第六章 金属的腐蚀与防护.ppt

概述 6.1船舶与海洋工程结构的常见腐蚀 6.2金属的腐蚀原理 6.3腐蚀的试验方法和对腐蚀程度的评定 6.4金属的电化学保护 概述 腐蚀是金属和合金在周围介质的机械、化学或电化学的作用下，自发进行破坏的过程。 6.1船舶与海洋工程结构的常见腐蚀 概述 一、船舶与海洋工程结构的腐蚀种类 二、舰艇与海洋工程结构的腐蚀形式 三、船舶与海洋工程的腐蚀环境 概述 按照破坏过程的特点，金属腐蚀一般可分为两类： 1．化学腐蚀：指在不导电的介质中(如油、石油、有机物的溶液等)，金属的破坏过程。化学腐蚀对金属的破坏速度取决于（金属与氧的相互作用程度和生成金属化合物薄膜的性质）。 2．电化学腐蚀：与电解质接触时，金属的破坏称作电化学腐蚀。 一、海洋工程结构的腐蚀种类 1．大气腐蚀-当空气的湿度足够大时，在金属表面上生成一层薄水膜，在水膜或凝结水的作用下发生的腐蚀。在船舶与海洋工程结构上，这种腐蚀发生在空气从外面冷却的表面上或内部结构上。 2．海水腐蚀-海水中含有多种盐类成分，是一种电解质。在其全浸、局部浸入和间浸条件下。在静止和不同流速条件下，在溶解氧含量不同和在不同温度条件下，发生的腐蚀。典型的腐蚀例子有船舶与海洋工程结构水下部分的外表面的腐蚀，进水管道内表面的腐蚀。 3．电腐蚀-在电解质溶液(如海水)中，有杂散电流通过金属表面所引起的腐蚀。如船体在码头安装或漂浮中修理时，供电线路不合理或船舶停泊的水域内有杂散电流，造成的船体局部腐蚀。 4．接触腐蚀-由于浸在电解液中的不同金属所构成的宏观腐蚀电池的作用而引起的。如船舶上铜合金螺旋桨与钢质船体、艉轴接触，在海水中形成宏观腐蚀电池而引起的腐蚀。 5．缝隙腐蚀-在电解质的作用下，相联结的金属之间或金属与非金属材料之间的狭窄缝隙中所发生的腐蚀。如不紧密的铆接处、剥离涂层的下面及密封装置边缘下面都会发生缝隙腐蚀。 6．应力腐蚀-金属在腐蚀介质的张应力(静应力或交变应力)的联合作用下发生的腐蚀。在静应力的作用下，金属会产生脆性破坏(腐蚀开裂)：在交变应力的作用下，疲劳极限与其在空气中的数值比，通常要下降(腐蚀疲劳)。如船舶螺旋桨的腐蚀开裂。以及艉轴的腐蚀疲劳折断。7．磨损腐蚀-由于腐蚀介质与金属表面间相对运动。引起金属的加速破坏和磨蚀。一般常与机械磨损同时作用使金属表面形成斑沟、槽和波纹状的腐蚀破坏。如螺旋桨衬套下面和内河船舶螺旋桨(常因河流含砂)而引起的磨损腐蚀。8．空泡腐蚀 -当海水高速流过螺旋桨表面时，在截面突变处(叶片尖端)会形成极低的压力。使海水蒸发，产生气泡，继续流至螺旋桨某处，汽泡破裂，产生压力极高的冲击力，在这种冲击力的反复作用下，造成空泡腐蚀。空泡腐蚀也可看作特殊的磨损腐蚀。 9．生物腐蚀-在某些生物(如海藻、牡蛎、藤壶、贻贝等海洋生物)和微生物生命活动产物影响下发生的腐蚀。如海洋生物附着在船体表面，将使未被覆盖处加速腐蚀。 二、舰艇与海洋工程结构的腐蚀形式 1．整体腐蚀 船体与海洋工程结构工程的均匀腐蚀很少见，比较常见的是不均匀腐蚀。一般情况使用油漆保护水下部分船体外壳和海洋工程结构，在使用初期往往在油漆的缺陷或损伤处发生腐蚀。出现腐蚀斑、腐蚀坑。随着时间的进展出现越来越大面积的腐蚀。最后连在一起形成整体不均匀腐蚀。 2．局部腐蚀 斑、坑点腐蚀是涉及个别不大地区出现的腐蚀。 晶间腐蚀是沿晶界向金属内部的腐蚀。 应力腐蚀对结构特别危险。因为在这种情况下，金属的破坏应力远远小于材料的屈服极限。 三、船舶与海洋工程的腐蚀环境 船舶漂浮于水面上，除部分船体浸于水中外，水线附近还要受到波浪的拍打。根据船舶结构的不同工作环境。船体可分为以下三种腐蚀区域。1．海洋大气区2、海水区 3．飞溅区 海洋工程结构(以平台为例)不但有半潜式，还有座底式。它们的结构除了受海洋大气、海水、海浪的影响外，还要受到潮差、海泥的影响。根据海洋工程结构的工作环境，其结构的腐蚀可分为以下五种腐蚀区域： 1．海洋大气区；2．海水区：3．飞溅区：4．潮差区：5．海泥区 6.2金属的腐蚀原理 一、电化学腐蚀原理 (一)腐蚀原电池 (二)电极电位 (三)电位—pH平衡图 (四)电极的极化与去极化作用 (五)影响金属化学腐蚀的因素 二、金属在海洋环境中的腐蚀 (一)海水的性质 (二)金属在海水中的腐蚀 (三)金属间浸时的腐蚀 (四)金属在海洋大气中的腐蚀 (一)腐蚀原电池 锌片上发生氧化作用，即锌溶解；而铜片上发生还原作用。即氢离子还原为氢析出。 电化学中规定，原电池中发生氧化作用的电极(即伏打电池中的锌片)称作阳极；发生还原作用的电极(即伏打电铜片)称作阴极。 由于锌比较活泼，即电极电位值也比较负，所以也称作“负极”；铜的电极电位比较正，而被称作“正极”。 金属的条件和腐蚀介质