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腐蚀控制方法的根本原理腐蚀控制方法的根本原理腐蚀控制方法的主要类型腐蚀控制方法的主要类型/特点特点腐蚀控制方法的运用腐蚀控制方法的运用/开展开展第八章第八章腐蚀控制方法腐蚀控制方法景象行为机理本质 规律性影响要素研讨方法有效控制腐蚀资料环境资料本性环境条件腐蚀缘由腐蚀方式本质机理规律性影响要素 控制方法效果工艺施工经济环境效益 最常用防护技术和措施最常用防护技术和措施合理选材；合理选材；合理防腐设计；合理防腐设计；电化学维护阴极维护、阳极维护、牺牲阳电化学维护阴极维护、阳极维护、牺牲阳极维护；极维护；介质环境处置；介质环境处置；缓蚀剂；缓蚀剂；外表处置；外表处置；(7)外表涂覆和衬里。外表涂覆和衬里。8.1合理选材合理选材1实践环境、工况条件及能够的变化；2资料构造、性能及能够的变化。合理选材合理选材正确设计精心施工选材根据：维护管理耐久平安选材重要一环1实践介质实践介质/环境条件环境条件介质、浓度、杂质、电导、介质、浓度、杂质、电导、pH、腐蚀产物、温度、压力、腐蚀产物、温度、压力、流速等。流速等。氧化性介质HNO3 不锈钢、铝、钛等钝化型金属。复原性介质HCl 硅铸铁、铅、钛等或非金属资料。高温腐蚀加快 更高耐蚀资料。压力体系 高强度合金资料,压力越大,耐蚀性要求越高。环境特殊腐蚀环境特殊腐蚀设备工件热加工设备工件热加工,焊接可引起晶间腐蚀。焊接可引起晶间腐蚀。设备受力作用能够诱发应力腐蚀开裂。设备受力作用能够诱发应力腐蚀开裂。介质介质Cl是引起点腐蚀的主要要素。是引起点腐蚀的主要要素。设备机械衔接设备机械衔接,结垢能够产生电偶腐蚀结垢能够产生电偶腐蚀和缝隙腐蚀。和缝隙腐蚀。设备反复运转那么能够存在腐蚀疲劳危设备反复运转那么能够存在腐蚀疲劳危险性。险性。2.资料性能资料性能资料本性资料本性强度、塑性、冲击韧性、耐蚀性、强度、塑性、冲击韧性、耐蚀性、加工性能、本钱、经济效应等，加工性能、本钱、经济效应等，应综合思索各项应综合思索各项目的目的,最正确选择。最正确选择。选材普通步骤：1 查阅有关资料,手册,书籍,数据库,专家系统，参考前人任务,数据和阅历积累；2 实地调查,科学分析,为选材提供第一手资料；3 必要的实验,当现有数据资料缺乏,要设计实验,如现场挂片实验、模拟消费实验、实验室挂片、各种方法的腐蚀速率丈量及各类部分腐蚀的评价。选材图 I 0Cr13,1Cr18Ni9,Ti IICr18Ni12MoTi,0Cr18Ni9III0Cr18Ni9,Cr18Ni12Mo3TiIVTi,Cr35Ni,锆，高硅铁VCr18Ni11Si4AlTi,Ti,高纯铝 腐蚀图0.1mm/y可用)特定资料在一定的环境介质和温度条件下的腐蚀图Cr17Ti8.2合理设计合理设计从腐蚀与防蚀原理出发从腐蚀与防蚀原理出发,合理设计至关重要。合理设计至关重要。构造设计机械加工工艺流程防腐蚀设计1.防腐蚀设计原那么防腐蚀设计原那么(1)防电偶腐蚀防电偶腐蚀选用同种金属或电偶序相选用同种金属或电偶序相近资料，当电位差大于近资料，当电位差大于50mV,衔接处隔离绝衔接处隔离绝缘缘,留意防止大阴极和小阳极；留意防止大阴极和小阳极；(2)防止防止SCC设备部件在改动外形尺寸时，设备部件在改动外形尺寸时，要有足够的圆弧过渡。减小外压力集中要有足够的圆弧过渡。减小外压力集中,减小减小工件剩余应力工件剩余应力,如焊接热处置如焊接热处置(如退火如退火,固溶处固溶处置置)；(3)防止缝隙防止缝隙消除铆接消除铆接,改善法兰垫片改善法兰垫片,尽尽量完全封锁或完全敞开。防止产物结垢沉淀；量完全封锁或完全敞开。防止产物结垢沉淀；(4)防止部分高温防止部分高温高温气体的入口管端；高温气体的入口管端；(5)防止浓差电池防止残留液或沉淀物腐防止浓差电池防止残留液或沉淀物腐蚀；蚀；(6)防止剧烈冲刷加料入口管端等；防止剧烈冲刷加料入口管端等；(7)构造尽量简单构造尽量简单,外表积尽量小，便于施工、外表积尽量小，便于施工、维修、处置维修、处置AlCuAl高速高速热流热流2.资料机械加工对腐蚀的影响资料机械加工对腐蚀的影响1焊接对腐蚀影响焊接对腐蚀影响焊接位置优先快速腐蚀破坏焊接位置优先快速腐蚀破坏普遍、难题普遍、难题外表缺陷、夹杂、组织变化、剩余应力外表缺陷、夹杂、组织变化、剩余应力腐蚀主腐蚀主要缘由要缘由 焊接热影区的金相组织变化，焊接过程因加热速度、冷却速度不同而导致不同热影响区的组织不同,腐蚀行为亦不同。焊接缺陷对腐蚀性能有较大影响，如焊瘤引起缝隙和应力集中，咬边引起缝隙和应力集中，未焊透存在缝隙和孔洞，焊渣是重要的夹杂物缺陷。焊接引起非金属夹杂或二次相，如氧化物 SiO2,Al2O3，MnO,CaO,FeO及复合硅酸盐夹杂；焊接过程产生 8Fe+N2 2Fe4N,氮化物Fe4N硬度大,塑性下降；焊接剩余应力对SCC的影响，焊接部分加热,焊缝金属收缩引起内应力,可接近屈服极限,引起SCC。焊条资料/母材搭配不妥，可引起电偶腐蚀。狭窄,过热,使晶粒粗大14901100，粗大奥氏组织,过饱和亚稳定组织晶粒细化,强度高不均匀组织,粗大铁素体强度大,塑性小,裂纹易生成焊缝区应力分布电位1-不腐蚀电位2-母材腐蚀电位3-焊缝腐蚀电位4-不同母材腐蚀电位5-熔合区腐蚀电位6-热影响区腐蚀E 防止晶间腐蚀a.超低碳不锈钢或稳定化(Ti、Nb)b.固溶处置(10101120)碳化物溶解；c.超低碳焊条,含Nb焊条,双相焊条；d.改良焊接方法；F.防止大阴极/小阳极。防止应力腐蚀开裂a.退火、喷砂、锤击消除剩余应力；b.抑制环境、阴极维护、缓蚀剂、去氧；c.选材耐SCC。(3)冷热加工成型对腐蚀影响 冷热加工成型 剩余应力，加工程度越大，剩余应力越大，对腐蚀影响很大，还会引起SCC。如热交换器弯管部位的腐蚀明显严重。热加工比冷加工剩余应力较小，热加工 脱碳或碳化物析出，导致不均一腐蚀和晶间腐蚀。普通采用改良工艺,后处置：热处置,外表酸洗,钝化.消除应力，降低腐蚀。4外表处置影响外表机械加工、抛光、酸洗等 剩余应力、外表缺陷、化学污染及渗氢，也可成为腐蚀中心，促进部分腐蚀和应力腐蚀开裂。在外表加工工艺上应加以留意，防止损害资料耐蚀性能。8.3电化学维护电化学维护电化学维护电化学维护施加一定的外电势使金属的电施加一定的外电势使金属的电位移向免蚀区或钝化区位移向免蚀区或钝化区,大幅度降低腐蚀速度。大幅度降低腐蚀速度。电化学维护特点电化学维护特点效果显著：可使金属设备几十年不腐蚀；效果显著：可使金属设备几十年不腐蚀；施工方便施工方便:工艺成熟、规范、规范；工艺成熟、规范、规范；效益显著：如海船外表涂装占造船费效益显著：如海船外表涂装占造船费5%,牺牺牲阳极只占牲阳极只占1%费用。费用。采油平台本钱采油平台本钱1亿亿,只能运用五年；投资只能运用五年；投资100万元阴极维护万元阴极维护,采油采油平台可延伸平台可延伸20年寿命。年寿命。电化学维护阳极维护外表构成稳定钝化膜，使金属免遭腐蚀。阴极维护 提供阴极极化,改动金属外表电子能级构造。牺牲阳极外加电流1.阴极维护1阴极维护原理恒电位或整流器向设备提供阴极电流,设备受维护。辅助电极是一种不溶性或微溶的电极，只提供电流，不发生反响。电源电源+-IpH-电位图提高环境介质pH金属电位正移使之进入钝化区。金属电位负移使之进入免蚀区。阴极维护原理。极化曲线 当电位Ecorr 1时,阳极电流为Ia,Ia Icorr。当外加电流为Ik，完全维护电流Ip(腐蚀电流Ia=0)电位极化到a,腐蚀电池阳极平衡电位，金属完全受维护。外加电流1外加电流2KAKAIcIa腐蚀微电池原理KAKAC电源C电源IpIp2根本参数及选定最小维护电位与金属资料、介质(成份、浓度等)及环境条件有关。可由阅历或实验获得(比Ecorr负0.150.3V)。最小维护电流密度与金属、外表形状、外表覆盖膜、介质(组成、浓度、温度、流速等)有关,腐蚀越严重,阴极极化需电流越大。维护电位选定原那么 到达一定的维护效果P=维护度=(维护前腐蚀速度维护后腐蚀速度)/维护后腐蚀速度 x 100%耗电不能太大；防止析H2，防止涂层阴极极化零落；防止过维护,破坏钝化膜。不能太复杂,防止引起屏蔽,维护不完全。3运用范围 阴极维护运用范围非常广泛，如地下管线、电缆、舰船、平台、水闸、码头、桥梁、城市地下区域、石油化工中冷却设备、贮油罐、结晶槽、反响器、蒸发器等。4外加电流阴极维护工程设计 阳极资料 耐蚀,高排流,良电导,机械性能好,易加工,本钱低(如碳钢,石墨,高硅铸铁,Pb/Ag合金,镀铂钛,钯等)。电流分布及阳极布置添加阳极数目,合理布置阳极,增大阴阳极之间的间隔,采用涂料阴极维护结合防腐,在阳极附近涂衬耐蚀绝缘层，使电流分布均匀，改善电流分散才干。阳极实践计算：I=i A G=K ga I G 阳极分量，ga阳极耗费率(查表)，A阳极外表积，任务年限，I维护电流，K校正系数普通取 K=1.5 阳极安装留意密封,绝缘,接触良好,防止短路。直流电源恒电位仪 负反响任务原理或整流器。参比电极用于控制/丈量,要求电位稳定,耐蚀,长寿命,廉价,易制,运用方便等。甘汞(中性)、CuSO4(土壤)、AgCl(含Cl)、氧化汞(碱性)、不锈钢、铸铁、铅/锑合金 维护与管理 计算机监控管理留意要点2.牺牲阳极维护法牺牲阳极维护法(1)牺牲阳极原理牺牲阳极原理本质本质阴极维护阴极维护,经过牺牲阳极的溶解经过牺牲阳极的溶解,使金属设备获得阴极使金属设备获得阴极电流电流,发生阴极极化遭到维护。发生阴极极化遭到维护。特点特点不需电源不需电源,干扰少干扰少,免维护，设备简单免维护，设备简单,分散才干好分散才干好,但但本钱较高，本钱较高，化工介质腐蚀性强化工介质腐蚀性强,牺牲阳极耗费量大牺牲阳极耗费量大,少用。少用。(2)阳极资料 牺牲阳极资料要求 电位足够负、电位稳定、极化小、不钝化、溶解均匀、单位分量排出电量大、电流效率高、本钱低、无污染、加工方便等。锌与锌合金 电位/-1.12V,电量/0.74A.h/g,电流效率/75%电位不够负(海水和少量土壤)铝合金电位/-1.2V,电量/2.47A.h/g,电流效率/65%分量轻、电量大、电位负、资源丰富、价钱廉价 (海水)。镁合金电位/-1.6V,电量/1.19A.h/g,电流效率/45%电位太负、电流效率低、损耗大(土壤和淡水)。3 阳极安装 牺牲阳极安装 阳极与设备良好绝缘；涂绝缘屏蔽层，改善分散才干，阳极接触介质需良导电体。Al绝缘垫受维护体固定栓3.阳极维护(1)阳极维护原理 与阴极维护完全不同,阳极极化使金属进入钝态,腐蚀大大减慢而得到维护。只需具有钝性特征的体系，即钝化区足够宽，维钝电流足够小的体系，才干施行阳极维护。pH-电位图 当电位正移，金属外表构成Fe2O3(钝化膜),溶解速率下降,金属获得维护。极 化 曲 线 电位到达一定区域,阳极电流下降,坚持稳定钝态,金属遭到维护。维钝电流决议于资料,介质条件(组成,温度,浓度,pH),活性离子Cl、外表形状,涂覆形状等钝化区电位 决议于资料,介质条件(组成,温度,浓度,pH),活性离子Cl、外表形状,涂覆形状等致钝电流与金属资料,介质条件(组成,温度,浓度,pH)有关最正确维护电位当维钝电流和双层电容最小,外表电阻最大,膜最致密,维护效果最好，最正确维护电位。E/VI/mA(2)阳极维护主要参数及测定 致钝电流 维钝电流 钝化区电位 最正确维护电位维护参数经过实验或由阅历给出。极化曲线,阻抗,失重,电镜等研讨，确定最正确维护电位。(3)阳极维护设计要点：辅助电极耐阴极极化,强度大,本钱低,来源广,加工容易。电流屏蔽与阴极分布阴极分布均匀,阳极外表电阻高(构成钝化膜、盐膜或绝缘涂层等),溶液电导好,阴阳极间隔大,分散才干好。参比电极电位稳定,耐蚀,长寿,廉价，易制，运用方便。常用的有：AgCl,不锈钢,Pb/Td。直流电源恒电位仪。阳极维护方式-延续维护和间歇式维护，在化工中常用,如不锈钢/H2SO4体系等。维护管理-重要。给定信号EEI-+恒电位仪原理负反响任务原理EICWEREECE阴极维护与阳极维护比较：阴极维护普遍采用，阳极维护适宜体系少；阴极维护“平安，阳极维护“危险；阳极维护适宜强氧化性介质；阴极维护留意氢脆8.4介质处置介质处置去除介质中有害成分去除介质中有害成分,如如O2,Cl;H+,SO2,H2O等等调理调理pH;去水份去水份;枯燥环境等；枯燥环境等；工业消费复杂工业消费复杂,工艺流程各种各样，工艺流程各种各样，需需详细分析详细分析,思索防护能够性及有效措施。思索防护能够性及有效措施。氧 重要氧化剂(去极化剂),普遍存在；使大多数金属发生腐蚀。去除介质中O2，常用方法有：加热除氧水温达沸点，水中一切氧和其它气体均被赶出,有效除氧方法。化学除氧联氨(H2N4)可迅速与溶解氧发生反响：H2N4+O2 N2+2H2O 到达除氧目的。Na2SO3也可与溶解氧发生反响：2Na2SO3+O2 2Na2SO4 但体系中能够使 Na2SO4添加，有不利的影响。Cl 腐蚀活性物质，Cl去除对于腐蚀防护非常重要。常用除Cl方法有：控制原料中Cl含量；化学法沉淀法、离子交换法等。pH 提高介质 pH值(工艺允许),可降低腐蚀速度。如无机氨的处置：NH3+H2O NH4OH NH4OH+H2CO3 NH4HCO3+H2OpH可调至8.59.2，但对铜不能用SCC也可用有机胺处置，但药品价钱较贵。合成氨半水煤气 腐蚀性大为减轻化工气体水分 降低腐蚀性湿Cl2腐蚀性强(HCl,HClO,O)枯燥Cl2腐蚀细微枯燥除湿浓H2SO4吸收H2O 降低环境中H2O成份,可有效减缓腐蚀。常用方法有：化学枯燥法枯燥剂吸收水分(如硅胶,活性氧化铝,生石灰,CaCl2等)；冷凝法冷却使H2O冷凝,吸收去除；提高温度防止冷凝附在金属外表或加热去除水汽。综合处置如原油中含 HClH2SH2O对炼油设备腐蚀破坏严重。炼油厂采用“一脱四注 处置，可有效处理常压系统的腐蚀问题。脱盐去除原油中腐蚀性盐类注碱减少HCl腐蚀注氨使HCl进一步下降：NH3+HCl NH4Cl注缓蚀剂防止NH4Cl沉淀引起部分腐蚀注水(碱性水)冲稀HCl,中和,减轻对空冷器腐蚀破坏。电脱盐加热炉常压炉空冷器回流器产品罐去H2S原油挥发线注碱注氨注缓蚀剂注水碱水缓蚀剂定义具有抑制金属腐蚀功能的无机或有机物质(复合物质)总称,少量缓蚀剂可有效阻止或减缓金属腐蚀。8.5缓蚀剂缓蚀剂缓蚀剂特点 运用方便,投量少,见效快,本钱低，选择性强,有临界浓度值，普通只用于循环系统,以免缓蚀剂流失;应思索缓蚀剂对产质量量和消费过程有无不良影响。缓蚀效果与金属资料性质,介质,温度,流动形状等多种要素有关，缓蚀效率定义：I=(VOV)/VO100%=(1V/VO)100%VO 未加缓蚀剂时腐蚀速度，V 加缓蚀剂后腐蚀速度1缓蚀剂分类1按作用机理：(a)Ecorr正移，Icorr 下降 (b)Ecorr 负移，Icorr 下降 (c)Ecorr 不变，Icorr 下降作用机理：(a)阳极型阳极极化率添加;(b)阴极型阴极极化率添加;(c)混合型抑制阴阳极过程阳极型缓蚀剂中性介质用阳极型缓蚀剂中性介质用铬酸盐、亚硝酸盐、正磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等。铬酸盐、亚硝酸盐、正磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等。经过覆盖阳极面积而抑制腐蚀，属经过覆盖阳极面积而抑制腐蚀，属“危险性缓蚀剂。危险性缓蚀剂。混合型缓蚀剂混合型缓蚀剂含氮胺类、亚硝酸盐，含硫硫醇、硫醚、环状硫化物，含氮胺类、亚硝酸盐，含硫硫醇、硫醚、环状硫化物，含硫、氮硫脲及衍生物等。含硫、氮硫脲及衍生物等。可同时抑制腐蚀的阴极可同时抑制腐蚀的阴极过程和阳极过程。过程和阳极过程。阴极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸盐、砷、锑等。酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸盐、砷、锑等。构成沉淀构成沉淀膜，抑制阴极过程，属膜，抑制阴极过程，属“平安缓蚀剂。平安缓蚀剂。2 2 按维护膜特征分类按维护膜特征分类按缓蚀剂在维护过程维护膜性质，有三类成膜型缓蚀剂：按缓蚀剂在维护过程维护膜性质，有三类成膜型缓蚀剂：氧化膜型缓蚀剂氧化膜型缓蚀剂(钝化剂钝化剂),),如铬酸盐使外表构成致密、如铬酸盐使外表构成致密、附着力强的氧化膜附着力强的氧化膜,用量缺乏会加速腐蚀；用量缺乏会加速腐蚀；吸附膜型缓蚀剂有物理吸附型如胺类,硫醇,硫脲经过物理吸附而缓蚀，化学吸附型如吡啶衍生物,苯胺衍生物,环状亚胺等。沉淀膜型缓蚀剂,如聚邻酸钠与有关离子构成防蚀性的沉淀膜,膜能够较厚。3 其它分类用途分类 冷却水缓蚀剂、油溶性缓蚀剂、油气井缓蚀剂、酸洗缓蚀剂、石油化工工艺缓蚀剂、气相缓蚀剂、锅炉缓蚀剂等；化学组成分类 无机缓蚀剂、有机缓蚀剂；相态分类 气相缓蚀剂、液相缓蚀剂、固相缓蚀剂；金属分类 钢铁缓蚀剂、铜合金、铝合金等；溶解性分类 水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂；酸碱性分类 酸性缓蚀剂、中性缓蚀剂及碱性缓蚀剂等。2缓蚀作用机理 缓蚀作用机理至今还没有公认的一致见解，缓蚀作用过程非常复杂，缓蚀剂及体系繁多，不同体系的缓蚀作用机理不尽一样。综观各种观念：吸附实际，即外表吸附(活性点)成膜实际，即外表成相膜(钝化膜)电化学实际，即电化学过程遭到阻滞等 相互联络、补充,详细分析。1氧化膜型缓蚀剂作用机理 以缓蚀剂本身或以介质中的溶解氧作氧化剂，在金属外表构成钝态氧化膜，减缓腐蚀。可分阳极抑制型缓蚀机理和阴极去极化型缓蚀机理两种：阳极抑制型缓蚀机理 经过阻止阳极区金属离子进入溶液，减缓金属腐蚀，阳极型缓蚀剂又称为钝化剂。如CrO42-、K2Cr2O7等在外表构成维护膜,使阳极区覆盖。其临界浓度普通为103105mol/1。阴极去极化型缓蚀剂 促进阴极过程,使金属钝化,阳极行为不变。a)阳极抑制型缓蚀机理 外表生成钝化膜，阻止阳极区金属溶解，减缓腐蚀，缓蚀剂又称为钝化剂。抑制阳极过程/金属钝化,阴极行为不变。无缓蚀剂加缓蚀剂b阴极去极化型缓蚀机理 促进阴极过程，使金属进入钝化形状。阳极行为不变。在中性含氧水溶液中，亚硝酸盐，铬酸盐、钼酸盐等抑制铁的腐蚀，属阴极去极化型缓蚀剂。足量缓蚀剂 无缓蚀剂 缺乏缓蚀剂 2沉淀膜型缓蚀机理在金属外表构成防护型沉淀膜，沉淀膜可由缓蚀剂相互作用而构成，或由缓蚀剂与介质中金属离子反响生成。沉淀膜比氧化膜厚，沉淀膜普通厚1001000埃,致密,附着力较差,投入量较多101-103mol/l。经过构成沉淀膜使金属和介质隔离，从而抑制腐蚀过程，可分为两种：阴极抑制型混合抑制型a阴极抑制型缓蚀沉淀膜型缓蚀剂，覆盖阴极外表,妨碍O2分散或H放电，属平安型缓蚀剂。硫酸锌、碳酸氢钙、聚磷酸盐等为阴极抑制沉淀膜型缓蚀剂。如缓蚀剂与腐蚀时阴极产物生成的碱反响：O2+2H2O+4e 4OH 阴极反响 Zn2+2OH Zn(OH)2 沉淀反响特点：特点：阳离子向阴极外表迁移阳离子向阴极外表迁移,发生相应沉淀反响，发扬发生相应沉淀反响，发扬缓蚀作用。缓蚀作用。缓蚀剂与水溶液中某些阳离子作用缓蚀剂与水溶液中某些阳离子作用,如聚磷酸盐与如聚磷酸盐与水溶液中水溶液中Ca2+离子反响生成络离子离子反响生成络离子(Na2CaP8O18)nn+大胶体阳离子在阴极区放电而构成较厚实的覆盖层。大胶体阳离子在阴极区放电而构成较厚实的覆盖层。砷、锑离子放电砷、锑离子放电,构成金属元素，可使氢过电位添构成金属元素，可使氢过电位添加加,而使阴极过程遭到抑制。而使阴极过程遭到抑制。b混合抑制型缓蚀剂 主要是有机化合物与金属离子作用构成维护性沉淀膜。沉淀膜对阴、阳极均有抑制造用。NOH+Al 3+()3 Al+3H+OHN8-羟基喹啉3吸附膜型缓蚀剂作用机理有机缓蚀剂 吸附膜型缓蚀剂，缓蚀剂极性基团发生的物理吸附或化学吸附。改动金属外表电荷形状,界面性质,外表能量形状,腐蚀反响活化能增,使腐蚀减缓。吸附型缓蚀剂使金属外表腐蚀活性点受吸附阻化，腐蚀活性点 腐蚀非活性点。缓蚀剂的非极性基团在金属外表构成疏水维护膜，极性基团的定向吸附陈列，阻挠与腐蚀有关的电荷或物质转移，使腐蚀速度降低。物理吸附 带电荷缓蚀剂与金属外表电荷静电作用或范德华作用,吸附快速、可逆、吸附不强。物理吸附的关键 金属外表电荷与缓蚀剂电荷合理搭配,使缓蚀率提高。金属外表电荷偏离零电荷电位值受阴离子、阳离子吸附,受外加电位影响；缓蚀剂电荷阴、阳缓蚀剂离子，缓蚀剂在介质中受极化,反响而带不同电荷。+-M+R+R+N化学吸附中性缓蚀剂分子与金属构成化学键,吸附强,不可逆,吸附速度较慢。缓蚀剂分子极性基团中心元素的未共用电子对和金属构成配价键 特点 选择性显著、单分子层、缓蚀效果好、用量少、吸附后自在度小。N RFeHH物理吸附与化学吸附 与缓蚀剂分子空间构造、能级轨道等有亲密关系。物理吸附与化学吸附的一致解释物理吸附 化学吸附 3.缓蚀作用影响要素浓度影响：大多缓蚀剂的缓蚀效率随浓度增而增;有的缓蚀剂缓蚀效率与浓度关系有极值；有的缓蚀剂用量缺乏,反而促进腐蚀,如亚销酸钠、铬酸盐等。腐蚀率浓度浓度浓度腐蚀率腐蚀率Fe/H2SO4Fe/HClFe/HCl假设丁硫化二乙二醇Cr/Zn复合盐协同效应温度影响 低温,缓蚀效果好普通 一定温度范围,缓蚀效率变化不大 温度升高,缓蚀效果添加。流动速度影响 增大流速,缓蚀效率降低增大流速,效率添加。增大流速,缓蚀率降低，详细分析/其它要素。4缓蚀剂选用原那么 维护对象不同金属资料选用不同缓蚀剂。中性溶液,O2阴极复原为腐蚀的控制过程，选用氧化型或沉淀型缓蚀剂;酸性溶液,H+阴极复原为腐蚀的控制过程，选用吸附性缓蚀剂;碱性溶液,易发生沉淀，选用螯合剂,如硅酸盐等沉淀型缓蚀剂;石油介质环境,油水共存，选用水溶性/油溶性吸附型缓蚀剂;大气环境，选用挥发性缓蚀剂,如苯并三唑BAT等。腐蚀环境 经济效益设备的维护价值缓蚀剂消耗费用适宜用于循环体系，缓蚀剂合理用量和投资 环境维护 缓蚀剂应毒性小、无污染、不影响产质量量，还要防止细菌繁衍。2.运用实例 油气井，炼油工业，酸洗 化学工业，循环冷却水冷却水 蜕变O2、菌、垢、离子循环 Cr盐 阳极抑制 聚磷酸盐阻垢 硅酸盐缓蚀 Zn盐协同效应 有机磷酸盐稳定剂循环冷却水缓蚀8.6外表维护性覆盖层外表维护性覆盖层外表维护性覆盖层可防止金属与腐蚀介质直外表维护性覆盖层可防止金属与腐蚀介质直接接触接接触,普遍采用普遍采用.外表维护性覆盖层占腐蚀控制总投资的50%。金属覆盖层非金属覆盖层维护性覆盖层根本要求：(1)覆盖层本身耐蚀、化学稳定,结合结实,附着力好;(2)覆盖层致密,孔隙率小;(3)覆盖层良好物理机械性能(硬度、耐磨性);(4)一定厚度和均匀性。金属涂覆层金属涂覆层电镀、热镀、渗镀、喷镀、化学镀等。电镀、热镀、渗镀、喷镀、化学镀等。在化学工业设备防护在化学工业设备防护中衬里起到重要的作用，中衬里起到重要的作用，衬里衬里有机资料有机资料(橡胶、塑料、玻璃钢橡胶、塑料、玻璃钢)和无机资料和无机资料(玻璃、耐蚀砖玻璃、耐蚀砖板、耐蚀岩板、石墨等板、耐蚀岩板、石墨等)。非金属涂覆层非金属涂覆层油基漆防锈漆、大漆、漆酚、酚醛、树脂漆环氧、过油基漆防锈漆、大漆、漆酚、酚醛、树脂漆环氧、过氯乙烯、沥青、呋喃、聚胺基甲酚酯、无机富锌漆、水基氯乙烯、沥青、呋喃、聚胺基甲酚酯、无机富锌漆、水基漆等。漆等。外表处置外表处置外表氧化、磷化、发黑、发兰等化学处置，使外外表氧化、磷化、发黑、发兰等化学处置，使外表构成稳定氧化膜层。经电化学钝化处置，使外表表构成稳定氧化膜层。经电化学钝化处置，使外表生成转化膜层。生成转化膜层。物理气相堆积(PVD),化学气相堆积(CVD),金属有机化合物化学气相堆积(MOCVD),等离子体辅助(PCVD),激光化学气相堆积(LCVD).激光束、电子束、离子束等物理处置，使外表合金化层/离子注入,防护外表处置，对资料改性优化，只改动外表性质(耐蚀,耐磨,美观)，不改动资料体一样部性质，是提高资料耐腐蚀性很有效和经济的方法。1 1金属覆盖层金属覆盖层 (1)(1)电镀电镀 以镀件为阴极以镀件为阴极,通电，使镀液中金属离子复原通电，使镀液中金属离子复原为金属原子态为金属原子态,在镀件外表析出在镀件外表析出,构成镀层。可镀任何金属和构成镀层。可镀任何金属和合金，电镀层具有耐蚀和装饰作用，如锌镀层广泛用于资料防合金，电镀层具有耐蚀和装饰作用，如锌镀层广泛用于资料防护，全世界锌产量一半用于热镀锌或电镀锌。镀镍层防护护，全世界锌产量一半用于热镀锌或电镀锌。镀镍层防护/装饰装饰功能。功能。(2)热镀 金属制品浸入熔融金属液中,构成覆盖层(Al、Zn、Sn、Pb等)，热镀层厚度大，耐蚀。锡镀层广泛用于食品工业,全世界用量达每年数百吨；国外达每年100万吨热镀铝板规模。(3)渗镀 高温下利用金属原子分散,外表构成合金分散层(Si、Cr、Al、Ti、B、W、Mo等)。结合力好,热稳定性高。(4)喷镀 利用火焰或电弧使金属熔化,借助高压空气或维护气氛放射到维护体外表构成覆盖层。主要有Al、Zn、Sn、Pb、不锈钢、Cu等，喷铝工业开展迅速，已成为重要的防护手段。(5)化学镀 利用置换反响或氧化/复原反响,使金属离子在外表复原为金属覆盖层，与电镀相近,但不需电源,适用于构造外形复杂的工件，如：Ni/P非晶合金异常耐蚀。阴极性覆盖层 阳极性覆盖层2.2.非金属涂覆层非金属涂覆层非金属涂层在化工防腐中普遍运用。非金属涂层在化工防腐中普遍运用。特点特点 施工简便施工简便,顺应性广顺应性广,重涂容易重涂容易,本钱、本钱、施工费用低。施工费用低。有机涂料有机涂料最重要非金属涂覆层，利用有机涂料最重要非金属涂覆层，利用有机涂料的胶粘性和粘附性，在外表固化成薄覆盖层，使金的胶粘性和粘附性，在外表固化成薄覆盖层，使金属属(资料资料)与腐蚀环境隔离而起到防腐，开展迅猛。与腐蚀环境隔离而起到防腐，开展迅猛。1 1 涂层维护机理涂层维护机理阻挠作用高聚物构造间隙平均直径阻挠作用高聚物构造间隙平均直径10105 510107 7 cm,cm,而而H2O,O2H2O,O2分子直径为几个埃分子直径为几个埃,涂料应选用构造涂料应选用构造致密成膜物质和屏蔽大固体填料，添加涂覆层数和致密成膜物质和屏蔽大固体填料，添加涂覆层数和厚度厚度,厚度为厚度为0.30.30.4mm0.4mm时时,抗渗大为提高。抗渗大为提高。电化学维护涂料内活性填料如锌电位较负电化学维护涂料内活性填料如锌电位较负,可起牺牲阳极可起牺牲阳极维护作用维护作用,而锌腐蚀产物又可填塞空隙而锌腐蚀产物又可填塞空隙,腐蚀下降。腐蚀下降。缓蚀作用涂料内组分如红丹缓蚀作用涂料内组分如红丹,铬锌黄使金属钝化铬锌黄使金属钝化,或具缓蚀或具缓蚀剂作用。剂作用。2 2涂层破坏方式涂层破坏方式 涂层存在各种缺陷涂层存在各种缺陷,引起金属部分腐蚀引起金属部分腐蚀,导致涂层鼓泡、剥离、零落等腐蚀破坏：导致涂层鼓泡、剥离、零落等腐蚀破坏：涂层下残碱涂层下残碱,残盐或氧化物等使腐蚀发生残盐或氧化物等使腐蚀发生而导致涂层零落而导致涂层零落;介质浸透到涂层下介质浸透到涂层下,引起浓差电池引起浓差电池,腐蚀腐蚀使涂层破坏使涂层破坏;涂层受水浸渍后吸收水分，体积添加涂层受水浸渍后吸收水分，体积添加,内内应力使涂层鼓泡应力使涂层鼓泡;光照、温度、化学介质、磨损、机械损伤光照、温度、化学介质、磨损、机械损伤等引起涂层本身的破坏等引起涂层本身的破坏;施工不当而引起的破坏。施工不当而引起的破坏。涂料主成膜物质辅成膜物质次成膜物质填料油料和树脂半干性油干性油天然/合成树脂固化剂固化氧与油料不饱和双键聚合而固化溶剂挥发固化聚乙烯、聚过氯乙烯等。环氧、酚醛、呋喃、聚脂等着色颜料防锈颜料红丹(Pb3O4)、锌铬黄、锌粉、磷酸盐等体质颜料Fe2O3、铝粉、有机铬酸盐等。各种溶剂、稀释剂、催干剂、固化剂、防雾剂、增塑剂、触变剂、缓蚀剂等。4 4 涂料合理选用涂料合理选用 介质环境环境条件与涂料适用范围一致介质环境环境条件与涂料适用范围一致,思思索环境介质酸碱性、氧化性、腐蚀性、温度、光照等。索环境介质酸碱性、氧化性、腐蚀性、温度、光照等。外表性质针对不同维护对象基体性质外表性质针对不同维护对象基体性质,选择选择不同维护特性、粘合才干涂料。如酸固化涂料不能涂不同维护特性、粘合才干涂料。如酸固化涂料不能涂覆在易被酸腐蚀的钢铁外表，红丹不能用于铝、锌外覆在易被酸腐蚀的钢铁外表，红丹不能用于铝、锌外表。表。工程要求主要是针对维护要求年限、投资额工程要求主要是针对维护要求年限、投资额等经济目的加以综合参考。等经济目的加以综合参考。涂料性能合理配套重要，如用环氧基涂料等涂料性能合理配套重要，如用环氧基涂料等粘附性好的涂料作底漆，用磷化底漆作过渡中间层，粘附性好的涂料作底漆，用磷化底漆作过渡中间层，聚乙烯类作面漆等。合理配套可获的具有互补型、功聚乙烯类作面漆等。合理配套可获的具有互补型、功能型，维护效果优良的涂层。能型，维护效果优良的涂层。5.5.有机资料衬里有机资料衬里涂层较薄涂层较薄,易受碰损或强腐蚀环境的破坏易受碰损或强腐蚀环境的破坏,衬里具有防腐性和机械性双重功能衬里具有防腐性和机械性双重功能 常用。常用。玻璃钢衬里是用玻璃纤维加强树脂组成的覆盖层玻璃钢衬里是用玻璃纤维加强树脂组成的覆盖层,比普通涂层耐蚀性、机械性大为提高。比普通涂层耐蚀性、机械性大为提高。腻子层,填平，环氧+填料玻璃钢衬里 环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢、酚醛玻璃钢、呋喃玻璃钢、及各种改良型玻璃钢。Fe底层(环氧).附着力强热膨胀系数小 加强层多层玻璃织物树脂浸润面层致密,抗渗,耐蚀,耐磨衬里破坏方式衬里破坏方式1浸透破坏：水从衬里缺陷进入衬层或界面浸透破坏：水从衬里缺陷进入衬层或界面,破坏树脂粘合力。水可使玻璃纤维强度下降。破坏树脂粘合力。水可使玻璃纤维强度下降。应力作用使树脂开裂应力作用使树脂开裂,浸透加剧浸透加剧,金属界面电化金属界面电化学腐蚀使衬层鼓泡零落。学腐蚀使衬层鼓泡零落。2应力破坏：金属基体应力破坏：金属基体,树脂和玻璃纤维的线树脂和玻璃纤维的线膨胀系数差别较大膨胀系数差别较大,在环境在环境(冷、热冷、热)作用下作用下,或或固化过程会产生内应力固化过程会产生内应力,导致衬层龟裂剥离。导致衬层龟裂剥离。3腐蚀破坏：不同的衬里资料腐蚀破坏：不同的衬里资料,耐蚀性不同耐蚀性不同,需需合理选材合理选材,外表树脂腐蚀暴露纤维后会增大浸外表树脂腐蚀暴露纤维后会增大浸透性透性,促进衬层快速破坏。促进衬层快速破坏。玻璃钢衬里施工原那么 耐蚀、耐浸透、粘附力强、内应力小1 树脂选用：环氧树脂既耐蚀又粘附力强,，环氧改性可提高附着力，底层用环氧树脂涂料较适宜。树脂含量与固化度：高含量树脂为好(5070%),玻璃纤维作骨架,添加厚度和整体性,玻璃纤维应尽量少，使树脂完全固化。添加剂：添加固化剂、溶剂、增塑剂或填料。玻璃纤维：玻璃纤维应选用易为树脂浸润,高含胶量,玻璃纤维外表应加处置。施工：固化 固化 固化 外表处置涂底料刮腻子贴布贴布常温保养/热处置 热处置：提高固化速度,缩短工期,保证衬里质量,如环氧8090,酚醛120,呋喃130150。配制底料 配制腻子 胶粘剂配制玻纤处置废品检查8.7 结合维护 阴极维护+外表涂覆 外表涂覆 本身缺陷：微孔、构造 施工/服役过程-老化/开裂/损伤 电化学维护 电流大/极化难结合维护优点降低电耗，缩短极化时间改善电流分布/分散才干双重维护，平安可靠阴极维护 +缓蚀剂 协同作用1 电化学极化有利缓蚀剂成膜 如：黄铜外表构成-FeOOH,-FeOOH稳定，耐腐蚀2 外表电荷的调整，有利于缓蚀剂吸附作用
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