腐蚀经济测算与管理

,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,*,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,*,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,*,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,*,第十一章 腐蚀经济测算与管理,2.,间接损失,间接损失较难估算，一般包括如下五方面：,*停工；,*产品损失。,*产品的污染。,*降低产品效率。,*腐蚀余量设计。,由于缺乏恰当的腐蚀速度数据或者缺乏控制腐蚀的措 施为了“安全”，经常给予金属构件“充裕”的腐蚀余量。,至于腐蚀导致的人身安全事故，例如容器的爆炸、化工设备的突然破坏、飞机、火车、汽车的事故等造成的经济损失更难估算，还导致重大的社会及政治影响。,11.2,霍尔报告,霍尔报告是霍尔委员会于,1971,年向英国技术部提出的报告，按行业列出,1970,年英国的腐蚀费用。,从统计可以看出如下两个问题：,(1),腐蚀损失最多的四个部门,(,运输、海洋、建筑和石化,),。,其腐蚀占整个腐蚀损失的,77,66,。而采用现有的腐蚀防护技术，可分别节省损失的,28,57,、,19,64,、,25,及,8,33,。因此，在这四个部门中，石化工业重视腐蚀问题已采取了不少措施，可进一步节省的百分数最低；而在运输及建筑两大部门，则大有潜力可控，应大力开发已有防蚀技术的应用。,(2),总的看来，在估计腐蚀的,13,65,亿英镑中，若能利用现有的腐蚀防护技术，可节省,22,71,。,霍尔报告还指出，石油及化工部门由于腐蚀是工厂及产品的主要问题，而航空部门由于安全原因，都十分重视腐蚀和防护。但是，在另一些部门，例如运输、建筑、海洋部门片面认为腐蚀和生物死亡一样是不可避免的，它是一种不可救药的疾病，在经济上不值得控制，因而也就不值得主管它。,11.3 NBS,BCL,模型,NB,S,与,BCL,合作，在执行美国国会关于调查研究美国腐蚀的年损失时，首先分析了过去这类工作存在的一些局限性，即数据库小；腐蚀费用的有关定义的结构松散：经济分析技术的应用不够。,为了克服这些局限性，,NB,S,与,BcL,的腐蚀专家与经济学家合作，搜集足够的工业数据提出一个经济模型，从而,确定腐蚀的经济效应,。,腐蚀费用,包括如下的四方面共十二项：,(a),资本费用；更换设备及建筑；富裕容量；多余的设备。,(b),控制费用：维修费；腐蚀控制。,(c),设计费用：建筑材料；腐蚀余量；特殊工艺。,(d),相关费用：产品损失；技术支持：保险；零件及设备存货。,提出计算,总腐蚀费用,的方法。,对于不同工业界对腐蚀重要性应有所评价。,11.4,腐蚀管理,1,.,腐蚀失效分析,失效的机理或失效的形式,失效的原因是由于材料的性能满足不了服役,(,或制造、试车、储运,),时的力学、化学、热学等外界条件。,因此，按失效机理或失效形式，将失效分为：,变形、断裂、腐蚀、磨损、烧损、物理性能降级等。,对于广泛使用的金属结构材料，,腐蚀、磨损及断裂,是三种主要失效方式。,分析方法,现场调查：,*对破坏部位照相；,*听取负责人、操作者等介绍情况；,*了解工作条件，如化学介质的温度、浓度、,PH,值、杂质等，以及有无载荷、载荷类型及大小等；,*取样。,实验室分析：,分两步进行：（,1),收集数据。腐蚀形貌及产物分析，材料力学性能的查阅或测定；金相组织及断口,(,若是应力腐蚀断型事故,),形貌的观察；依据逻辑推理，初步确定失效原因和机理；（,2),进行验证性实验或,/,和前人结果，验证所提出的原因和机理。,提出防止或挽救措施。,失效分析应证据充分，推理严密。,2.,失效与管理,失效的原因涉及到设计、材料、工艺,(,包括冶金及机械制造,),及使用四方面的工作，设计思想是否正确，所选材料是否恰当，工艺是否合适，使用是否正确，四者之一都可导致失效。,A,设计,采用强度设计时，当工作应力确定后，强度越高则安全系数越大。,此外，设计还规定了材料和工艺。因此说，设计对失效起了主导作用。,B,材料,腐蚀发生在材料的表面，对腐蚀失效进行分析时，材料的耐蚀性是一个基础问题。材料也包括涂层材料，要从技术和经济两方面选择最佳的防护技术，这些技术也包括耐蚀材料和防护涂层的对比。,C,工艺,良好的材料需要合适的工艺来保证。例如，对于造船工处来说，引入了焊接工艺来提高生产率，但也引入了脆断问题；与此相对应，对于奥氏体不锈钢，应用了焊接工艺，也迎来了晶间腐蚀问题。,D,使用,用户对于设备及其工作环境的正确监护，可使设备“延年益寿”抵制腐蚀失效。,综上所述，为了全面管理腐蚀以及其他失效，应综合考虑：,设计是主导，材料是基础，工艺是保证，使用是监护,。,3.,防腐蚀对策的经济评价方法,腐蚀问题本质上也是个经济问题。防腐蚀工作的义务就是用最经济的办法解决所在单位的腐蚀问题。正因为如此，防腐蚀工作者应能从各种防腐蚀方法中选择最有效、最经济的方法。,关于经济评价的直接计算方法，在我国尚未有统一的标准。,我国目前与国际核算接轨，主要以,NACE,防蚀法的经济性技术委员会,(T-3C),推荐并公开的方法为基准，进行比较评价各种防腐蚀对策的经济性。目前此方法已对世界各国防腐蚀工作者产生很大帮助。（此内容参考有关资料）,第十章 思考题,1,防腐蚀设计包括哪几个方面,?,2,选材的原则及应考虑的因素是什么,?,3,防腐蚀结构设计应遵循的原则是什么,4,防腐蚀措施大体分哪几类,?,5,防腐蚀强度设计应注意哪几点,?,6,防腐蚀工艺设计中应注意哪些问题,?,本课程复习题,1,指出高温氧化理论,(Wagner),要点，结合金属氧化的等效电池模型推导,出高温氧化速度常数的表达式，并说明式中各参数的意义。,2.,图有哪些作用,?,举例说明。,并请参考右图，确定,1000,下，,Fe,、,Al,、,Mg,、,Cr,、,Ni,氧化所需,的平衡氧分压（分解压）。,3.,举例说明有哪些可能的阴极去极化剂,?,当有几种阴极去极化剂同时存在时，,如何判断哪一种发生还原的可能性最大,?,自然界中最常见的阴极去极化反应是什么,?,4.,何谓析氢腐蚀与吸氧腐蚀,?,发生析氢腐,蚀和吸氧腐蚀的必要条件是什么,?,5.,产生选择性腐蚀的根本原因是什么,?,哪些合金材料易产生选择性腐蚀？试述黄铜脱锌的机理及控制措施。,6.,室温下，铁在质量分数为,0.03,的氯化钠溶液中发生的的腐蚀为：,FeFe2,十,+2e,，测得其腐蚀电位,E,corr,=0.350V,，假设电阻可以忽略不计，试计算该腐蚀体系中阴、阳极的控制程度，并分析该腐蚀控制过程。（已知,=-0.440V,，,=0.401V,，,=1.6510,-15,，,0.21atm,下氧气的分压为,2.1310,4,Pa,）,7.,画出金属的阳极钝化曲线，并说明该曲线上各特性区和特性点的物理意义。,8.,什么叫电偶腐蚀,?,用混合电位理论阐述其基本原理。影响电偶腐蚀的主要因素是什么,?,9.,点蚀产生的条件和诱发因素是什么,?,衡量材料耐点蚀性能优劣的电化学指标有哪些,?,10,应力腐蚀的特征是什么,?,应力腐蚀阳极溶解的机理是什么,?,影响应力腐蚀的主要因素是什么,?,11,试分析比较防止应力腐蚀断裂和氢脆的主要措施。,12,何谓腐蚀疲劳,?,与纯机械疲劳和应力腐蚀断裂相比有何特点,?,13.,画出,Fe-H2O,体系的简化电位,-pH,图，标出腐蚀区、免蚀区、钝态区。为了使铁不受腐蚀，使铁的状态条件移出腐蚀区的可能途径有那些？,14,请根据下图解释阴极保护原理；阴极保护的基本参数是什么,?,15.,按缓蚀剂的作用机理，缓蚀剂可分为几种类型？简要说明缓蚀的电化学原理。,16.,防腐设计包括哪几个方面？试设计油罐的防腐方案。,17.,试述大气腐蚀的过程。为什么铝在大气中有较好的耐腐蚀性（从表面膜形成规律方面阐述）,18.,根据国际标准,ISO12944,，试设计西南交大一游泳馆钢结构的涂装防腐方案。,该游泳馆采用大跨度双箱梁,-,钢棒拉杆组合结构形式，要求钢结构能保持,30,年以上的防腐蚀年限。,