号透平油　 余量余量钢钢、、铜铜及及其其合合金金、、镀镀锌锌层层、、镀镀隔隔层层法法兰兰件件，，硅硅钢钢片片、、铝铝等等组组合合件件组组成成的的仪仪器器、、仪表的库存及长期封存。

仪表的库存及长期封存662-B 防锈油　防锈油　石油磺酸钡石油磺酸钡 2%氧化石油脂氧化石油脂 1%苯甲酸丁酯　苯甲酸丁酯　 1%变压器油　　变压器油　　 余量余量精密仪表轴承的防锈封存精密仪表轴承的防锈封存几种几种防锈油防锈油( (脂脂) )的配方及使用的配方及使用两种两种防锈纸防锈纸的配方及使用的配方及使用　名称名称配方配方使用使用01号气相防锈纸号气相防锈纸尿素尿素 30%苯甲酸钠苯甲酸钠 20%亚硝酸钠亚硝酸钠 30%蒸馏水蒸馏水 160% 涂布量涂布量7~10g/m2用用于于钢钢铁铁、、发发蓝蓝件件、、铝铝合合金金的的防防锈封存锈封存9号气相防锈纸号气相防锈纸苯并三氮唑苯并三氮唑 50%乌各托品乌各托品 33%苯甲酸铵苯甲酸铵 17%蒸馏水蒸馏水 300%涂涂布布量量7~10g/m2用用于于钢钢铁铁、、铜铜及及铜铜合合金金、、铝铝合合金金镀锌、镀隔件镀锌、镀隔件 7.2 土壤腐蚀　　　　(1)(1)土壤土壤是土粒、水和空气的混合物是土粒、水和空气的混合物。

由于水中溶由于水中溶有各种盐类，故有各种盐类，故土壤是一种腐蚀性电解质土壤是一种腐蚀性电解质，金属在土，金属在土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀壤中的腐蚀属于电化学腐蚀 　　　　(2)土壤是土壤是多相结构多相结构，，含有多种无机和有机物质含有多种无机和有机物质，，这些物质的种类和含量既影响这些物质的种类和含量既影响土壤的酸碱性土壤的酸碱性，又影响，又影响土壤的导电性土壤的导电性土壤是不均匀的土壤是不均匀的，长距离地下管道和，长距离地下管道和大尺寸地下设施，其各个部位接触的土壤的结构和性大尺寸地下设施，其各个部位接触的土壤的结构和性质变化大质变化大还有大量微生物还有大量微生物，对金属腐蚀起加速作用对金属腐蚀起加速作用 　　　　(3) (3) 影响土壤腐蚀性的主要因素影响土壤腐蚀性的主要因素 　　　　 含水量含水量既影响土壤导电性又影响含氧量氧的含既影响土壤导电性又影响含氧量氧的含量对金属的土壤腐蚀有很大影响量对金属的土壤腐蚀有很大影响　　土壤愈干燥，　　土壤愈干燥，含盐量含盐量愈少，土壤愈少，土壤电阻率电阻率愈大；土壤愈大；土壤愈潮湿，含盐量愈多，土壤电阻率就愈小，随电阻率减愈潮湿，含盐量愈多，土壤电阻率就愈小，随电阻率减小，土壤腐蚀性增强。

小，土壤腐蚀性增强 　　　　pH值值愈低，土壤腐蚀性愈强愈低，土壤腐蚀性愈强 极强极强强强中中弱弱极弱极弱土壤土壤电阻率电阻率( ( m)m) <1010-2525-50 50-100>100土壤土壤含盐量含盐量(%)(%)>0.750.75-0.1 0.1-0.05 0.05-0.01 <0.01土壤土壤含水量含水量(%)(%)12-2512-1010-77-3<325-3030-40>40土壤土壤 PH PH 值值<4.54.5-5.55.5-77-8.5>8.5电解失重电解失重(g/24hr)(g/24hr)>66-33-22-1<1土壤腐蚀性划分标准土壤腐蚀性划分标准 低低较低较低中等中等较高较高高高特高特高中国中国>5020-50<20英国英国>3520-30<15美国美国>5020-50 10-207-10 <7 原苏联原苏联>10020-100 10-205-10 <5日本日本>6045-6020-45<20法国法国>100 50-10020-50<20电阻率电阻率( (  m) m)判断土壤腐蚀性判断土壤腐蚀性(1)(1)阴极过程阴极过程 　　　　主主要要是是氧氧分分子子还还原原反反应应。

土土壤壤的的结结构构和和湿湿度度(透透气气性性)决定了氧的输送速度，从而决定了阴极反应速度决定了氧的输送速度，从而决定了阴极反应速度 (2)(2)阳极过程阳极过程 　　　　在在中中性性和和碱碱性性土土壤壤中中，，腐腐蚀蚀产产物物与与土土壤壤粘粘结结在在一一起起，，形形成成一一种种紧紧密密层层，，使使阳阳极极过过程程受受到到阻阻碍碍，，对对金金属属起到保护作用起到保护作用 土壤腐蚀的特点(3)(3)控制特征控制特征　　　　对对微微电电池池腐腐蚀蚀，，a) 在在干干燥燥疏疏松松土土壤壤中中，，氧氧易易透透过过，，阴阴极极反反应应易易进进行行，，而而铁铁转转变变为为钝钝态态，，阳阳极极反反应应阻阻力力大大，，故故腐腐蚀蚀属属于于阳阳极极极极化化控控制制b) 在在大大多多数数土土壤壤中中，，氧氧的的输输送比较困难，阴极反应阻力大，送比较困难，阴极反应阻力大，腐蚀属阴极极化控制腐蚀属阴极极化控制 　　　　对对大大电电池池腐腐蚀蚀，，如如果果阴阴极极区区与与阳阳极极区区距距离离较较远远，，欧欧姆姆电电阻阻有有重重要要作作用用，，腐腐蚀蚀过过程程属属于于阴阴极极极极化化和和欧欧姆姆电电阻阻混合控制混合控制。

 I E(I)ca(II) I EcaIRlc(III) I Ea（（I）大多数土壤中微电池腐蚀（阴极控制）；）大多数土壤中微电池腐蚀（阴极控制）；（（II）疏松干燥土壤中微电池腐蚀（阳极控制）；）疏松干燥土壤中微电池腐蚀（阳极控制）；（（III）长距离大电池腐蚀（阴极和欧姆电阻控制）；）长距离大电池腐蚀（阴极和欧姆电阻控制）；　　 （（1 1）全面腐蚀）全面腐蚀 　　　　对对于于小小金金属属制制品品，，主主要要是是全全面面腐腐蚀蚀对对于于大大型型设设备，备，长距离管道长距离管道，以大电池造成的局部腐蚀为主以大电池造成的局部腐蚀为主 （（2 2）氧浓差电池腐蚀）氧浓差电池腐蚀 　　　　富富氧氧区区和和贫贫氧氧区区接接触触的的金金属属部部分分组组成成氧氧浓浓差差电电池池，，富富氧氧区区接接触触的的金金属属表表面面为为阴阴极极；；贫贫氧氧区区接接触触的的金金属属表表面为阳极面为阳极 土壤腐蚀的几种常见形式富富氧氧区区阳阳极极极极化化曲曲线线较较陡陡，，Pa较较大大，，因因而而贫氧区贫氧区腐蚀电流较大腐蚀电流较大。

粘土粘土 ( (贫氧区贫氧区) )砂土砂土( (富氧区富氧区) )阴极阴极阳极阳极埋地钢管埋地钢管地面地面 土壤中构成氧浓差电池的一种情况土壤中构成氧浓差电池的一种情况氧浓差电池腐蚀氧浓差电池腐蚀(钢铁钢铁)ELog i（（3 3）杂散电流腐蚀）杂散电流腐蚀　　　　杂杂散散电电流流是是指指直直流流电电源源设设备备漏漏电电进进入入土土壤壤产产生生的的电电流流，，对对地地下下管管道道、、贮贮罐罐、、电电缆缆等等金金属属设设施施，，造造成成严严重的腐蚀破坏重的腐蚀破坏　　　　杂杂散散电电流流流流出出的的部部位位成成为为腐腐蚀蚀电电池池的的阳阳极极区区，，金金属发生氧化反应转变为离子进入土壤属发生氧化反应转变为离子进入土壤 　　　　腐腐蚀蚀掉掉的的金金属属量量和和流流过过的的杂杂散散电电流流的的电电量量成成正正比比 ，按法拉弟电解定律进行估算按法拉弟电解定律进行估算 电车轨道漏出的电车轨道漏出的杂散电流杂散电流对土壤中钢铁管道的腐蚀作用图对土壤中钢铁管道的腐蚀作用图　轨道轨道　架空线　＋架空线　＋　电车电车电流流出电流流出阳极区域（严重腐蚀）阳极区域（严重腐蚀）　　 阴极区域阴极区域　　土壤土壤钢管钢管 (4)(4)细菌腐蚀或微生物腐蚀细菌腐蚀或微生物腐蚀(MIC)(MIC)　　　　有的细菌的生命活动的有的细菌的生命活动的代谢产物代谢产物具有很强的腐蚀性。

具有很强的腐蚀性　　　　有有的的细细菌菌的的生生命命活活动动能能促促进进金金属属腐腐蚀蚀的的阴阴极极反反应应，，影影响电极反应动力学过程响电极反应动力学过程 　　　　有有的的细细菌菌活活动动改改变变了了金金属属周周围围的的环环境境条条件件，，如如氧氧浓浓度度，，盐浓度，盐浓度，pH值，增加土壤的不均匀性值，增加土壤的不均匀性 　　　　有有的的细细菌菌活活动动能能破破坏坏金金属属表表面面保保护护性性覆覆盖盖层层的的稳稳定定性性，，或使缓蚀剂分解或使缓蚀剂分解失效 土壤腐蚀中常见的细菌土壤腐蚀中常见的细菌　　　　硫硫氧氧化化菌菌 ：：与与腐腐蚀蚀有有关关的的硫硫氧氧化化菌菌主主要要是是硫硫杆杆菌菌属属的的细细菌菌，，包包括括氧氧化化硫硫杆杆菌菌，，排排硫硫杆杆菌菌和和水水泥泥崩崩解解硫硫杆杆菌菌它们属于它们属于喜氧性细菌喜氧性细菌，在有氧的条件下才能生存在有氧的条件下才能生存 　　　　硫硫酸酸盐盐还还原原菌菌(SRB)(SRB)：： 属属厌厌氧氧性性细细菌菌，，在在缺缺氧氧条条件件下下才能生存在缺氧的中性土壤中，腐蚀过程是很难进行才能生存在缺氧的中性土壤中，腐蚀过程是很难进行 总反应：总反应：4Fe+SO42⁻+4H2O→ FeS+3Fe(OH)2+2OH⁻硫酸盐还原菌腐蚀图解硫酸盐还原菌腐蚀图解8H2O → 8OH⁻+8H+ → 8H+6OH⁻+2OH⁻SO42-→ S2⁻+4O8H+4O → 4H2OFeSFe2+3Fe2+3Fe(OH)₂6OH⁻S2⁻硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌软钢的阳极和阴极极化曲线（软钢的阳极和阴极极化曲线（3030ºC C））左：阳极室无菌左：阳极室无菌，阴极室不接种去磺弧菌，阴极室不接种去磺弧菌(D.desulfuricans)右：阴极室无菌右：阴极室无菌，阴极室不接种去磺弧菌，阴极室不接种去磺弧菌(D.desulfuricans)E(V)E(V)-0.2-0.4-0.6-0.810d2d3d0 50 100开始开始10d开始开始-0.2-0.4-0.6-0.810 d7d3d0 50 100开始开始10d开始开始i (mA/cm²)E(V)E(V)i (mA/cm²)（（1 1）减小土壤的腐蚀性）减小土壤的腐蚀性 　　　　加强排水，保持土壤干燥。

在酸性土壤地段，可以加强排水，保持土壤干燥在酸性土壤地段，可以在钢管周围填充石灰石碎块在埋置管道时用腐蚀性较在钢管周围填充石灰石碎块在埋置管道时用腐蚀性较小的土壤回填小的土壤回填 2 2）覆盖层保护）覆盖层保护 　　　　石油沥青层有良好的防水性和耐蚀性氧煤焦沥青石油沥青层有良好的防水性和耐蚀性氧煤焦沥青耐蚀性很好，但毒性大耐蚀性很好，但毒性大 塑料粘结带适宜长距离管道塑料粘结带适宜长距离管道的现场机械化施工，但费用较高的现场机械化施工，但费用较高 埋地钢铁管道的保护（（3 3）阴极保护和涂料联合）阴极保护和涂料联合　　　　阴极保护和涂料联合是保护地下钢铁管道最经济有效阴极保护和涂料联合是保护地下钢铁管道最经济有效的方法的方法　　地下管道的阴极保护可采用牺牲阳极保护法，也可以　　地下管道的阴极保护可采用牺牲阳极保护法，也可以采用外加电流保护法采用外加电流保护法 　　外加电流法阴极保护系统对其他地下管道　　外加电流法阴极保护系统对其他地下管道(以及其他设以及其他设施施)的干扰的干扰——杂散电流腐蚀杂散电流腐蚀(c)(c)电流通过绝缘法兰外的土壤电流通过绝缘法兰外的土壤或管道内的电解液流通或管道内的电解液流通　　　　　　　　　绝缘法兰　　　　绝缘法兰　未保护管段　　　被保护管段未保护管段　　　被保护管段(a)(a)未保护管道近阳极并未保护管道近阳极并与被保护管道交叉与被保护管道交叉未保护未保护管道　　　　　　　　　　管道　　　　　　　　　　被保护管道被保护管道阳极阳极＋电源－＋电源－(b)(b)两条交叉的管道分别靠两条交叉的管道分别靠近阳极和被保护设备近阳极和被保护设备＋电源－＋电源－被保护被保护贮罐贮罐阳极阳极未保护未保护管道　　　　　　　　管道　　　　　　　　未保护未保护管道　　　　　　　　　　管道　　　　　　　　　　阴极保护系统产生的阴极保护系统产生的杂散电流对其他设备的干拢腐蚀杂散电流对其他设备的干拢腐蚀控制杂散电流的方法控制杂散电流的方法　　(1) 直流电源要加强绝缘，不使电流流入土壤。

直流电源要加强绝缘，不使电流流入土壤 　　(2) 改善管道绝缘质量改善管道绝缘质量 　　(3) 将将受受干干扰扰的的管管道道与与被被保保护护管管道道连连接接起起来来，，共共同同保保 护 　　(4) 在在多多管管道道地地区区，，最最好好采采用用多多个个阳阳极极站站，，每每个个站站的保的保护电流较小，以缩小保护电流范围护电流较小，以缩小保护电流范围 　　(5) 采用深井阳极采用深井阳极　　(6) 采取排流措施采取排流措施 防止杂散电流腐蚀防止杂散电流腐蚀的排流保护法的排流保护法铁轨铁轨A排流点排流点(B)(B)极化排流极化排流保险丝保险丝整流整流元件元件秩轨接地阳极(C)(C)接地式排流接地式排流铁轨铁轨A排流点排流点R R(A)(A)简单排流简单排流保险丝保险丝7.3 海水腐蚀　　　　海海水水近近似似看看做做3%3%或或3.5%3.5%的的氯氯化化钠钠溶溶液液几几乎乎含含有有地地壳壳中中所所有有的的自自然然状状态态的的元元素素海海水水中中含含氧氧量量大大，，表表层层海海水水可可以认为被氧饱和，随温度变化，氧含量在以认为被氧饱和，随温度变化，氧含量在5 ~ 10mg/L范围。

范围 pH：：7.2   8.6，呈微碱性呈微碱性 温度温度：： –2 ~ 35 C　　　　导电导电性强 　　　　海水的组成和性质 离子离子浓度浓度0/00 离子离子浓度浓度0/00Cl- SO42-HCO3-Br-F-BO3-18.982.650.140.090.0020.3Na+Mg2+Ca2+K+Sr2+0.561.2720.400.880.01海水的海水的主要成分主要成分海水流速海水流速m/s 腐蚀率腐蚀率g/m2●hr海水流速海水流速m/s 腐蚀率腐蚀率g/m2●hr01.530.1250.460.67 4.5 6 7.5 0.75 0.79 0.81碳钢腐蚀率碳钢腐蚀率与与海水流速海水流速的关系的关系 　　由由于于海海水水导导电电性性好好，，腐腐蚀蚀电电池池的的欧欧姆姆电电阻阻很很小小，，因因此此异金属接触能造成阳极性金属异金属接触能造成阳极性金属发生显著的电偶腐蚀破坏发生显著的电偶腐蚀破坏 　　海水中含　　海水中含大量氯离子大量氯离子，容易造成，容易造成金属钝态局部破坏金属钝态局部破坏碳碳钢钢在在海海水水中中发发生生吸吸氧氧腐腐蚀蚀，，凡凡是是使使氧氧极极限限扩扩散散电电流流密密度度增大的因素，如流速增大，都会使碳钢腐蚀速度增大。

增大的因素，如流速增大，都会使碳钢腐蚀速度增大 　　　　海海洋洋环环境境的的腐腐蚀蚀分分为为几几个个区区域域 ：：海海洋洋大大气气区区、、飞飞溅溅区区、、潮汐区、全浸区和海泥区潮汐区、全浸区和海泥区 海水腐蚀的特点耐海水钢耐海水钢Mariner与碳钢的试验结果与碳钢的试验结果（九年暴露，美国）（九年暴露，美国）　　　　　　　　　　 距距试试样样上上端端距距离离（（米米））6 5 4 3 2 1海泥区海泥区Mainer钢钢 碳钢碳钢 全浸区全浸区飞溅区飞溅区潮汐区潮汐区0.61.21.82.43.13.74.34.95.56.1船舶和海洋设施的保护 （（1 1）材料）材料 低合金海水用钢与碳钢的比较低合金海水用钢与碳钢的比较 环境环境腐蚀速度腐蚀速度(mm/y)(mm/y)低合金钢低合金钢碳钢碳钢海洋大气区海洋大气区0.04  0.050.2  0.5飞溅区飞溅区0.1  0.150.3  0.5潮汐区潮汐区 0.1 0.1全浸区全浸区0.15  0.20.2  0.25海泥区海泥区 0.06 0.1（（2 2）设计和施工）设计和施工　　　　在在选选材材、、设设计计和和施施工工中中要要避避免免造造成成电电偶偶腐腐蚀蚀和和缝缝隙隙腐腐蚀蚀。

与与高高流流速速海海水水接接触触的的设设备备(泵泵、、推推进进器器、、海海水水冷冷却器等却器等)要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀要避免湍流腐蚀和空泡腐蚀 3 3）涂料保护）涂料保护（（4 4）阴极保护）阴极保护　　　　阴阴极极保保护护与与涂涂料料联联合合应应用用是是最最有有效效的的防防护护方方法法现现在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法在海洋船舶、军舶普遍采用这种防护方法  答案答案。