金屬在某些環(huán)境中的腐蝕與防護(hù)ppt課件

1、資料腐蝕與防護(hù)資料腐蝕與防護(hù)貴州大學(xué)資料與冶金學(xué)院貴州大學(xué)資料與冶金學(xué)院7.1 大氣腐蝕大氣腐蝕7.2 土壤腐蝕土壤腐蝕7.3 海水腐蝕海水腐蝕 第七章第七章 金屬在某些環(huán)境中的腐蝕金屬在某些環(huán)境中的腐蝕 大氣的腐蝕性大氣的腐蝕性 大氣腐蝕的特點大氣腐蝕的特點 大氣腐蝕的影響要素大氣腐蝕的影響要素 防銹防銹大氣腐蝕 土壤腐蝕的特點土壤腐蝕的特點 埋地鋼鐵管道的維護(hù)埋地鋼鐵管道的維護(hù) 土壤腐蝕的幾種常見方式土壤腐蝕的幾種常見方式 土壤腐蝕 海水腐蝕海水腐蝕 船舶和海洋設(shè)備的維護(hù)船舶和海洋設(shè)備的維護(hù) 海水腐蝕7.1 7.1 大氣腐蝕大氣腐蝕成成 分分克克/米米重量重量成成 分分毫克毫克/米米重量重

2、量ppm空氣空氣1172100氖氖(Ne)1412氮氮(N2)87975氪氪(Kr)43氧氧(O2)26923氦氦(He)0.80.7氬氬(Ar)151.26氙氙(Xe)0.50.4水蒸汽水蒸汽80.70氫氫(H2)0.050.04二氧化碳二氧化碳 0.50.04大氣的近似組成大氣的近似組成(10oC(10oC，100KPa)100KPa)空氣中氧的含量約空氣中氧的含量約23%23%，是大量的也是主要的腐，是大量的也是主要的腐蝕劑，直接參與金屬的腐蝕反響。蝕劑，直接參與金屬的腐蝕反響。空氣相對濕度對金屬的大氣腐蝕也有重要影響?？諝庀鄬穸葘饘俚拇髿飧g也有重要影響。( (相對濕度相對濕度 ：

3、空氣中水蒸氣含量與同溫度下飽和：空氣中水蒸氣含量與同溫度下飽和水蒸氣含量的比值的百分?jǐn)?shù)水蒸氣含量的比值的百分?jǐn)?shù)) )。 雜雜 質(zhì)質(zhì) 典型濃度，微克典型濃度，微克/ /米米二氧化硫二氧化硫(SO2)工業(yè)區(qū)：冬天工業(yè)區(qū)：冬天350，夏天，夏天100農(nóng)村地區(qū)：冬天農(nóng)村地區(qū)：冬天100，夏天，夏天40二氧化硫二氧化硫(SO3) 大約為大約為SO2含量的含量的10硫化氫硫化氫(H2S)工業(yè)區(qū)：工業(yè)區(qū)：1.590城市地帶：城市地帶：0.51.7農(nóng)村地區(qū)：農(nóng)村地區(qū)：0.150.45春季測量數(shù)字春季測量數(shù)字氨氨(NH3)工業(yè)區(qū)：工業(yè)區(qū)：4.8農(nóng)村地區(qū)：農(nóng)村地區(qū)：2.1氯化物氯化物(空氣樣品空氣樣品)內(nèi)地工業(yè)區(qū)

4、：冬天內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天4.8，夏天，夏天2.7沿海農(nóng)村區(qū)：年平均沿海農(nóng)村區(qū)：年平均5.4氯化物氯化物(雨水樣品雨水樣品)內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天7.9，夏天，夏天5.3沿海農(nóng)村區(qū)：冬天沿海農(nóng)村區(qū)：冬天57，夏天，夏天18毫克毫克/升升塵粒塵粒工業(yè)區(qū)：冬天工業(yè)區(qū)：冬天250，夏天，夏天100農(nóng)村地區(qū)：冬天農(nóng)村地區(qū)：冬天60，夏天，夏天15大氣的次要成分大氣的次要成分( (雜質(zhì)雜質(zhì)) ) 當(dāng)空氣濕度到達(dá)當(dāng)空氣濕度到達(dá)100%100%，構(gòu)成肉眼可見的水膜；，構(gòu)成肉眼可見的水膜；當(dāng)空氣的相對濕度低于當(dāng)空氣的相對濕度低于100%100%，金屬外表也能夠，金屬外表也能夠構(gòu)成水膜，緣由是：構(gòu)成水膜，

5、緣由是： 由于金屬外表上構(gòu)成的水膜并不是純真的水，由于金屬外表上構(gòu)成的水膜并不是純真的水，構(gòu)成電解質(zhì)溶液。因此，大氣腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕構(gòu)成電解質(zhì)溶液。因此，大氣腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕范疇。范疇。 毛細(xì)凝聚毛細(xì)凝聚化學(xué)凝聚化學(xué)凝聚 吸附凝聚吸附凝聚毛細(xì)管半徑毛細(xì)管半徑Ao冷疑時相對濕度冷疑時相對濕度%毛細(xì)管半徑毛細(xì)管半徑 Ao冷疑時相對濕度冷疑時相對濕度%3609447989080302115706050構(gòu)件中的狹縫構(gòu)件中的狹縫金屬外表上的灰塵金屬外表上的灰塵腐蝕產(chǎn)物中的細(xì)孔腐蝕產(chǎn)物中的細(xì)孔大氣腐蝕條件下水汽毛細(xì)凝聚的能夠中心大氣腐蝕條件下水汽毛細(xì)凝聚的能夠中心毛細(xì)管半徑與水汽冷疑所需相對濕度的關(guān)系

6、毛細(xì)管半徑與水汽冷疑所需相對濕度的關(guān)系溶液中的鹽溶液中的鹽相對濕度相對濕度%溶液中的鹽溶液中的鹽相對濕度相對濕度%硫酸銅硫酸銅硫酸鉀硫酸鉀硫酸鈉硫酸鈉碳酸鈉碳酸鈉 硫酸亞鐵硫酸亞鐵硫酸鋅硫酸鋅 硫酸鎬硫酸鎬 氯化鉀氯化鉀 硫酸銨硫酸銨989893929290898681氯化銨氯化銨氯化鈉氯化鈉氯化亞銅氯化亞銅氯化亞鐵氯化亞鐵 氯化鎳氯化鎳 碳酸鉀碳酸鉀 氯化鎂氯化鎂 氯化鈣氯化鈣 氯化鋅氯化鋅807668565444343210與飽和鹽溶液平衡的空氣相對濕度與飽和鹽溶液平衡的空氣相對濕度( 20oC )( 20oC )吸附水膜厚度與空氣相對濕度的關(guān)系吸附水膜厚度與空氣相對濕度的關(guān)系( (干凈的

7、細(xì)磨過的鐵外表干凈的細(xì)磨過的鐵外表) ):干大氣腐蝕干大氣腐蝕 =10100:潮大氣腐蝕潮大氣腐蝕 =100 1m:濕大氣腐蝕濕大氣腐蝕 =1 m1mm:全浸全浸, 1mm大氣腐蝕大氣腐蝕速度速度水膜厚度水膜厚度大氣腐蝕的類型大氣腐蝕的類型干大氣腐蝕：空氣非?？菰?，金屬外表上不存在水干大氣腐蝕：空氣非常枯燥，金屬外表上不存在水 膜膜, ,金屬的腐蝕屬于常溫氧化。金屬的腐蝕屬于常溫氧化。 潮大氣腐蝕：潮大氣腐蝕：Rh100%Rh100%，在金屬外表上存在肉眼，在金屬外表上存在肉眼 不可見的薄液膜不可見的薄液膜, ,隨水膜厚度添加隨水膜厚度添加,V-,V-迅迅速增大。速增大。濕大氣腐蝕：濕大氣腐蝕

8、：Rh100%Rh100%，金屬外表上構(gòu)成肉眼可，金屬外表上構(gòu)成肉眼可 見的水膜，隨水膜厚度添加，見的水膜，隨水膜厚度添加， V- V-逐漸逐漸減小。減小。 大氣腐蝕的特點大氣腐蝕的特點氧分子復(fù)原反響速度較大，成為主要的陰極過程。即使液膜氧分子復(fù)原反響速度較大，成為主要的陰極過程。即使液膜呈酸性，氧分子復(fù)原反響仍占陰極過程的主要位置；呈酸性，氧分子復(fù)原反響仍占陰極過程的主要位置；在薄的液膜下氧容易到達(dá)金屬外表，有利于金屬鈍化；潮的在薄的液膜下氧容易到達(dá)金屬外表，有利于金屬鈍化；潮的大氣腐蝕受陽極極化控制，濕的大氣腐蝕受陰極極化控制；大氣腐蝕受陽極極化控制，濕的大氣腐蝕受陰極極化控制；此外，腐蝕

9、產(chǎn)物的性質(zhì)對大氣腐蝕過程有重要影響。此外，腐蝕產(chǎn)物的性質(zhì)對大氣腐蝕過程有重要影響。 析析出出H2或或吸吸收收O2的的體體積積(cm3/dm2) 鎂在全浸，蒸鎦水薄膜和干凈大氣條件下腐蝕時的氫去鎂在全浸，蒸鎦水薄膜和干凈大氣條件下腐蝕時的氫去極化及氧去極化極化及氧去極化 全浸全浸 薄水膜薄水膜 大氣大氣腐蝕腐蝕 氧去極化氧去極化 氫去氫去極化極化(根據(jù)根據(jù)ToMawoB) 50 100 150 2003020101(根據(jù)根據(jù) Po3eHeb4)氧分散層厚度氧分散層厚度()氧復(fù)原反響速度氧復(fù)原反響速度(mA/cm2) 水膜厚度() 銅外表上1.21.00.80.60.40.2 0 0 200 40

10、0 600180150120906030021大氣腐蝕的影響要素大氣腐蝕的影響要素 1氣候條件：濕度、降水量、溫度氣候條件：濕度、降水量、溫度 、日照量；、日照量； 2大氣污染物質(zhì)：大氣污染物質(zhì)：SO2 ：能劇烈促進(jìn)鋼鐵的大氣腐蝕：能劇烈促進(jìn)鋼鐵的大氣腐蝕 鹽粒：溶解于金屬外表水膜，添加吸濕性和鹽粒：溶解于金屬外表水膜，添加吸濕性和導(dǎo)電性，導(dǎo)電性， 氯離子還具有強(qiáng)腐蝕性。氯離子還具有強(qiáng)腐蝕性。煙塵：煙塵落在金屬外表，能吸附腐蝕性物煙塵：煙塵落在金屬外表，能吸附腐蝕性物質(zhì)，或質(zhì)，或 者在金屬外表上構(gòu)成縫隙，添加水汽者在金屬外表上構(gòu)成縫隙，添加水汽凝聚。凝聚。 鐵的大氣腐蝕鐵的大氣腐蝕(大氣中含大

11、氣中含0.01%SO2)暴露暴露55天的天的結(jié)果結(jié)果相對濕度相對濕度(%) 12010080604020(mg/dm2)腐蝕增重腐蝕增重20 40 60 80 1000拋光鋼試樣大氣腐蝕空氣中雜質(zhì)拋光鋼試樣大氣腐蝕空氣中雜質(zhì)(mg/dm2)腐蝕增重腐蝕增重相對濕度相對濕度 (%)E: 煙塵顆粒煙塵顆粒 +0.01%SO2D: 硫銨顆粒硫銨顆粒 +0.01%SO2C: 無顆粒無顆粒 +0.01%SO2 B: 硫銨顆粒硫銨顆粒 無無SO2 A: 純真空氣純真空氣12080400 30 50 60 80 90 99EDCBASO2對鋼鐵大氣腐蝕的影響對鋼鐵大氣腐蝕的影響(根據(jù)根據(jù)Evans)1 2

12、4 8 16時間時間( (天天) ) 90.0 67.5 45.0 22.5 0-22.5-45.0-67.5-90.0-112.5分分量量變變化化mg222BAAB曲線曲線A:暴露到不暴露到不 含含SO2濕空氣濕空氣中中;曲線曲線B:暴露到含暴露到含 SO2 空氣空氣中中;SO2對鋼鐵大氣腐蝕的影響對鋼鐵大氣腐蝕的影響(根據(jù)根據(jù)Evans)1 2 4 8 16 時間時間(天天)32222222222C CD DD DC C防銹防銹各種金屬耐大氣腐蝕性能：普通碳鋼各種金屬耐大氣腐蝕性能：普通碳鋼在潮濕和污染大氣中很容易生銹，須運用在潮濕和污染大氣中很容易生銹，須運用油漆涂料之類的覆蓋層進(jìn)展維護(hù)

13、。含銅、油漆涂料之類的覆蓋層進(jìn)展維護(hù)。含銅、磷、鉻、鎳的低合金鋼有良好的耐大氣腐磷、鉻、鎳的低合金鋼有良好的耐大氣腐蝕性能。當(dāng)大氣污染嚴(yán)重時，不含鉬的奧蝕性能。當(dāng)大氣污染嚴(yán)重時，不含鉬的奧氏體不銹鋼也會產(chǎn)生銹點。有色金屬鋁、氏體不銹鋼也會產(chǎn)生銹點。有色金屬鋁、銅、鉛、鋅有良好耐大氣腐蝕性能，但當(dāng)銅、鉛、鋅有良好耐大氣腐蝕性能，但當(dāng)存在污染物質(zhì)時，腐蝕速度增大。存在污染物質(zhì)時，腐蝕速度增大。金屬金屬工業(yè)大氣工業(yè)大氣 海洋大氣海洋大氣 農(nóng)村大氣農(nóng)村大氣鋁鋁銅銅鉛鉛錫錫鎳鎳鋅鋅(99.9%)鋅鋅(99.%) 碳鋼碳鋼低合金鋼低合金鋼(4Cu,1.1Cr,0.16P) 0.813 1.19 0.432

14、 1.19 3.25 5.13 4.90 9.65 1.02 0.71 1.32 0.406 2.31 0.102 1.60 1.75 0.0254 0.584 0.483 0.457 0.152 0.864 1.07 部分金屬大氣腐蝕速度部分金屬大氣腐蝕速度mm/ymm/y涂料和金屬鍍層涂料和金屬鍍層對于機(jī)器設(shè)備和管道的外外表，對于機(jī)器設(shè)備和管道的外外表，構(gòu)件和建筑物，最常用的防銹方法是構(gòu)件和建筑物，最常用的防銹方法是油漆涂料覆蓋層。油漆涂料覆蓋層?；ご髿夥栏g涂料：各種環(huán)氧化工大氣防腐蝕涂料：各種環(huán)氧樹脂漆、過氯乙烯漆、乙烯漆、有機(jī)樹脂漆、過氯乙烯漆、乙烯漆、有機(jī)硅耐熱漆、鋁粉漆、聚氨酯

15、漆等。硅耐熱漆、鋁粉漆、聚氨酯漆等。金屬鍍層用得較多的是鋼管和部金屬鍍層用得較多的是鋼管和部件鍍鋅、鎘和鉻。件鍍鋅、鎘和鉻。 金屬制品在加工儲存和運輸中的防銹金屬制品在加工儲存和運輸中的防銹(1)降低空氣濕度降低空氣濕度 (2)暫時性防銹層暫時性防銹層 “暫時并不是指時間短，而是指金暫時并不是指時間短，而是指金屬制品在延續(xù)加工或運用時可以順利地將屬制品在延續(xù)加工或運用時可以順利地將防銹資料除去。防銹資料除去。常見的防銹資料：防銹水常見的防銹資料：防銹水 、防銹切、防銹切削液削液 、防銹油和防銹脂、防銹油和防銹脂 、防銹塑料、防銹塑料 、 氣氣相緩蝕劑相緩蝕劑(記為記為VPI或或VCI)。 名稱

16、名稱配方配方使用使用 903(FZ-4)防銹脂防銹脂（熱涂型）（熱涂型）石油磺酸鋇石油磺酸鋇 10%司本司本80 4.5%工業(yè)凡士林工業(yè)凡士林85.5%軸承、工具、機(jī)械室內(nèi)封軸承、工具、機(jī)械室內(nèi)封存防銹；存防銹； 特封特封-24薄層防銹油薄層防銹油苯并三氮唑苯并三氮唑 0.3%石油磺酸鋇石油磺酸鋇 5%環(huán)烷酸鋅環(huán)烷酸鋅 1%羊毛脂羊毛脂 2%磷酸三丁酯磷酸三丁酯 2%22 號透平油號透平油 余量余量鋼、銅及其合金、鍍鋅層、鋼、銅及其合金、鍍鋅層、鍍隔層法蘭件，硅鋼片、鍍隔層法蘭件，硅鋼片、鋁等組合件組成的儀器、鋁等組合件組成的儀器、儀表的庫存及長期封存。儀表的庫存及長期封存。662-B 防銹油

17、防銹油石油磺酸鋇石油磺酸鋇 2%氧化石油脂氧化石油脂 1%苯甲酸丁酯苯甲酸丁酯 1%變壓器油變壓器油 余量余量精密儀表軸承的防銹封存精密儀表軸承的防銹封存幾種防銹油幾種防銹油( (脂脂) )的配方及運用的配方及運用兩種兩種防銹紙防銹紙的配方及使用的配方及使用名稱名稱配方配方使用使用01號氣相防銹紙?zhí)枤庀喾冷P紙尿素尿素 30%苯甲酸鈉苯甲酸鈉 20%亞硝酸鈉亞硝酸鈉 30%蒸餾水蒸餾水 160% 涂布量涂布量710g/m2用于鋼鐵、發(fā)藍(lán)用于鋼鐵、發(fā)藍(lán)件、鋁合金的防件、鋁合金的防銹封存銹封存9號氣相防銹紙?zhí)枤庀喾冷P紙苯并三氮唑苯并三氮唑 50%烏各托品烏各托品 33%苯甲酸銨苯甲酸銨 17%蒸餾水

18、蒸餾水 300%涂布量涂布量710g/m2用于鋼鐵、銅及用于鋼鐵、銅及銅合金、鋁合金銅合金、鋁合金鍍鋅、鍍隔件鍍鋅、鍍隔件 7.2 土壤腐蝕(1)土壤是土粒、水和空氣的混合物。由于水中溶土壤是土粒、水和空氣的混合物。由于水中溶有各種鹽類，故土壤是一種腐蝕性電解質(zhì)，金屬在土有各種鹽類，故土壤是一種腐蝕性電解質(zhì)，金屬在土壤中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕。壤中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕。 (2)土壤是多相構(gòu)造，含有多種無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)，土壤是多相構(gòu)造，含有多種無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)的種類和含量既影響土壤的酸堿性，又影響這些物質(zhì)的種類和含量既影響土壤的酸堿性，又影響土壤的導(dǎo)電性。土壤是不均勻的，長間隔地下管道和土壤

19、的導(dǎo)電性。土壤是不均勻的，長間隔地下管道和大尺寸地下設(shè)備，其各個部位接觸的土壤的構(gòu)造和性大尺寸地下設(shè)備，其各個部位接觸的土壤的構(gòu)造和性量變化大。還有大量微生物，對金屬腐蝕起加速作用。量變化大。還有大量微生物，對金屬腐蝕起加速作用。 (3) 影響土壤腐蝕性的主要要素影響土壤腐蝕性的主要要素 含水量既影響土壤導(dǎo)電性又影響含氧量。含水量既影響土壤導(dǎo)電性又影響含氧量。氧的含量對金屬的土壤腐蝕有很大影響。氧的含量對金屬的土壤腐蝕有很大影響。土壤愈枯燥，含鹽量愈少，土壤電阻率愈大；土壤愈枯燥，含鹽量愈少，土壤電阻率愈大；土壤愈潮濕，含鹽量愈多，土壤電阻率就愈小，土壤愈潮濕，含鹽量愈多，土壤電阻率就愈小，隨

20、電阻率減小，土壤腐蝕性加強(qiáng)。隨電阻率減小，土壤腐蝕性加強(qiáng)。 pH值愈低，土壤腐蝕性愈強(qiáng)。值愈低，土壤腐蝕性愈強(qiáng)。 極強(qiáng)極強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)中中弱弱極弱極弱土壤土壤電阻率電阻率( ( m)m) 100土壤土壤含鹽量含鹽量(%)(%)0.750.75-0.1 0.1-0.05 0.05-0.01 0.01土壤土壤含水量含水量(%)(%)12-2512-1010-77-340土壤土壤 PH PH 值值8.5電解失重電解失重(g/24hr)(g/24hr)66-33-22-15020-503520-305020-50 10-207-10 10020-100 10-205-10 6045-6020-45100 50

21、-10020-5020電阻率電阻率( ( m) m)判別土壤腐蝕性判別土壤腐蝕性(1)(1)陰極過程陰極過程 主要是氧分子復(fù)原反響。土壤的構(gòu)造和濕主要是氧分子復(fù)原反響。土壤的構(gòu)造和濕度度( (透氣性透氣性) )決議了氧的保送速度，從而決議了決議了氧的保送速度，從而決議了陰極反響速度。陰極反響速度。 (2)(2)陽極過程陽極過程 在中性和堿性土壤中，腐蝕產(chǎn)物與土壤粘在中性和堿性土壤中，腐蝕產(chǎn)物與土壤粘結(jié)在一同，構(gòu)成一種嚴(yán)密層，使陽極過程遭到結(jié)在一同，構(gòu)成一種嚴(yán)密層，使陽極過程遭到妨礙，對金屬起到維護(hù)作用。妨礙，對金屬起到維護(hù)作用。 土壤腐蝕的特點(3)(3)控制特征控制特征對微電池腐蝕，對微電池

22、腐蝕，a) a) 在枯燥疏松土壤中，氧在枯燥疏松土壤中，氧易透過，陰極反響易進(jìn)展，而鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)，陽易透過，陰極反響易進(jìn)展，而鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)，陽極反響阻力大，故腐蝕屬于陽極極化控制。極反響阻力大，故腐蝕屬于陽極極化控制。b) b) 在大多數(shù)土壤中，氧的保送比較困難，陰極反響在大多數(shù)土壤中，氧的保送比較困難，陰極反響阻力大，腐蝕屬陰極極化控制阻力大，腐蝕屬陰極極化控制 。對大電池腐蝕，假設(shè)陰極區(qū)與陽極區(qū)間隔較對大電池腐蝕，假設(shè)陰極區(qū)與陽極區(qū)間隔較遠(yuǎn)，歐姆電阻有重要作用，腐蝕過程屬于陰極極遠(yuǎn)，歐姆電阻有重要作用，腐蝕過程屬于陰極極化和歐姆電阻混合控制?；蜌W姆電阻混合控制。 I E(I)ca(II)

23、 I EcaIRlc(III) I EaI大多數(shù)土壤中微電池腐蝕陰極控制；大多數(shù)土壤中微電池腐蝕陰極控制；II疏松枯燥土壤中微電池腐蝕陽極控制；疏松枯燥土壤中微電池腐蝕陽極控制；III長間隔大電池腐蝕陰極和歐姆電阻控制；長間隔大電池腐蝕陰極和歐姆電阻控制； 1 1全面腐蝕全面腐蝕 對于小金屬制品，主要是全面腐蝕。對對于小金屬制品，主要是全面腐蝕。對于大型設(shè)備，長間隔管道，以大電池呵斥的于大型設(shè)備，長間隔管道，以大電池呵斥的部分腐蝕為主。部分腐蝕為主。 2 2氧濃差電池腐蝕氧濃差電池腐蝕 富氧區(qū)和貧氧區(qū)接觸的金屬部分組成氧富氧區(qū)和貧氧區(qū)接觸的金屬部分組成氧濃差電池，富氧區(qū)接觸的金屬外表為陰極；濃

24、差電池，富氧區(qū)接觸的金屬外表為陰極；貧氧區(qū)接觸的金屬外表為陽極。貧氧區(qū)接觸的金屬外表為陽極。 土壤腐蝕的幾種常見方式富氧區(qū)陽極極化曲線富氧區(qū)陽極極化曲線較陡，較陡，Pa較大，因此較大，因此貧氧區(qū)腐蝕電流較大。貧氧區(qū)腐蝕電流較大。粘土粘土 ( (貧氧區(qū)貧氧區(qū)) )砂土砂土( (富氧區(qū)富氧區(qū)) )陰極陰極陽極陽極埋地鋼管埋地鋼管地面地面 土壤中構(gòu)成氧濃差電池的一種情況土壤中構(gòu)成氧濃差電池的一種情況氧濃差電池腐蝕氧濃差電池腐蝕(鋼鐵鋼鐵)ELog i3 3雜散電流腐蝕雜散電流腐蝕雜散電流是指直流電源設(shè)備漏電進(jìn)入土壤雜散電流是指直流電源設(shè)備漏電進(jìn)入土壤產(chǎn)生的電流，對地下管道、貯罐、電纜等金屬產(chǎn)生的電流

25、，對地下管道、貯罐、電纜等金屬設(shè)備，呵斥嚴(yán)重的腐蝕破壞。設(shè)備，呵斥嚴(yán)重的腐蝕破壞。雜散電流流出的部位成為腐蝕電池的陽極雜散電流流出的部位成為腐蝕電池的陽極區(qū)，金屬發(fā)生氧化反響轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子進(jìn)入土壤區(qū)，金屬發(fā)生氧化反響轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子進(jìn)入土壤 。腐蝕掉的金屬量和流過的雜散電流的電量腐蝕掉的金屬量和流過的雜散電流的電量成正比成正比 ，按法拉弟電解定律進(jìn)展估算。，按法拉弟電解定律進(jìn)展估算。 電車軌道漏出的雜散電流對土壤中鋼鐵管道的腐蝕作用圖電車軌道漏出的雜散電流對土壤中鋼鐵管道的腐蝕作用圖軌道架空線電車電流流出電流流出陽極區(qū)域嚴(yán)重腐蝕陽極區(qū)域嚴(yán)重腐蝕 陰極區(qū)域土壤土壤鋼管鋼管 (4)細(xì)菌腐蝕或微生物腐蝕細(xì)菌腐

26、蝕或微生物腐蝕(MIC)有的細(xì)菌的生命活動的代謝產(chǎn)物具有很強(qiáng)的腐蝕性。有的細(xì)菌的生命活動的代謝產(chǎn)物具有很強(qiáng)的腐蝕性。有的細(xì)菌的生命活動能促進(jìn)金屬腐蝕的陰極反響，影有的細(xì)菌的生命活動能促進(jìn)金屬腐蝕的陰極反響，影響電極反響動力學(xué)過程。響電極反響動力學(xué)過程。 有的細(xì)菌活動改動了金屬周圍的環(huán)境條件，如氧濃度，有的細(xì)菌活動改動了金屬周圍的環(huán)境條件，如氧濃度，鹽濃度，鹽濃度，pH值，添加土壤的不均勻性。值，添加土壤的不均勻性。 有的細(xì)菌活動能破壞金屬外表維護(hù)性覆蓋層的穩(wěn)定性，有的細(xì)菌活動能破壞金屬外表維護(hù)性覆蓋層的穩(wěn)定性，或使緩蝕劑分解失效?；蚴咕徫g劑分解失效。 土壤腐蝕中常見的細(xì)菌土壤腐蝕中常見的細(xì)菌硫

27、氧化菌硫氧化菌 ：與腐蝕有關(guān)的硫氧化菌主要是硫桿菌屬的：與腐蝕有關(guān)的硫氧化菌主要是硫桿菌屬的細(xì)菌，包括氧化硫桿菌，排硫桿菌和水泥崩解硫桿菌。它細(xì)菌，包括氧化硫桿菌，排硫桿菌和水泥崩解硫桿菌。它們屬于喜氧性細(xì)菌，在有氧的條件下才干生存。們屬于喜氧性細(xì)菌，在有氧的條件下才干生存。 硫酸鹽復(fù)原菌硫酸鹽復(fù)原菌(SRB)： 屬厭氧性細(xì)菌，在缺氧條件下屬厭氧性細(xì)菌，在缺氧條件下才干生存。在缺氧的中性土壤中，腐蝕過程是很難進(jìn)展。才干生存。在缺氧的中性土壤中，腐蝕過程是很難進(jìn)展。 總反響：總反響：4Fe+SO42 +4H2O FeS+3Fe(OH)2+2OH 硫酸鹽復(fù)原菌腐蝕圖解硫酸鹽復(fù)原菌腐蝕圖解8H2O

28、8OH +8H+ 8H+6OH +2OH SO42- S2 +4O8H+4O 4H2OFeSFe2+3Fe2+3Fe(OH) 6OH S2 硫酸鹽復(fù)原菌硫酸鹽復(fù)原菌軟鋼的陽極和陰極極化曲線軟鋼的陽極和陰極極化曲線3030C C左：陽極室無菌，陰極室不接種去磺弧菌左：陽極室無菌，陰極室不接種去磺弧菌(D.desulfuricans)(D.desulfuricans)右：陰極室無菌，陰極室不接種去磺弧菌右：陰極室無菌，陰極室不接種去磺弧菌(D.desulfuricans)(D.desulfuricans)E(V)E(V)-0.2-0.4-0.6-0.810d2d3d0 50 100開場開場10d開

29、場開場-0.2-0.4-0.6-0.810 d7d3d0 50 100開場開場10d開場開場i (mA/cm)E(V)E(V)i (mA/cm)1 1減小土壤的腐蝕性減小土壤的腐蝕性 加強(qiáng)排水，堅持土壤枯燥。在酸性土壤地加強(qiáng)排水，堅持土壤枯燥。在酸性土壤地段，可以在鋼管周圍填充石灰石碎塊。在埋置段，可以在鋼管周圍填充石灰石碎塊。在埋置管道時用腐蝕性較小的土壤回填管道時用腐蝕性較小的土壤回填 。2 2覆蓋層維護(hù)覆蓋層維護(hù) 石油瀝青層有良好的防水性和耐蝕性。氧石油瀝青層有良好的防水性和耐蝕性。氧煤焦瀝青耐蝕性很好，但毒性大煤焦瀝青耐蝕性很好，但毒性大 。塑料粘結(jié)帶。塑料粘結(jié)帶適宜長間隔管道的現(xiàn)場機(jī)

30、械化施工，但費用較適宜長間隔管道的現(xiàn)場機(jī)械化施工，但費用較高。高。 埋地鋼鐵管道的維護(hù)3 3陰極維護(hù)和涂料結(jié)合陰極維護(hù)和涂料結(jié)合陰極維護(hù)和涂料結(jié)合是維護(hù)地下鋼鐵管道最陰極維護(hù)和涂料結(jié)合是維護(hù)地下鋼鐵管道最經(jīng)濟(jì)有效的方法。經(jīng)濟(jì)有效的方法。地下管道的陰極維護(hù)可采用犧牲陽極維護(hù)法，地下管道的陰極維護(hù)可采用犧牲陽極維護(hù)法，也可以采用外加電流維護(hù)法。也可以采用外加電流維護(hù)法。 外加電流法陰極維護(hù)系統(tǒng)對其他地下管道外加電流法陰極維護(hù)系統(tǒng)對其他地下管道( (以以及其他設(shè)備及其他設(shè)備) )的干擾的干擾雜散電流腐蝕。雜散電流腐蝕。(c)(c)電流經(jīng)過絕緣法蘭外的電流經(jīng)過絕緣法蘭外的土壤或管道內(nèi)的電解液流通土壤或

31、管道內(nèi)的電解液流通絕緣絕緣法法蘭蘭 未未維護(hù)維護(hù)管段被管段被維護(hù)維護(hù)管段管段(a)(a)未維護(hù)管道近陽極未維護(hù)管道近陽極并與被維護(hù)管道交叉并與被維護(hù)管道交叉未維護(hù)未維護(hù)管道管道被維護(hù)管道被維護(hù)管道陽極陽極電源電源(b)(b)兩條交叉的管道分別兩條交叉的管道分別接近陽極和被維護(hù)設(shè)備接近陽極和被維護(hù)設(shè)備電源電源被維護(hù)被維護(hù)貯罐貯罐陽極陽極未維護(hù)未維護(hù)管道管道未維護(hù)未維護(hù)管道管道陰極維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生的雜散電流對其他設(shè)備的干攏腐蝕陰極維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生的雜散電流對其他設(shè)備的干攏腐蝕控制雜散電流的方法控制雜散電流的方法(1) 直流電源要加強(qiáng)絕緣，不使電流直流電源要加強(qiáng)絕緣，不使電流流入土壤。流入土壤。 (2) 改

32、善管道絕緣質(zhì)量。改善管道絕緣質(zhì)量。 (3) 將受干擾的管道與被維護(hù)管道銜將受干擾的管道與被維護(hù)管道銜接起來，共同保接起來，共同保 護(hù)。護(hù)。 (4) 在多管道地域，最好采用多個陽在多管道地域，最好采用多個陽極站，每個站的保極站，每個站的保護(hù)電流較小，以減少維護(hù)電流范圍。護(hù)電流較小，以減少維護(hù)電流范圍。 (5) 采用深井陽極。采用深井陽極。(6) 采取排流措施采取排流措施 防止雜散電流腐蝕的排流維護(hù)法防止雜散電流腐蝕的排流維護(hù)法鐵軌鐵軌A排流點排流點(B)(B)極化排流極化排流保險絲保險絲整流整流元件元件秩秩軌軌接地陽極接地陽極(C)(C)接地式排流接地式排流鐵軌鐵軌A排流點排流點R R(A)(A)簡單排流簡單排流保險絲保險絲7.3 海水腐蝕海水近似看做海水近似看做3%或或3.5%的氯化鈉溶液。幾乎含有地的氯化鈉溶液。幾乎含有地殼中一切的自然形狀的元素。海水中含氧量大，表層海水殼中一切的自然形狀的元素。海水中含氧量大，表層海水可以以為被氧飽和，隨溫度變化，氧含量在可以以為被氧飽和，隨溫度變化，氧含量在5 10mg/L范范圍。圍。 pH：7.2 8.6，呈微堿性。，呈微堿性。 溫度：溫度： 2 35C導(dǎo)電性強(qiáng)。導(dǎo)電性強(qiáng)。 海水的組成和性質(zhì) 離子離子濃度濃度0/00 離子離子濃度濃度0/00Cl- SO42-HCO3-B