腐蚀及腐蚀控制课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,腐蚀及腐蚀控制,腐蚀及腐蚀控制,腐蚀和腐蚀控制,目录,腐蚀的定义,影响腐蚀速率的要素,腐蚀环境的分类,腐蚀控制,腐蚀和腐蚀控制目录 腐蚀的定义,腐蚀的定义,腐蚀是某种材料（通常是指某种金属），由于与周围环境发生反应而产生,的一种降解。,这种定义非常广泛，除了,金属,之外还有其他材料,，,如木料、混凝土和塑料,，,也会发生腐蚀,。,腐蚀的定义腐蚀是某种材料（通常是指某种金属），由于与周围环境,腐蚀,通常以其结果来描述（腐烂,/,锈蚀,/,老化）；,发生在工程材料上，一般是金属；,最常见产物是因氧的加入而形成的铁的氧化物（氧化铁或“锈”）；,是钢铁生产的逆向过程。,4,of 39,腐蚀 通常以其结果来描述（腐烂/锈蚀/老化）；4 o,钢,Steel,能量,Energy,自然界更喜欢低能量,Nature Prefers Low Energy,能量差,Difference,锈蚀、腐蚀产物、铁矿石,Rust, Corrosion Products, Iron Ore,5,of 39,钢能量自然界更喜欢低能量能量差锈蚀、腐蚀产物、铁矿石5 of,腐蚀,是随着时间的过去所发生的一种自然现象,是一种电化学反应,(,在金属上,),不同的金属，发生的速率也不同,钝化,可改善,(,减少,),自然腐蚀率,腐蚀是随着时间的过去所发生的一种自然现象,有些金属由于一种被称作为“,钝化,”的现象而发生较慢的腐蚀。,钝化是在表面上形成保护性氧化层，从而降低化学活动性并减少其发生,腐蚀的能力。,7,of 39,有些金属由于一种被称作为“钝化”的现象而发生较慢的腐蚀。7,腐蚀电池,如果腐蚀发生，会有,4,个要素形成腐蚀电池：,阳极,阴极,金属通道,电解液,Fe,+,Electron Flow (e-),Anode,Cathode,Metal Substrate,Corrosion attack at Anode,Positive Current,腐蚀电池如果腐蚀发生，会有4个要素形成腐蚀电池：Fe+E,腐蚀电池,返回通道（金属）,Return Path (Metallic),电子流,Electron Flow,电解液,Electrolyte,阴离子,- ions,阳离子,+ ions,阳极,Anode,阴极,Cathode,9,of 39,腐蚀电池 返回通道（金属） Return Path (M,在钢材上的腐蚀,钢材传输电流，提供金属通道,由于,（电）位能,的不同，会产生许多阳极和阴极区域,与电解液接触产生腐蚀,在电解液中溶解的化学盐,加速腐蚀反应,在钢材上的腐蚀钢材传输电流，提供金属通道,影响腐蚀速率的要素（环境因素）,腐蚀速率会受到以下方面的影响：,湿度,氧气,化学盐,温度,化学品和空气中所含的各种气体,通常，腐蚀速率会随着每一项含量的增加而增大,影响腐蚀速率的要素（环境因素）腐蚀速率会受到以下方面的影响,腐蚀环境的分类,什么是,ISO 12944？,ISO = International Standards Organisation (,www.iso.org,),它是总部设在瑞士的国际标准组织：,ISO 9001 ISO 9002 IS0 14001,在九十年代中期，涂料工业与腐蚀专家一起组成了一个委员会，研究有关钢结构的防腐问题,这就是,ISO 12944,新制阶段运用,12944,可以帮助最小化涂层的维修，进而帮助减少健康和安全的担心，环境影响和总体结构寿命成本,关键好处是在涂装工业术语和定义,的,标准化，避免由于传递有误差引起的误解。,所有人说同样话,腐蚀环境的分类 什么是 ISO 12944？ISO =,什么是,ISO 12944 ?,为工程师、工程顾问、工程承包方以及涂层的供应商提供了,全面的有关涂层防腐的指导。,ISO 12944,共分为 8 个部分,三,个参数,：,定义了涂装系统的,“,耐用年限,“,定义了环境的,“,腐蚀等级,”,为选择,涂装系统,提供了指导,什么是 ISO 12944 ?为工程师、工程顾问、工程承包方,ISO 12944,第 1 部分 通则,ISO 12944,第,1,部分描述了整个标准范围,这些功能包括防污漆，化学品和压载水储存和防火等,ISO,12944,没有包含高温区域,必须确保在设计寿命期间进行常规检查和小的修补,ISO 12944 第 1 部分 通则ISO 12944,ISO 12944,第 1 部分 通则,耐久性（耐用年限）,:,到第一次大修前的期望寿命,必须确保在设计寿命期间进行常规检查和,日常,修补,涂层第一次大修前的失效的判断依据由相关各方协定,(,基于,ISO 4628-1,，,2,，,3,，,4,，,5,),，,例如,Ri2,或,Ri3,表示为,3,个范围,ISO 12944 第 1 部分 通则耐久性（耐用年限）,ISO 4628-3-1982,锈蚀程度表示,Ri 1,0.05%,Ri 2,0.5%,Ri 3,1%,Ri 4,8%,Ri 5,40 50%,缺陷（锈蚀）程度, ISO4628,ISO 4628-3-1982 锈蚀程度表示Ri 1,ISO 12944,其余各部分摘要,ISO 12944 其余各部分摘要,ISO 12944,第 2 部分 环境的分类,大气环境,:,定义为金属试样 (低碳钢和锌) 在一年时间内的,重量损失 (,g/m,2,),或厚度的损失。,水和土壤,(,浸泡,/,掩埋),ISO 12944 第 2 部分 环境的分类大气环境 :,腐蚀及腐蚀控制,ISO 12944,第 2 部分 环境的分类,C5-I,指由于侵略性的化学品和酸碱硫等空气污染混合,和,高湿度的存在使,腐蚀性非常高的大气环境,C5-M,指腐蚀性和,C5-I,相似但有,着,更高盐分和更高湿度的海洋大气环境,适用于,C5-M,的配套不一定推荐给,C5-I,ISO 12944 第 2 部分 环境的分类C5-I 指,ISO 12944,第 2 部分 环境的分类,(,浸泡/掩埋),ISO 12944 第 2 部分 环境的分类 (浸泡/掩,ISO 12944,第 2 部分 环境的分类,(,浸泡/掩埋),浸水能细分为下面三个区,ISO 12944 第 2 部分 环境的分类 (浸泡/掩,ISO 12944,第,5,部分,防腐油漆系统,富锌底漆的定义,干膜中锌粉重量含量不小于,80,针对所有腐蚀类别列举了合适的通用油漆类别。,例如,C4,和,C5,环境常有富锌底漆，,C3,以下没有,通过干膜厚度来满足涂层设计寿命（或耐久力）,ISO 12944 第 5 部分 防腐油漆系统,ISO 12944,-5,标准推荐的防护漆干膜厚度,ISO 12944 -5 标准推荐的防护漆干膜厚度,ISO 12944 -5,防护涂装系统,ISO 12944 -5 防护涂装系统,环境分类,举例,C1,很低的腐蚀环境,机场航站楼内部,环境分类 举例,环境分类,举例,C2,低的腐蚀环境,无加热的仓库内部,环境分类 举例C2 低的腐蚀环境,环境分类,举例,C3,中等腐蚀环境,城市内的体育场,环境分类 举例,环境分类,举例,C4,高的腐蚀环境,工业和沿海的加工工厂,环境分类 举例C4 高的腐蚀环境,环境分类,举例,C5-I,很高的腐蚀环境,工业大气中的化工厂,环境分类 举例C5-I 很高的腐蚀环境,环境分类,举例,C5-M,很高的离岸腐蚀环境,离岸结构,Im2 ,浸海水环境,环境分类 举例C5-M 很高的离岸腐蚀环境Im2 浸,SSPC - Paint 20,无机富锌和有机富锌,锌粉含量,一级,锌粉,留在干膜中的重量,85%,二级,锌粉,留在干膜中的重量,77%, 85%,三级,锌粉,留在干膜中的重量,65%, 77%,锌粉质量,依据,ASTM D520,SSPC - Paint 20无机富锌和有机富锌,如果防腐不当，又会如何？,如果防腐不当，又会如何？,腐蚀控制,腐蚀可通过以下方法予以控制：,设计,缓蚀剂,材料选择,阴极保护,防腐涂料,改变环境,腐蚀控制腐蚀可通过以下方法予以控制：,设计,良好的设计应包括：,避免湿气、灰尘等的滞留,便于涂装施工,设计 良好的设计应包括：,避免易于产生灰尘/湿气的聚集,不理想,较好 最佳方法,湿气截留,避免易于产生灰尘/湿气的聚集 不理想,缓蚀剂,当加入环境中后，可减慢腐蚀速率的物质,通常加于密闭空间（例如管道）中的原油、冷却水、蒸汽,缓蚀剂当加入环境中后，可减慢腐蚀速率的物质,材料选择,电位序,(,海水温度为,25C),镁,Magnesium,最活跃,锌,Zinc,铝,Aluminum,低碳钢,Mild Steel,铸铁,Cast Iron,铜,Copper,不锈钢,Stainless Steel,银,Silver,金,Gold,铂,Platinum,最不活跃,材料选择 电位序 (海水温度为 25C),电化（不同金属）腐蚀的通用规则如下：,最活跃（或阳极的）金属发生腐蚀更快，而相对更惰性的（或阴极的）,金属可被保护，腐蚀较少,不同金属的电位差越大，电化腐蚀速率越快,电化（不同金属）腐蚀的通用规则如下： 最活跃（或阳极的）金,防腐涂料,使用涂料预防腐蚀的三大原理,:,屏蔽,效应,Barrier,effect,抑制（缓蚀）,效应,Inhibitor,effect,阴极保护,（牺牲）（,电化学,）,效应,Sacrificial,（,Galvanic effect,）,防腐涂料使用涂料预防腐蚀的三大原理:,屏,蔽,效应（,Barrier Effect）,一层密闭的涂层象一道屏障保护着基材的表面,如：环氧涂料,常用屏蔽颜料的有云母氧化铁，铝粉，玻璃鳞片,MIO,Aluminium,GlassFlake,屏蔽效应（Barrier Effect）一层密闭的涂层象一道,底材,表面的水汽,Distance,“as the,crow flies”,实际距离,屏,蔽,效应（,Barrier Effect）,底材表面的水汽Distance实际距离屏蔽效应（Barrie,底材,表面的水汽,Distance,“as the,crow flies”,实际距离,屏,蔽,效应（,Barrier Effect）,底材表面的水汽Distance实际距离屏蔽效应（Barrie,抑制效应（,Inhibitor Effect）,涂料钝化钢材表面：,对有抑制效应的涂层，,当水气进入涂层后,，与涂料中活性的,颜料反应，,在,涂料和金属之间接触面,形成钝化膜。,涂料混有防止锈蚀的颜料，如,:,红丹底漆（,Red Lead Primer),铬酸锌底漆（,Zinc Chromate Primer),磷酸锌底漆（,Zinc Phosphate Primer,抑制效应（Inhibitor Effect）涂料钝化钢材表面,阴极保护,（牺牲）（,电化学,）,效应,Sacrificial,（,Galvanic effect,）,涂料自身担当牺牲阳极,(,电化学效应),各种含锌底漆：,无机硅酸锌,环氧富锌,阴极保护（牺牲）（电化学）效应 Sacrificial （,富锌底漆,良好的附着力使得涂层不翘皮,湿汽使锌粉离子化,涂层破坏至钢材,当涂层破损至底材后，底漆中的锌粉成分被牺牲掉，底材得以被保护,钢材,Zn,2+,阴极保护,（牺牲）（,电化学,）,效应,富锌底漆良好的附着力使得涂层不翘皮湿汽使锌粉离子化涂层破坏,环氧富锌对比无机硅酸锌,环氧富锌对比无机硅酸锌,改变环境,可密封未使用区域以防止腐蚀,可使用减湿空气以保持较低的腐蚀速率,改变环境可密封未使用区域以防止腐蚀,问题与交流,腐蚀及腐蚀控制,