防腐专业培训讲义.ppt

Unique id: 062872-IPOSB Documentum\...\ProjectWhale-SO(Nov2000)(Scn).ppt CNOOC Ltd. 西江FPSO上部模块基本设计终审汇报 内 容 一. 金属腐蚀的危害 二. 金属为什么会腐蚀？ 三. 海洋环境对腐蚀的影响 四. 腐蚀的分类和腐蚀电池 五. 控制金属腐蚀的方法 一. 金属腐蚀的危害 腐蚀的危害是非常巨大的。据资料报道，全世界每年生产的钢铁约有10％因腐蚀而变为铁锈，大约30％的钢铁设备因此而损坏。这不仅浪费了材料，还往往会带来停产、人身安全和环境污染等事故。根据世界上几个主要工业发达国家的一些统计数字表明：这些国家由于金属的腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的2～4%，可见数字是惊人的，损失是巨大的。 金属腐蚀的危害不仅在于金属本身的损失，更重要的是金属结构遭到破坏，金属结构的价值比起金属本身来说要大得多，例如制造汽车、飞机及精密仪器时，制造费用远超过金属本身的价值。此外，由于金属设备受腐蚀而引起的停工减产，产品质量下降，爆炸以及大量有用物质或有害物质的渗漏等造成的损失也非常惊人。 一. 金属腐蚀的危害 实际上，如没有腐蚀，我们的经济面貌会大大改变。例如，汽车、船只、地下管道和家庭用具都不需要涂层了，不锈钢工业将无存在的必要，而铜也许只会用于电器。大多数金属设备和消费产品将用钢或铸铁制造。 腐蚀除了引起直接的经济损失外，另一个更严重的问题是必将导致自然资源的耗损和枯竭。例如，钢是由铁矿石炼制的，能直接熔炼的高品位的铁矿石的量已经减少了。如最近几年铁矿石的连续涨价，说明随着许多国家的迅速工业化，对金属和其它自然资源的竞争的加剧和导致国际市场原材料的价格增加。 一. 金属腐蚀的危害 一. 金属腐蚀的危害 二. 金属为什么会腐蚀？ 1.热力学稳定性要求： 众所周知，除了“贵金属”外，大多数金属在空气中都会发生腐蚀。根本的原因是这些金属处于热力学不稳定状态，在一定条件下，它们要回复到原来在地壳中所处的状态中去。生成氧化物、硫化物、碳酸盐或生成可溶性离子，这就是金属腐蚀的热力学原因。 二. 金属为什么会腐蚀？ 自然界中大多数金属通常是以矿石形式存在，亦即以金属化合物的形式存在。例如铁在自然界中多为赤铁矿，其主要成分是Fe2O3， 而铁的腐蚀产物──铁锈，其主要成分也是Fe2O3。可见，铁的腐蚀过程就是金属铁回复到它的自然存在状态(矿石)的过程。但若要从矿石冶炼金属，则需要提供一定量的能量 (如热能或电能)才可完成这种转变。所以金属状态的铁和矿石中的铁存在着能量上的差异即金属铁比它的化合物具有更高的自由能。所以，金属铁具有放出能量而回到热力学上更稳定的自然存在形式──氧化物、硫化物、碳酸盐及其他化合物的倾向。显而易见，能量上的差异是产生腐蚀反应的推动力，而放出能量的过程便是腐蚀过程。伴随着腐蚀过程的进行，将导致腐蚀体系自由能的减少，故它是一个自发过程。 从能量的观点看，金属腐蚀的倾向可从矿石中冶炼金属时所消耗能量的大小来判断。凡是冶炼时消耗能量大的金属较易产生腐蚀，耗费能量小的金属则其腐蚀倾向就小。黄金在自然界中可以单质的形式存在(如砂金)，因此它不易腐蚀。 二. 金属为什么会腐蚀？ 金属钛从钛矿石和TiO2中提取纯钛是十分困难的。钛的氧化物是最稳定形式，但由于钛表面在空气中生成致密的氧化膜，因此，耐腐蚀性能良好。不锈钢等含镍、铬的金属也是由于表面的钝化膜的保护作用，使其具有良好的耐腐蚀性能。 二. 金属为什么会腐蚀？ 2.金属材料的电化学不均匀性： 金属与周围介质发生反应而遭到破坏的最常见的是电化学腐蚀。由于金属表面与介质，如湿空气、电解质溶液等接触，在接触界面上发生金属阳极溶解过程，同时还存在相应的阴极过程，构成自发的腐蚀电池，使金属阳极溶解持续进行。从而引起金属的各种形式的腐蚀。 从微观的尺度看，所有金属都存在结构的电化学不均匀性。比如金属晶间的位错、变形、断裂、金属某种成分的偏析、晶体结构的缺陷等。 二. 金属为什么会腐蚀？ 3.外部环境的电化学不均匀性： 除了金属材料本身的电化学不均匀性外，外界环境的不均匀或不一致也导致各种腐蚀电池的形成。 例如： 由于微观尺度的溶解氧的浓度不同，导致金属不同区域形成氧浓差电池。 由于荷载的不同，