《環(huán)境工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》-5腐蝕與防護(hù)

1、SCNU環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)SCNU內(nèi) 容 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí) 通用設(shè)備通用設(shè)備 環(huán)保專用設(shè)備環(huán)保專用設(shè)備SCNU（二）環(huán)保設(shè)備的腐蝕與防護(hù)（二）環(huán)保設(shè)備的腐蝕與防護(hù)一、基礎(chǔ)知識(shí)一、基礎(chǔ)知識(shí)SCNU斷斷 裂：裂：強(qiáng)度、力學(xué)破壞、瞬間破壞強(qiáng)度、力學(xué)破壞、瞬間破壞磨磨 損：損：表面、力學(xué)表面、力學(xué)- -摩擦損壞、緩慢摩擦損壞、緩慢腐腐 蝕：蝕：表面、化學(xué)表面、化學(xué)- -力學(xué)損壞、不可再生力學(xué)損壞、不可再生材料失效的基本形式材料失效的基本形式1.1.引言引言SCNU塑料發(fā)脹或開裂塑料發(fā)脹或開裂木頭干裂或腐爛木頭干裂或腐爛花崗巖風(fēng)蝕花崗巖風(fēng)蝕水泥剝離脫落水泥剝離脫落材料材料 + 化學(xué)化學(xué) +

2、 力學(xué)力學(xué)腐蝕腐蝕腐蝕腐蝕(corrosion)源于拉丁文源于拉丁文“corrdere”，意即，意即“損壞損壞”、“腐爛腐爛”20世紀(jì)世紀(jì)60年代前，材料腐蝕的定義只局限于金屬年代前，材料腐蝕的定義只局限于金屬生銹：鐵及鐵基合金生成以水合氧化鐵為主的腐蝕生銹：鐵及鐵基合金生成以水合氧化鐵為主的腐蝕1.2 1.2 腐蝕的定義腐蝕的定義腐蝕的概念逐步涉及到整個(gè)材料領(lǐng)域腐蝕的概念逐步涉及到整個(gè)材料領(lǐng)域SCNU 廣義的腐蝕廣義的腐蝕材料在服役損壞過程中，腐蝕與磨損、腐材料在服役損壞過程中，腐蝕與磨損、腐蝕與斷裂往往協(xié)同進(jìn)行，甚至三種損壞同時(shí)發(fā)蝕與斷裂往往協(xié)同進(jìn)行，甚至三種損壞同時(shí)發(fā)生。生。廣義的腐蝕包

3、括了腐蝕與磨損、斷裂等的廣義的腐蝕包括了腐蝕與磨損、斷裂等的協(xié)同作用，是一個(gè)交叉學(xué)科的領(lǐng)域。協(xié)同作用，是一個(gè)交叉學(xué)科的領(lǐng)域。腐蝕的定義腐蝕的定義SCNU宏觀上：材料質(zhì)量流失、強(qiáng)度退化宏觀上：材料質(zhì)量流失、強(qiáng)度退化微觀上：組織、結(jié)構(gòu)或價(jià)態(tài)的改變微觀上：組織、結(jié)構(gòu)或價(jià)態(tài)的改變腐蝕的定義腐蝕的定義 腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)和物理腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)和物理作用產(chǎn)生的損壞或變質(zhì)現(xiàn)象。作用產(chǎn)生的損壞或變質(zhì)現(xiàn)象。腐蝕包括化學(xué)、電化腐蝕包括化學(xué)、電化學(xué)與機(jī)械因素或生物因素的共同作用。學(xué)與機(jī)械因素或生物因素的共同作用。 環(huán)境介質(zhì)：材料環(huán)境介質(zhì)：材料- -環(huán)境交互作用環(huán)境交互作用 表面表面

4、/ /界面現(xiàn)象界面現(xiàn)象 自發(fā)現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)象 材料損傷材料損傷SCNU腐蝕現(xiàn)象的本質(zhì)腐蝕現(xiàn)象的本質(zhì)電池類型電池類型原電池原電池腐蝕電池腐蝕電池電子通道電子通道外部導(dǎo)線外部導(dǎo)線鋼板本身鋼板本身離子通道離子通道內(nèi)部電解質(zhì)內(nèi)部電解質(zhì)表面連續(xù)水膜表面連續(xù)水膜SCNU腐蝕的特點(diǎn)腐蝕的特點(diǎn)（1 1）自發(fā)性）自發(fā)性1.1.引言引言SCNU（2 2）普遍性）普遍性純金屬最低能級(jí)狀態(tài)一般為其化合物（除純金屬最低能級(jí)狀態(tài)一般為其化合物（除Au、Pt）普遍存在的空氣和水是兩類主要腐蝕環(huán)境普遍存在的空氣和水是兩類主要腐蝕環(huán)境（O2、H+）腐蝕的特點(diǎn)腐蝕的特點(diǎn)1.1.引言引言SCNU（3 3）隱蔽性）隱蔽性發(fā)展速度緩慢發(fā)展

5、速度緩慢 不銹鋼在海水中點(diǎn)蝕：不銹鋼在海水中點(diǎn)蝕：10年孕育期年孕育期表現(xiàn)形式不易被發(fā)覺表現(xiàn)形式不易被發(fā)覺 生銹：容易觀察生銹：容易觀察 應(yīng)力腐蝕斷裂：表面光亮如新應(yīng)力腐蝕斷裂：表面光亮如新內(nèi)部滿布裂紋內(nèi)部滿布裂紋腐蝕的特點(diǎn)腐蝕的特點(diǎn)1.1.引言引言SCNU材料腐蝕給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失材料腐蝕給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失腐蝕事故危及人身安全腐蝕事故危及人身安全腐蝕造成資源和能源的浪費(fèi)腐蝕造成資源和能源的浪費(fèi)腐蝕引起環(huán)境污染腐蝕引起環(huán)境污染1.31.3腐蝕造成的危害腐蝕造成的危害1.1.引言引言SCNU自然環(huán)境中的自然環(huán)境中的腐蝕腐蝕生物環(huán)境中的生物環(huán)境中的腐蝕腐蝕大氣腐蝕大氣腐蝕土壤腐蝕土壤腐蝕淡

6、水和海水腐蝕淡水和海水腐蝕微生物腐蝕微生物腐蝕按按材材料料所所在在環(huán)環(huán)境境1.51.5金屬腐蝕分類金屬腐蝕分類工業(yè)環(huán)境中工業(yè)環(huán)境中的腐蝕的腐蝕酸、堿、鹽溶液中酸、堿、鹽溶液中的腐蝕的腐蝕工業(yè)水中的腐蝕工業(yè)水中的腐蝕熔鹽中的腐蝕熔鹽中的腐蝕石油天然氣的腐蝕石油天然氣的腐蝕液態(tài)金屬的腐蝕液態(tài)金屬的腐蝕宇航環(huán)境宇航環(huán)境核工業(yè)環(huán)境核工業(yè)環(huán)境SCNU按按材材料料腐腐蝕蝕形形態(tài)態(tài) 全面腐蝕全面腐蝕 均勻腐蝕均勻腐蝕 不均勻腐蝕不均勻腐蝕金屬腐蝕分類金屬腐蝕分類局部腐蝕局部腐蝕 點(diǎn)蝕（孔蝕）點(diǎn)蝕（孔蝕） 縫隙腐蝕及絲狀腐蝕縫隙腐蝕及絲狀腐蝕 電偶腐蝕（接觸腐蝕）電偶腐蝕（接觸腐蝕） 晶間腐蝕晶間腐蝕 選擇性

7、腐蝕選擇性腐蝕SCNU電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕按按腐腐蝕蝕反反應(yīng)應(yīng)機(jī)機(jī)理理電化學(xué)作用電化學(xué)作用電化學(xué)電化學(xué)+ +機(jī)械作用機(jī)械作用 應(yīng)力腐蝕開裂應(yīng)力腐蝕開裂 腐蝕疲勞腐蝕疲勞 磨損腐蝕（沖擊、振動(dòng)）磨損腐蝕（沖擊、振動(dòng)） 氫致腐蝕氫致腐蝕 空泡腐蝕空泡腐蝕電化學(xué)電化學(xué)+ +生物作用生物作用物理溶解腐蝕物理溶解腐蝕 ：Fe在液體鈉中的腐蝕在液體鈉中的腐蝕金屬腐蝕分類金屬腐蝕分類化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 ：高溫氧化：高溫氧化SCNU各種腐蝕所占比例各種腐蝕所占比例1.2%22% 全面腐蝕全面腐蝕應(yīng)力腐蝕斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂19%腐蝕疲勞腐蝕疲勞23%11%點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕8% 晶間腐蝕晶間腐蝕6% 磨蝕磨蝕2% 高溫腐蝕高

8、溫腐蝕 8%其他其他氫腐蝕及氫脆氫腐蝕及氫脆1.1.引言引言SCNU電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕間接進(jìn)行間接進(jìn)行化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕直接進(jìn)行直接進(jìn)行被氧化金屬被氧化金屬電子交換電子交換被還原物質(zhì)被還原物質(zhì)氧化氧化過程過程還原還原過程過程是否產(chǎn)生電流是否產(chǎn)生電流化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕同一過程同一過程不可分割不可分割否否是是兩個(gè)獨(dú)立過程兩個(gè)獨(dú)立過程一般在不同部位一般在不同部位2.2.基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論SCNU明確電化學(xué)腐蝕的明確電化學(xué)腐蝕的概念概念：電化學(xué)腐蝕是腐蝕電池的電極反應(yīng)的結(jié)果電化學(xué)腐蝕是腐蝕電池的電極反應(yīng)的結(jié)果電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是形成了腐蝕電池電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是形成了腐蝕電池2.12.

9、1電化學(xué)腐蝕基本概念電化學(xué)腐蝕基本概念2.2.基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論SCNU定義定義: 原電池原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。 2、原電池的工作原理、原電池的工作原理較活潑的金屬發(fā)生較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬電子從較活潑的金屬(負(fù)極負(fù)極)通過外電路流向較不活潑的金屬通過外電路流向較不活潑的金屬(正極正極)。 負(fù)極 正極電子流向電子流向電流流向電流流向SCNU原電池：化學(xué)能原電池：化學(xué)能電能電能陽極陽極 Anode (-)負(fù)極負(fù)極 Zn Zn2+ + 2e陰極陰極 Cathode (+)正極正極 2NH4+ +2e2 NH3 + H2SCNU氧化反應(yīng)

10、氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液失失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)Cu2+2e- =Cu陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極負(fù)極正極正極 Cu2+2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽離子陽離子外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路SCNU251 Wh kg-13153 Wh kg-1SCNU二、環(huán)保設(shè)備的腐蝕與防護(hù)二、環(huán)保

11、設(shè)備的腐蝕與防護(hù)- 基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論SCNU2.2.基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論SCNU原電池原電池電解池電解池原電池與電解池比較原電池與電解池比較SCNU腐蝕電池的分類腐蝕電池的分類 根據(jù)構(gòu)成腐蝕電池的根據(jù)構(gòu)成腐蝕電池的電極尺寸大小電極尺寸大小可可將腐將腐蝕電池分為兩大類：蝕電池分為兩大類：1.1.宏觀腐蝕電池宏觀腐蝕電池電極尺寸相對(duì)較大電極尺寸相對(duì)較大（用肉眼可區(qū)分陰、陽極）（用肉眼可區(qū)分陰、陽極）2.2.微觀腐蝕電池微觀腐蝕電池電極尺寸相對(duì)微小電極尺寸相對(duì)微小SCNU(a) 丹聶爾電池丹聶爾電池 (b) 艦船推進(jìn)器艦船推進(jìn)器 (c) 銅鉚釘鉚接的鋁制容器銅鉚釘鉚接的鋁制容器1 異種金屬浸于不同的電解

12、質(zhì)溶液異種金屬浸于不同的電解質(zhì)溶液： （a）2 電偶電池電偶電池: 異種金屬在同一腐蝕介質(zhì)中相接觸：異種金屬在同一腐蝕介質(zhì)中相接觸： （b）（）（c）艦殼（鋼板）艦殼（鋼板）青銅螺旋槳青銅螺旋槳宏觀腐蝕電池宏觀腐蝕電池SCNUSCNU 微觀腐蝕原電池 腐蝕原電池：金屬腐蝕的短路原電池。 產(chǎn)生條件： 化學(xué)成分不均一； 組織結(jié)構(gòu)不均一； 物理狀態(tài)不均一； 表面氧化膜不完整。 引起金屬表面電極電位的不同。 電極電位較低作陽極（腐蝕），較高作陰極。SCNU電化學(xué)腐蝕的總反應(yīng)之所以能分成兩個(gè)過程：電化學(xué)腐蝕的總反應(yīng)之所以能分成兩個(gè)過程：因?yàn)椋捍嬖诮饘倥c水溶液電解質(zhì)兩類導(dǎo)體；因?yàn)椋捍嬖诮饘倥c水溶液電解質(zhì)兩

13、類導(dǎo)體；金屬表面的微觀區(qū)域存在差異。金屬表面的微觀區(qū)域存在差異。陰極過程與陽極過程分別在金屬陰極過程與陽極過程分別在金屬/溶液界面的溶液界面的不同部位進(jìn)行，構(gòu)成了不同部位進(jìn)行，構(gòu)成了微電池微電池腐蝕微電池腐蝕微電池SCNUFe2+ +2e=FeE0=-0.44V2H2O + O2 + 4e= 4OH-E0=1.23V腐蝕微電池腐蝕微電池SCNUSCNUSCNUSCNUSCNUSCNU鹽水滴試驗(yàn)鹽水滴試驗(yàn)SCNU金屬表面電化學(xué)的不均勻性，使金屬材料表面存在微小金屬表面電化學(xué)的不均勻性，使金屬材料表面存在微小的電位高低不等的區(qū)域，主要類型有：的電位高低不等的區(qū)域，主要類型有：1 金屬表面化學(xué)成分不

14、均勻性而引起的微觀電池金屬表面化學(xué)成分不均勻性而引起的微觀電池例如：工業(yè)純鋅中的鐵雜質(zhì)例如：工業(yè)純鋅中的鐵雜質(zhì)FeZn7、碳鋼中的滲碳體、碳鋼中的滲碳體Fe3C、鑄鐵中的石墨等，在腐蝕介質(zhì)中，金屬表面就形成、鑄鐵中的石墨等，在腐蝕介質(zhì)中，金屬表面就形成了許多微陰極和微陽極，因此導(dǎo)致腐蝕。了許多微陰極和微陽極，因此導(dǎo)致腐蝕。Zn：Al、Pb陽極；陽極；Fe、Cu陰極陰極微觀腐蝕電池微觀腐蝕電池SCNU微觀腐蝕電池微觀腐蝕電池2 金屬組織不均勻性構(gòu)成的微觀電池金屬組織不均勻性構(gòu)成的微觀電池例如：晶粒晶界腐蝕微電池，晶界例如：晶粒晶界腐蝕微電池，晶界作為腐蝕電池的陽極而優(yōu)先發(fā)生腐蝕。作為腐蝕電池的陽

15、極而優(yōu)先發(fā)生腐蝕。SCNU微觀腐蝕電池微觀腐蝕電池3 金屬表面物理狀態(tài)的不均勻性構(gòu)成的微觀電金屬表面物理狀態(tài)的不均勻性構(gòu)成的微觀電池池各部分應(yīng)力分布不均勻或形變不均勻各部分應(yīng)力分布不均勻或形變不均勻?qū)е赂g微電池。變形大或應(yīng)力集中的部導(dǎo)致腐蝕微電池。變形大或應(yīng)力集中的部位可能成為陽極而腐蝕。位可能成為陽極而腐蝕。鋼板彎曲處、鉚釘頭部區(qū)域容易優(yōu)先腐鋼板彎曲處、鉚釘頭部區(qū)域容易優(yōu)先腐蝕。蝕。金屬變形不均勻形成的原電池金屬變形不均勻形成的原電池SCNU微觀腐蝕電池微觀腐蝕電池4 金屬表面膜不完整構(gòu)成的微觀電池金屬表面膜不完整構(gòu)成的微觀電池?zé)o論是金屬表面形成的鈍化膜，還是鍍覆的陰極性無論是金屬表面形成

16、的鈍化膜，還是鍍覆的陰極性金屬鍍層，由于存在孔隙或發(fā)生破損，使得該處裸露的金金屬鍍層，由于存在孔隙或發(fā)生破損，使得該處裸露的金屬基體的電位較負(fù)，構(gòu)成腐蝕微電池，孔隙或破損處作為屬基體的電位較負(fù)，構(gòu)成腐蝕微電池，孔隙或破損處作為陽極而受到腐蝕。陽極而受到腐蝕。金屬表面膜有空隙時(shí)形成的原電池金屬表面膜有空隙時(shí)形成的原電池SCNU電極電極：電極系統(tǒng)中的電子導(dǎo)體相：電極系統(tǒng)中的電子導(dǎo)體相陽極：陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)的電極發(fā)生氧化反應(yīng)的電極陽極反應(yīng)：失去電子的反應(yīng)，氧化反應(yīng)陽極反應(yīng)：失去電子的反應(yīng)，氧化反應(yīng)陰極：陰極：發(fā)生還原反應(yīng)的電極發(fā)生還原反應(yīng)的電極陰極反應(yīng)：得到電子的反應(yīng)，還原反應(yīng)陰極反應(yīng)：得到電子的

17、反應(yīng)，還原反應(yīng)2.1電化學(xué)基本概念電化學(xué)基本概念原電池產(chǎn)生電流：兩電極之間的電位差引起原電池產(chǎn)生電流：兩電極之間的電位差引起電極反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力：電池的電位差電極反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力：電池的電位差陰極陰極電位高：正極；電位高：正極；陽極陽極電位低：負(fù)極電位低：負(fù)極SCNU電化學(xué)腐蝕反應(yīng)具有一般電化學(xué)反應(yīng)的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)具有一般電化學(xué)反應(yīng)的特征特征：1. 金屬金屬/電解質(zhì)之間存在帶電的電解質(zhì)之間存在帶電的界面層界面層與界面層結(jié)構(gòu)有關(guān)的因素均影響腐蝕過程與界面層結(jié)構(gòu)有關(guān)的因素均影響腐蝕過程2. 金屬失電子與氧化劑得電子一般金屬失電子與氧化劑得電子一般不在同一地點(diǎn)不在同一地點(diǎn)發(fā)生發(fā)生金屬內(nèi)部與電解質(zhì)局部有電流通

18、過金屬內(nèi)部與電解質(zhì)局部有電流通過3. 反應(yīng)產(chǎn)物可在近處或遠(yuǎn)離表面處生成反應(yīng)產(chǎn)物可在近處或遠(yuǎn)離表面處生成2.12.1電化學(xué)腐蝕基本概念電化學(xué)腐蝕基本概念二、環(huán)保設(shè)備的腐蝕與防護(hù)二、環(huán)保設(shè)備的腐蝕與防護(hù)-基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論SCNU+-金屬金屬過過剩剩電電子子溶液溶液-金屬金屬溶液溶液+電位分布電位分布2.2 2.2 電極電位的產(chǎn)生電極電位的產(chǎn)生電極電位：電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體接觸時(shí)的界面電位差電極電位：電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體接觸時(shí)的界面電位差 材料在電解質(zhì)溶液中形成的雙電層材料在電解質(zhì)溶液中形成的雙電層相當(dāng)于電容器相當(dāng)于電容器SCNU金屬金屬-溶液界面上建立了溶液界面上建立了雙電層，雙電層，使得金使得金屬與

19、溶液間產(chǎn)生電位差，這種電位差稱為屬與溶液間產(chǎn)生電位差，這種電位差稱為電極電位電極電位影響因素影響因素1. 構(gòu)成電極的物質(zhì)自身性質(zhì)構(gòu)成電極的物質(zhì)自身性質(zhì)2. 物質(zhì)表面狀態(tài)物質(zhì)表面狀態(tài)3. 溶液中離子的濃度溶液中離子的濃度4. 氣態(tài)物質(zhì)的分壓、溫度氣態(tài)物質(zhì)的分壓、溫度2.22.2電極電位的定義電極電位的定義SCNU+自由離子自由離子水化水化水化金屬離子水化金屬離子進(jìn)入溶液進(jìn)入溶液eM+eM+-+eM+M+eM+M+ -界面雙電層界面雙電層（1）界面金屬原子）界面金屬原子+極性水分子極性水分子SCNU金屬浸在電解質(zhì)溶液中，金屬浸在電解質(zhì)溶液中，會(huì)建立起雙電層會(huì)建立起雙電層由緊密層和擴(kuò)散層組成由緊密層

20、和擴(kuò)散層組成金屬表面積累了過剩金屬表面積累了過剩電子，使金屬帶負(fù)電電子，使金屬帶負(fù)電緊靠金屬表面的液層緊靠金屬表面的液層帶正電帶正電緊密層緊密層擴(kuò)散層擴(kuò)散層界面雙電層界面雙電層SCNUEM n+ + / M = = EM n+ + / M + +ln aM0RTnFn + +K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 2.3 2.3 標(biāo)準(zhǔn)電極電位標(biāo)準(zhǔn)電極電位 能斯特方程反應(yīng)了平衡電極電位與溫度、參與反能斯特方程反應(yīng)了平衡電極電位與溫度、參與反應(yīng)的各物質(zhì)活度和壓強(qiáng)間的關(guān)系。應(yīng)的各物質(zhì)活度和壓強(qiáng)間的關(guān)系。 純金屬（或純金屬（或1atm純氣體）浸于自身離子活

21、度為純氣體）浸于自身離子活度為1mol/L的溶液中的平衡電極電位。的溶液中的平衡電極電位。SCNU 利用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)序，在原電池中，可以判斷電勢(shì)小者易氧化，為負(fù)極；在電解池中，陽極上小者先氧化，陰極上大者先還原。SCNU電極電極）/V 電極電極E0（SHE）/VNa/Na+Mg/Mg2+Be/Be2+Al/Al3+Ti/Ti2+Zr/Zr2+Mn/Mn2+Zn/Zn2+Cr/Cr3+Fe/Fe2+Cd/Cd2+-2.713-2.37-1.85-1.676-1.63-1.53-1.18-0.763-0.74-0.44-0.403Ni/Ni2+Sn/Sn2+Pb/Pb2+Fe/Fe3+H2/H+Cu/

22、Cu2+Cu/Cu+Hg/Hg2+Ag/Ag+Pd/Pd2+Pt/Pt+-0.25-0.136-0.126-0.0360.0+0.337+0.521+0.789+0.799+0.987+1.2In/In3+Co/Co2+-0.342-0.277Au/Au3+Au/Au+1.5+1.7E0（SHE電動(dòng)序電動(dòng)序SCNU+2.866F2(g) + 2e = = 2F(aq)-2.924-2.713-1.676-0.763-0.4400.000+0.340+0.535+0.800+1.065+1.358+1.680K+(aq) + e = = K(s)Na+(aq) + e = = Na(s)Al3+

23、(aq) + 3e = =Al(s)Zn2+(aq) + 2e = = Zn(s)Fe2+(aq) + 2e = = Fe(s)2H+(aq) + 2e = = H2(g)Cu2+(aq) + e = = Cu(s)I2(s) + 2e = = 2IAg+(aq) + e = = Ag(s)Br2(l) + 2e = = 2Br(aq)Cl2(g) + 2e = = 2Cl(aq)Au+ + e = = Au(s)Eo, VLi+(aq) + e = = Li(s) -3.040SCNU2.2.基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論2.4 極化現(xiàn)象極化現(xiàn)象SCNU 陽極鈍化防腐陽極鈍化防腐腐蝕防護(hù)的基本途徑腐蝕防護(hù)

24、的基本途徑提高材料本身的抗蝕性：提高材料本身的抗蝕性：材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性控制腐蝕動(dòng)力學(xué)控制腐蝕動(dòng)力學(xué)改變環(huán)境：改變環(huán)境：介質(zhì)溫度與流速，介質(zhì)中介質(zhì)溫度與流速，介質(zhì)中O2 、 SO2含量，改含量，改變?nèi)芤鹤內(nèi)芤簆H值，改變應(yīng)力狀態(tài)，加入緩蝕劑等值，改變應(yīng)力狀態(tài)，加入緩蝕劑等電化學(xué)保護(hù)：電化學(xué)保護(hù)：陰極極化降低氧化反應(yīng)速度陰極極化降低氧化反應(yīng)速度SCNU采用涂鍍層和表面改性：采用涂鍍層和表面改性：化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、金屬涂鍍層、非金屬涂層、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、金屬涂鍍層、非金屬涂層、改變材料表面結(jié)構(gòu)改變材料表面結(jié)構(gòu)將材料與腐蝕介質(zhì)隔開：將材料與腐蝕介質(zhì)隔開：采用襯里、防銹油、防銹紙等采用襯里、防

25、銹油、防銹紙等正確選材與合理設(shè)計(jì)正確選材與合理設(shè)計(jì)腐蝕與防護(hù)的管理與教育腐蝕與防護(hù)的管理與教育腐蝕防護(hù)的基本途徑腐蝕防護(hù)的基本途徑3.3.設(shè)備防護(hù)設(shè)備防護(hù)SCNUSCNU 3.1、腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì) 正確選材 防蝕方法的選擇（材料選擇、電化學(xué)保護(hù)、涂層保護(hù)、改變環(huán)境） 防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 防蝕強(qiáng)度設(shè)計(jì) 滿足防蝕要求的加工方法3.3.設(shè)備的腐蝕防護(hù)設(shè)備的腐蝕防護(hù)SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 避免殘留液和沉積物造成腐蝕 應(yīng)力求將容器、設(shè)備內(nèi)部的液體排凈，避免滯留的液體、沉積物遺留在出口管及底部造成濃差腐蝕或沉積物腐蝕。3.3.設(shè)備的腐蝕防護(hù)設(shè)備的腐蝕防護(hù)SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 防

26、止電偶腐蝕 材料相同；電偶序相近；大陽極小陰極的有利結(jié)合，避免大陰極小陽極的危險(xiǎn)連接。SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 防止縫隙腐蝕 連接除焊接外還有鉚接、銷釘連接、螺栓連接、法蘭連接等。SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 為了防止縫隙腐蝕，可采用如下措施： 以焊接代替鉚接。 改善鉚接狀況。在鉚縫中可填入一層不吸潮的墊片。 容器底部的處置。不要直接與多孔基礎(chǔ)（如土壤）接觸，要用支座等與之隔離開。 法蘭連接處墊片不宜過長，盡量采用不吸濕的材料作墊片。 避免加料時(shí)溶液飛濺到器壁，引起沉積物下的縫隙腐蝕。因此加料口應(yīng)盡量接近容器內(nèi)的液面。SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 防止液

27、體的湍流腐蝕 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意避免過度的湍流、渦流。 避免外形和形狀的突變，會(huì)引起超流速與湍流的發(fā)生。 管線的彎曲半徑應(yīng)盡可能大，避免直角彎曲。 在高流速接頭部位，不要采用T型分叉結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用曲線逐漸過渡結(jié)構(gòu)。 SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 避免應(yīng)力過分集中 尖角以圓角過渡；施焊時(shí)把焊口加工成相同的厚度。 減少聚集的、交叉的和閉合的焊縫；施焊時(shí)保證被焊接金屬結(jié)構(gòu)能自由伸縮。 內(nèi)孔焊接法比漲管法好，既減少縫隙，又減小應(yīng)力腐蝕破裂。SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 設(shè)備和構(gòu)筑物的位置要合理 設(shè)備裝置的布置應(yīng)盡量避免相互之間可能產(chǎn)生的不利或有害影響，如貯液設(shè)備、液體輸送設(shè)備或排泄設(shè)備

28、應(yīng)與電控設(shè)備留有一定的安全距離。 電氣控制等設(shè)備應(yīng)盡可能避開具有腐蝕性的環(huán)境，如在含有或可能泄漏Cl2、HCl、H2S等腐蝕性和有毒性氣體的局部環(huán)境中，要盡量避免布置電氣設(shè)備或未做防腐處理的其他設(shè)備。SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) （2）防蝕強(qiáng)度設(shè)計(jì) 主要考慮材料的腐蝕裕量、局部腐蝕強(qiáng)度和材料腐蝕強(qiáng)度變化。 腐蝕裕量的選擇：根據(jù)材料腐蝕速度取恰當(dāng)裕量。 局部腐蝕的強(qiáng)度設(shè)計(jì)：對(duì)于晶間腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕等，正確選材或控制環(huán)境介質(zhì)，注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。對(duì)于應(yīng)力腐蝕斷裂、腐蝕疲勞，有可能做出合適可靠的設(shè)計(jì)。SCNUSCNU3.1 設(shè)備腐蝕防護(hù)技術(shù) 材料耐蝕強(qiáng)度特性的變化 在加工及施工處理時(shí)，可

29、能會(huì)引起材料耐蝕強(qiáng)度特性的變化，應(yīng)加以注意。如某些不銹鋼在焊接時(shí)，由于敏化溫度影響而造成晶間腐蝕，使材料強(qiáng)度下降，可能會(huì)在使用中造成斷裂事故。 （3）其它防蝕設(shè)計(jì) 使用防蝕涂料、電化學(xué)保護(hù)、緩蝕劑或電鍍、化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜等其它工藝性防腐蝕措施等。SCNUSCNU 3.2設(shè)備的電化學(xué)保護(hù) 根據(jù)金屬電化學(xué)腐蝕原理對(duì)金屬設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的一種有效方法。 按照作用原理不同，分為陰極保護(hù)和陽極保護(hù)。3.3.設(shè)備的腐蝕防護(hù)設(shè)備的腐蝕防護(hù)SCNUSCNU 2、緩蝕劑 緩蝕劑是一種在很低的濃度下，能阻止或減緩金屬在腐蝕性介質(zhì)中腐蝕速度的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物。 必須具備的條件：用量極少、防蝕效果好和不改變介質(zhì)的其他化學(xué)性質(zhì)。 分類 按化學(xué)組成：無機(jī)緩蝕劑（硝酸鹽、鉻酸鹽、碳酸鹽、鉬酸鹽等）和有機(jī)緩蝕劑（醛類、胺類、雜環(huán)化合物等）。 按對(duì)電極過程的影響：陽極緩蝕劑（鉻酸鹽、硅酸鈉、苯甲酸鈉等）、陰極緩蝕劑（SbC