裝備成套技術(shù)

一、 腐蝕的危害性與控制腐蝕的重要意義腐蝕現(xiàn)象幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)的一切領(lǐng)域。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，并且往往阻礙新技術(shù)、新工藝的發(fā)展。因此，研究材料的腐蝕規(guī)律，弄清腐蝕發(fā)生的原因及采取有效的防止腐蝕的措施。對(duì)于延長(zhǎng)設(shè)備壽命、降低成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率無疑具有十分重要的意義。二、 設(shè)計(jì)者掌握腐蝕基本知識(shí)的必要性腐蝕控制通常有兩種措施，一是補(bǔ)救性控制,即腐蝕發(fā)生后再消除它；二是預(yù)防性控制,即事先采取防止腐蝕的措施，避免或延緩腐蝕，盡量減少可能引起的其他有害影響。三、 腐蝕的定義與分類腐蝕是在金屬材料和環(huán)境介質(zhì)在相界面上反應(yīng)作用的結(jié)果，因而金屬腐蝕可以定義為“金屬與其周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞”腐蝕有不同的分類方法。按照腐蝕機(jī)理可以將金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕兩大類。1）化學(xué)腐蝕是指金屬與非電解質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用而引起的破壞。2）電化學(xué)腐蝕是金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用而引起的破壞。按照金屬破壞的特征，可分為全面腐蝕和局部腐蝕兩類。（1）全面腐蝕是指腐蝕作用發(fā)生在整個(gè)金屬表面，它可能是均勻的，也可能是不均勻。（2）局部腐蝕是指腐蝕集中在金屬的局部區(qū)域，而其他部分幾乎沒有腐蝕或腐蝕很輕微。局部腐蝕有以下幾種：a.應(yīng)力腐蝕破裂在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下，以顯著的速率發(fā)生和擴(kuò)展的一種開裂破壞。b腐蝕疲勞金屬在腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力或脈動(dòng)應(yīng)力作用下產(chǎn)生的腐蝕。c.磨損腐蝕金屬在高數(shù)流動(dòng)的或含固體顆粒的腐蝕介質(zhì)中，以及摩擦副在腐蝕性質(zhì)中發(fā)生的腐蝕損壞。d.小孔腐蝕腐蝕破壞主要集中在某些活性點(diǎn)上，蝕孔的直徑等于或小于蝕孔的深度，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致設(shè)備穿孔。e.晶間腐蝕腐蝕沿晶間進(jìn)行，使晶粒間失去結(jié)合力，金屬機(jī)械強(qiáng)度急劇降低。破壞前金屬外觀往往無明顯變化。f.縫隙腐蝕發(fā)生在鉚接、螺紋接頭、密封墊片等縫隙處的幅度hi。g.電偶腐蝕在電解質(zhì)溶液中，異種金屬接觸時(shí)，電位較正的金屬促使電位鉸負(fù)的金屬加速腐蝕的類型。其他如氫脆、選擇性腐蝕、空泡腐蝕、絲狀腐蝕等都屬于局部腐蝕。第一部分金屬電化學(xué)腐蝕基本理論一、金屬電化學(xué)腐蝕原理金屬的電化學(xué)歷程金屬的腐蝕是金屬與周圍介質(zhì)作用轉(zhuǎn)變成金屬化合物的過程，實(shí)際上就是金屬和介質(zhì)之間發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)根據(jù)條件不同，將分別按以下兩種不同的歷程進(jìn)行。一種歷程是氧化劑直接與金屬表面的原子碰撞，化合而形成腐蝕產(chǎn)物，即氧化還原在反應(yīng)粒子相碰撞的瞬間直接于相碰撞的反應(yīng)點(diǎn)上完成。這種腐蝕歷程所引起的金屬破壞稱為化學(xué)腐蝕。另一種歷程是金屬腐蝕的氧化還原反應(yīng)有著兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行卻又相對(duì)獨(dú)立的過程雖然也是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，即鋅被氧化而氧被還原，但是反應(yīng)產(chǎn)物Z（OH）2不是通過氧分子與鋅原子直接碰撞結(jié)合形成的，而是通過了以下步驟：(1)ZnfZn++2e2(2)1/2O+H0+2e—20H-22⑶Zn2++20H—Zn(OH)2(1)+⑵+(3):Zn+1/20——Zn(OH)22其中反應(yīng)（1）和反應(yīng)（2）是同時(shí)但又相對(duì)獨(dú)立地進(jìn)行，即反應(yīng)（1）中的鋅原子并沒有同反應(yīng)（2）中的氧分子直接碰撞。鋅原子被氧化成鋅離子而進(jìn)入溶液，它釋放出的電子從發(fā)生反應(yīng)（1）的表面部位通過金屬鋅本身傳遞到發(fā)生反應(yīng)（2）的表面部位，再同氧分子結(jié)合而使氧還原。直接生成的腐蝕產(chǎn)物從金屬表面進(jìn)入溶液的Zn2+和0H-稱為一次產(chǎn)物。這兩種離子在水溶液中擴(kuò)散相遇，進(jìn)而按反應(yīng)（3）生成白色腐蝕產(chǎn)物Zn（OH）2,通常稱后者為二次產(chǎn)物。化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕是兩種不同類型的腐蝕，他們的區(qū)別歸納在表1-1中。金屬與溶液的界面特性一一雙電層金屬浸入電解質(zhì)溶液內(nèi)，其表面的原子與溶液中的極性水分子、電解質(zhì)離子相互作用，使界面的金屬和溶液側(cè)分別形成帶有異性電荷的雙電層。雙電層的模式隨金屬、電解質(zhì)溶液的性質(zhì)而異，一般有以下三種類型。金屬離子和極性水分子之間的水化力大于金屬離子與電子之間的結(jié)合力金屬離子和極性水分子之間的水化力小于金屬離子與電子的結(jié)合力金屬離子不能進(jìn)入溶液，溶液中的金屬離子也不能沉積到金屬表面。上述各類雙電層都具有以下特點(diǎn)：雙電層兩層“極板”分別處于不同的兩相 金屬相（電子導(dǎo)體相）和電解質(zhì)溶液（離子導(dǎo)體相）中；ii.雙電層的內(nèi)層有過剩的電子或陽離子，當(dāng)系統(tǒng)形成回路時(shí)，電子即可沿導(dǎo)線流入或流出電極；Iii.雙電層猶如平板電容器，由于兩側(cè)之間的距離非常?。ㄒ话慵s為5X10-8cm）,這個(gè)“電容器”中的電場(chǎng)強(qiáng)度高，據(jù)估計(jì)其電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)107一109V/cm。電極電位習(xí)慣上通常把由電極反應(yīng)使電極和溶液界面上建立起的雙電層電位躍稱為電極電位（也稱為電極電勢(shì)，electrodepotential.簡(jiǎn)稱電位），是一個(gè)矢量，其數(shù)值由電極本身、電解液濃度、溫度等因素決定，包括平衡電極電位和非平衡電極電位。平衡電極電位（1）、當(dāng)電極反應(yīng)正逆過程的電荷運(yùn)送速度和物質(zhì)遷移速度相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)電極反應(yīng)正逆過程的電荷和物質(zhì)都處于平衡狀態(tài)時(shí)的電極電位稱為平衡電極電位或可逆電位，用E0表示。對(duì)于金屬作還原態(tài)的電極反應(yīng)，如果金屬浸入含有同種金屬離子的溶液中，那么參與物質(zhì)遷移的是同一種金屬離子。當(dāng)金屬失去電子成為陽離子進(jìn)入溶液與溶液中的金屬離子沉積到金屬表面的速度相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，也就是正逆過程旳物質(zhì)遷移和電荷運(yùn)送速度都相同，即Mn+，ne+Mh2^^Mn+，H2O+ne將各種金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位按大小從低到高依次排列成表，得到金屬的電動(dòng)序。金屬的電動(dòng)序表明了金屬以離子狀態(tài)進(jìn)入溶液的傾向大小，值越小，金屬越容易失去電子，以離子狀態(tài)進(jìn)入溶液的趨勢(shì)越大。以規(guī)定為零的標(biāo)準(zhǔn)氫電極電位為分界線，電位比氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位負(fù)（低）的金屬稱為負(fù)電性金屬，電位比氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位正（高）的金屬稱為正電性金屬。（2）、非平衡電極電位：金屬接觸溶液，大多是不含有金屬本身離子的溶液，金屬表面進(jìn)行的是兩對(duì)或兩對(duì)以上的電極過程，且過程中物質(zhì)并不平衡——不可逆電極，這種狀態(tài)的電極電位稱為非平衡電極電位。它與金屬本性、電解液的組成、溫度等因素有關(guān)，不能用Nernst方程計(jì)算，只能實(shí)測(cè)。如鐵或鋅在稀鹽酸中。5、 金屬電化學(xué)腐蝕的趨勢(shì)判斷：熱力學(xué)第二定律：△G=-nFEV0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，E=Ek—E>0,即金屬電極電位小于（負(fù)于）介質(zhì)km中陰極元素的電極電位時(shí)，腐蝕可以自動(dòng)發(fā)生。①在有氧的介質(zhì)中，當(dāng)金屬的電極電位E,m比介質(zhì)中氧e的電極電位Ee,o更負(fù)時(shí)，金屬發(fā)生腐蝕；②在無氧的還原性酸中，當(dāng)Ee,mVEe,H時(shí)，金屬發(fā)生腐蝕；③當(dāng)兩種不同金屬偶接在一起時(shí)，電位較負(fù)的金屬可能發(fā)生腐蝕，電位較正的則可能不腐蝕。6、 腐蝕電池1.宏觀腐蝕電池一般形成宏觀腐蝕電池有三種情況：金屬偶接、濃差電池及溫差電池微電池工業(yè)用金屬及合金表面因化學(xué)不均一性而存在大量微小的陰極和陽極，它們?cè)诤线m的條件下會(huì)構(gòu)成微電池腐蝕系統(tǒng)。它們的分布以及陰陽極面積比都無一定規(guī)律，預(yù)防與控制比較困難。構(gòu)成金屬表面電化學(xué)不均一性的主要原因?yàn)椋夯瘜W(xué)成分不均一（2）組織結(jié)構(gòu)不均一（3）物理狀態(tài)不均一（4）表面膜不完整二、腐蝕速度電極電位決定電化學(xué)腐蝕的傾向性，不表示腐蝕速度，金屬電極電位越負(fù)，電化學(xué)腐蝕的傾向性越大，但是并不表明它的腐蝕速度就越快。比如鋁與鐵。腐蝕速度快慢是電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究范疇，它與電極本身的性質(zhì)、介質(zhì)種類、濃度、溫度、介質(zhì)狀態(tài)（有無攪拌、流動(dòng)等）等許多因素相關(guān)。1、腐蝕速度的計(jì)算：電化學(xué)腐蝕過程嚴(yán)格遵守電當(dāng)量守恒定律，即陽極失去電子數(shù)與陰極奪得電子數(shù)相等。據(jù)法拉第定律，電極上溶解或析出1mol的物質(zhì)所需要的電量為96500庫倫，因此，已知腐蝕電流或腐蝕電流密度即能計(jì)算出所溶解或析出物質(zhì)的數(shù)量。2、 腐蝕速度的表示法：1..質(zhì)量法（重量法）：以腐蝕前后金屬質(zhì)量的變化來表示K失重=（W-W）/STo 1Wo初始重量,W1 腐蝕后質(zhì)量,S—表面積（平方米），T-―時(shí)間（小時(shí)）2..深度法：以腐蝕后金屬厚度的減少來表示D=24x365K/1000y=8.76K/y（mm/a）毫米每年D—腐蝕深度，Y—金屬的密度，g/cm33、 金屬腐蝕速度的影響因素：1?金屬本身：電極電位、超電壓、鈍性、組成、組織結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)、腐蝕產(chǎn)物性質(zhì)等2?熱處理工藝：影響合金的盈利狀態(tài)和晶相結(jié)構(gòu)等；3?介質(zhì)環(huán)境：組成、濃度、PH值、溫度、壓力、流速等；4?其他環(huán)境：電偶效應(yīng)、微量氯離子、微量氧、微量高價(jià)離子、析出氫等。4、 耐蝕性的評(píng)定：對(duì)受均勻腐蝕的金屬，常以年腐蝕深度來評(píng)定耐蝕性的等級(jí)。對(duì)于一些要求嚴(yán)格的場(chǎng)合往往用十級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，一般工程應(yīng)用可用三級(jí)或四級(jí)就足夠了。三級(jí)：一級(jí)耐蝕年腐蝕深度v0.1mm/a二級(jí)可用0.1~1.0三級(jí)不可用>1.0三、極化現(xiàn)象與超電壓1、極化現(xiàn)象電池工作過程中，由于電流流動(dòng)而引起的電極電位偏離初始值的現(xiàn)象。陽極電位向正方向偏離稱為陽極極化；陰極電位向負(fù)方向偏離稱為陰極極化。2、極化的三種形式:產(chǎn)生極化現(xiàn)象的根本原因是陽極或陰極的電極反應(yīng)與電子遷移速度存在差異引起的。1） .電化學(xué)極化：電極反應(yīng)速度〈電子遷移速度；2） ?濃差極化：去極劑或反應(yīng)產(chǎn)物在溶液中的擴(kuò)散速度〈電極反應(yīng)速度；）膜阻極化：金屬表面形成的保護(hù)性薄膜阻滯了陽極反應(yīng)，使陽極電位急劇正移；同時(shí)由保護(hù)膜的存在，系統(tǒng)電阻大大增加。極化的實(shí)質(zhì)是一種阻力，增大極化，有利于降低腐蝕電流和腐蝕速度，對(duì)防腐有利。3、超電壓腐蝕電池工作時(shí)，由于極化作用使陰極電極電位降低或陽極電極電位升高，其偏離平衡電極電位的差值即稱為超電壓或過電壓。超電壓越大，極化程度越大，電極反應(yīng)越難進(jìn)行，腐蝕速率越小，反之亦然。對(duì)應(yīng)極化的三種形式，超電壓也有三種：1?活化超電壓2?擴(kuò)散超電壓3?膜阻超電壓1、去極化作用凡是能減弱或消除極化過程的作用稱為去極化作用。增加去極劑的濃度、升溫、攪拌、擴(kuò)大極板面積等都可能產(chǎn)生去極化的效果。顯然，從控制腐蝕的角度，總是希望如何曾極化作用以降低腐蝕速度。四、析氫腐蝕與耗氧腐蝕1、析氫腐蝕介質(zhì)中的氫離子作為去極劑在陰極上放電成氫原子，進(jìn)一步結(jié)合生成氫分子，并在陰極上析出，從而使陽極金屬不斷溶解的腐蝕。1）析氫腐蝕的條件陽極金屬電極電位必須低于析氫電極電位，即EmVEH；在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，應(yīng)低于氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，因此，一般情況下，碳鋼、鑄鐵、鋅、鋁、鈦、錳、鉻、鎳等金屬及合金，在酸性介質(zhì)中都能發(fā)生析氫腐蝕，而且，PH越小，酸性越強(qiáng)，發(fā)生析氫腐蝕的傾向性越大。一些電極電位負(fù)的金屬在堿性溶液或水中也能發(fā)生析氫腐蝕，比如鋁、鎂等。2） 析氫腐蝕的歷程：陽極：M—2e—M2+陰極：2H++2e—H2f3） .析氫腐蝕的特點(diǎn)：陰極材料的性質(zhì)對(duì)腐蝕速度影響很大；溶液的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)腐蝕速度影響不大；陰極面積增加，腐蝕速度加快；氫離子濃度增高、溫度升高均會(huì)促使析氫腐蝕加劇2、耗氧腐蝕溶液中的氧分子在腐蝕電極的陰極上進(jìn)行離子化反應(yīng)而不斷被消耗，并促使陽極金屬不斷溶解腐蝕 也叫吸氧腐蝕。1）.發(fā)生耗氧腐蝕的條件：陽極金屬的電極電位小于氧的電極電位，即EmVEo2,由于氧的電極電位遠(yuǎn)大于氫的電極電位，因此耗氧腐蝕比析氫腐蝕更易發(fā)生，絕大多數(shù)金屬，在中性、堿性及較稀的溶液中，在大氣、土壤、水中幾乎都發(fā)生耗氧腐蝕。）歷程：陽極：M—2efM2+ 陰極：0+2H0+4ef2240H-）特點(diǎn)：（1）腐蝕過程的控制步驟隨金屬在溶液中的腐蝕電位而異（2）在氧的擴(kuò)散控制情況下，腐蝕速度與金屬本性關(guān)系不大（3）溶液的含氧量對(duì)腐蝕速度影響很大（4）陰極面積對(duì)腐蝕速度的影響視腐蝕電池類型而異（5）溶液的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)腐蝕速度影響大五、金屬的鈍性1、鈍化現(xiàn)象 金屬從活性溶解狀態(tài)向耐蝕狀態(tài)的轉(zhuǎn)化叫金屬的鈍化。鈍化后的狀態(tài)叫鈍態(tài)。金屬鈍化現(xiàn)象的特征：（1）金屬鈍化的難易程度與鈍化劑、金屬本性和溫度等有關(guān)，（2）金屬鈍化后電位往正方向急劇上升，（3）金屬鈍態(tài)與活態(tài)之間的轉(zhuǎn)換往往具有一定程度的不可逆性，（4）在一定條件下，利用外加陽極電流或局部陽極電流也可使金屬從活態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)。鈍化途徑：化學(xué)鈍化和陽極鈍化2、鈍化理論成相膜理論與吸附理論三、金屬鈍性的應(yīng)用1?陽極保護(hù)；2?化學(xué)鈍化提高金屬耐蝕性；3?添加易鈍化合金元素，提高合金耐蝕性4?添加活性陰極元素提高可鈍化金屬或合金的耐蝕性第二部分影響局部腐蝕的結(jié)構(gòu)因素一、力學(xué)因素概況：機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)上存在或外加不同性質(zhì)的應(yīng)力，女口：拉、交變、剪應(yīng)力在與腐蝕介質(zhì)共同作用下，將分別產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、磨損腐蝕，它們的腐蝕特征和機(jī)理各不相同。SCC（StressCorrosionCracking）：金屬結(jié)構(gòu)在拉應(yīng)力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下引起的破裂，簡(jiǎn)稱應(yīng)力腐蝕。1、應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的條件三個(gè)基本條件：敏感材料、特定環(huán)境和拉應(yīng)力，是應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)綜合作用的結(jié)果，三者缺一不可。其中應(yīng)力的性質(zhì)必須是拉應(yīng)力，而壓應(yīng)力的存在不僅不會(huì)引起SCC，甚至可以使之延緩，但是現(xiàn)在有研究表明在某些情況下壓應(yīng)力也可能產(chǎn)生SCC，但與拉應(yīng)力相比危險(xiǎn)性小的多。拉應(yīng)力的來源除了載荷造成的工作應(yīng)力外，更多的來自制造加工過程，如：剪、沖、切削等冷加工，鍛造、焊接、熱處理及裝配過程等都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。據(jù)報(bào)道殘余應(yīng)力造成的SCC事故遠(yuǎn)高于工作應(yīng)力所占的比例，其中尤以焊接應(yīng)力為最。1） 、材料：材料本身對(duì)SCC的敏感性，需要綜合考慮環(huán)境，尤其介質(zhì)。一般認(rèn)為純金屬不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕，含雜質(zhì)的金屬或合金才能發(fā)生SCC。2） 、應(yīng)力：一般有效應(yīng)力（指工作應(yīng)力與殘余應(yīng)力之和）如果低于某一應(yīng)力水平就不會(huì)發(fā)生SCC，從應(yīng)力與破裂時(shí)間關(guān)系的曲線上可以看出，應(yīng)力值越大，到達(dá)破裂的時(shí)間越短。3）、環(huán)境：包括腐蝕介質(zhì)性質(zhì)、濃度、溫度等，對(duì)于某種材料其對(duì)應(yīng)的環(huán)境條件是特定的，也就是說只有在一定的材料和一定環(huán)境的組合情況下才能發(fā)生這類腐蝕破壞。這種特定組合比較多，典型的有“黃銅一氨溶液”“奧氏體不銹鋼一Cl-溶液”“碳鋼一0H-溶液”、低合金高強(qiáng)鋼（甚至在蒸餾水中就發(fā)生破裂）等。表2-1列出了一些工程上常用材料可能產(chǎn)生SCC的環(huán)境介質(zhì)。2、應(yīng)力腐蝕的特征 SCC是敏感材料、特定環(huán)境和拉應(yīng)力的綜合，三者缺一不可；SCC是一種典型的滯后破壞，一般經(jīng)歷孕育期、裂紋擴(kuò)展期和快速斷裂期三個(gè)階段；SCC的裂紋形態(tài)有晶間型、穿晶型和混合型三種類型，與金屬一環(huán)境體系密切相關(guān)。3、 應(yīng)力腐蝕破裂判據(jù)應(yīng)力腐蝕破裂歷程：金屬在無裂紋、無蝕坑或缺陷的情況下，SCC過程可分為三個(gè)階段。第一階段為腐蝕引起裂紋或蝕坑的階段，也是導(dǎo)致應(yīng)力集中的裂紋源生核孕育階段，常把相應(yīng)的這一階段時(shí)間稱為潛伏期或誘導(dǎo)期或孕育期。接著為裂紋擴(kuò)展階段，即由裂紋源或蝕坑發(fā)展到單位面積所能承受最大載荷的所謂極限應(yīng)力值時(shí)的階段。最后是失穩(wěn)純力學(xué)的裂紋擴(kuò)展階段，即為破裂期。第一階段受應(yīng)力影響很小，時(shí)間長(zhǎng)，約占破裂總時(shí)間的90%，后兩階段僅占總破裂時(shí)間的10%。如果構(gòu)件在一開始使用時(shí)就存在微裂紋或蝕坑等缺陷，則SCC破裂過程只有裂紋擴(kuò)展和失穩(wěn)快速斷裂兩個(gè)階段；see可能發(fā)生在很短時(shí)間內(nèi)，也可能發(fā)生在幾年后。應(yīng)力腐蝕破裂速度：see斷裂速度約為0.01~3mm/h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無應(yīng)力存在下的局部腐蝕速度（如孔蝕等），但又比單純力學(xué)斷裂速度小得多。例如，鋼在海水中的see斷裂速度為孔蝕的106倍,而比純力學(xué)斷裂速度幾乎低10個(gè)數(shù)量級(jí)，這主要是純力學(xué)斷裂通常對(duì)應(yīng)的應(yīng)力水平要高很多。應(yīng)力腐蝕破裂裂紋形貌：應(yīng)力腐蝕裂紋形態(tài)有晶間型、穿晶型和混合型三種?；旌闲褪且砸环N形態(tài)為主，支縫中出現(xiàn)另一種形態(tài)。不同的金屬一環(huán)境體系，將出現(xiàn)不同的裂紋形態(tài),see裂紋起源于表面，裂紋的長(zhǎng)寬不成比例，可相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，裂紋擴(kuò)展方向多垂直于主拉伸應(yīng)力方向，裂紋一般呈樹狀。不同的材料有不同的破裂方式：碳鋼、咼強(qiáng)鋼、鋁合金、銅合合多半是沿晶間斷裂，奧氏體不銹鋼、鎂合金大多是穿晶型，鈦合金為為混合型。裂紋斷口的形貌，宏觀上屬于脆性斷裂，即使塑性很高的材料也是如此。但從微觀上觀察，在斷裂面有塑性流變痕跡。斷面有裂紋分叉現(xiàn)象，斷面形貌呈海灘條紋、羽毛狀、撕裂嶺、扇子形和冰糖塊等征狀。4、應(yīng)力腐蝕機(jī)理1）.電化學(xué)陽極溶解理論認(rèn)為合金中存在一條陽極溶解的“活性途徑”，腐蝕沿這些途徑優(yōu)先進(jìn)行，陽極侵蝕處就形成狹小的裂紋或蝕坑。小陽極的裂紋內(nèi)部與大陰極的金屬表面構(gòu)成腐蝕電池，由于活性陰離于（如el-）進(jìn)入形成閉塞電池的裂紋或蝕坑內(nèi)部，使?jié)饪s的電解質(zhì)溶液水解而被酸化，促使裂紋尖端的陽極快速溶解，在應(yīng)力作用下使裂紋不斷擴(kuò)展，直至破裂。所謂“活性途徑”通常多半是晶粒邊界、塑料變形引起的滑移帶以及金屬間化合物、沉淀相，或者由于應(yīng)變引起表面膜的局部破裂。當(dāng)有較大應(yīng)力集中時(shí)，會(huì)使這些活性途徑處進(jìn)一步產(chǎn)生變形，形成新的活性陽極裂紋中的閉塞電池，由于尺寸很小，內(nèi)部的溶液不易與外部發(fā)生對(duì)流交換，溶液將不斷濃縮。同時(shí)隨著腐蝕過程的進(jìn)行，產(chǎn)生金屬離子富集，為保持溶液的電中性，必然出現(xiàn)裂紋內(nèi)部的金屬離子與外部的活性陰離子相向擴(kuò)散遷移，在裂紋內(nèi)部形成的二次腐蝕產(chǎn)物（如氯化物）并進(jìn)一步水解而使溶液酸化。閉塞電池原理，酸自催化。2）.電化學(xué)陽極溶解理論的應(yīng)用see端口呈現(xiàn)脆性斷裂特征的解釋：可能是裂紋內(nèi)溶液被酸化后形成的H+由于腐蝕的陰極反應(yīng)產(chǎn)生氫原子并擴(kuò)散到裂紋尖端金屬內(nèi)部，使這一區(qū)域變脆，在拉應(yīng)力作用下發(fā)生脆斷一氫脆。陰極保護(hù)技術(shù)：電化學(xué)陽極溶解理論已被合金的陰極極化所證實(shí)，因?yàn)椴捎藐帢O保護(hù)可以抑制合金裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，如果取消陰極保護(hù)，裂紋又會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展。5、防止或減少see的措施影響see的因素：材料、應(yīng)力和環(huán)境三個(gè)方面。比較有效而廣泛應(yīng)用的方法是消除或降低應(yīng)力值。（1）降低設(shè)計(jì)應(yīng)力，使最大有效應(yīng)力或應(yīng)力強(qiáng)度降低到臨界值以下。實(shí)際上所有工程材料都不是完美無缺的，必然存在各種缺陷，往往發(fā)生低應(yīng)力下意外的脆性斷裂對(duì)于存在裂縫的材料在低應(yīng)力下破壞的現(xiàn)象，用定量方法解析裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)，計(jì)算材料的破壞應(yīng)力，用工程方法評(píng)價(jià)構(gòu)件的安全性等，都屬于斷裂力學(xué)范疇。根據(jù)斷裂力學(xué)觀點(diǎn)，在空氣環(huán)境條件下，如果滿足條件K］〈Kie,則構(gòu)件是安全的，而當(dāng)載荷逐漸增大，O達(dá)到某一臨界值Oc,構(gòu)件中裂縫將發(fā)生急速的失穩(wěn)擴(kuò)展而脆斷。此時(shí)與Oc相對(duì)應(yīng)的K1c稱為材料的“斷裂韌性”，它與試件的形狀和尺寸無關(guān)，是表示材料固有韌性的特性值，反映有裂紋材抖對(duì)破裂的實(shí)際抗力，可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定在腐蝕環(huán)境中具有裂縫的試件的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子K1同樣存在一個(gè)臨界值K1SCC,稱為應(yīng)力腐蝕破裂臨界強(qiáng)度因子，K1SCC低于Klc.當(dāng)外加應(yīng)力所列應(yīng)的K1值小于K1SCC時(shí)，C0C1C2曲線接近水平，也就是說，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)構(gòu)件都不會(huì)發(fā)生斷裂。每一種材料在特定的腐蝕介質(zhì)中的K1SCC是個(gè)常數(shù)，可用實(shí)驗(yàn)方法，一般 ， 且隨材料強(qiáng)度級(jí)別的旋高，叫 的比值下降。（2）合理設(shè)計(jì)與加工減少局部應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能想法降低最大有效應(yīng)力。例如，選用大的曲率半徑，采用流線型設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布趨向均勻，避免過高的峰值。關(guān)鍵部位可適當(dāng)增厚或改變結(jié)構(gòu)型式，焊接結(jié)構(gòu)最好采用對(duì)接以減小殘余應(yīng)力集中等。（3） 采用合理的熱處理方法消除殘余應(yīng)力，或改善合金的組織結(jié)構(gòu)以降低對(duì)SCC的敏感性。采用退火處理消除內(nèi)應(yīng)力：鋼鐵在500~600oC處理0.5~1h,然后緩慢冷卻；奧氏體不銹鋼可以加熱到900oC左右再緩冷。但高溫處理有可能引起金屬表面氧化，形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)還會(huì)產(chǎn)生變形，為此可采用降低溫度、延長(zhǎng)時(shí)間的熱處理工藝。通過時(shí)效處理：對(duì)于高強(qiáng)度鋁合金，可以改善合金的微觀結(jié)構(gòu)，避免晶間偏析物的形成，能提高抗SCC的敏感性。（4） 其它方法：合理選材。例如，接觸海水的換熱器，用普通碳鋼比用不銹鋼更耐蝕；采用含高鎳量的奧氏體或含1%?2%Ti的低碳鋼，可提高抗SCC的性能。（5） 材料處理：如果條件允許的場(chǎng)合，亦可采用去除介質(zhì)中有害成分，添加緩蝕劑：添加緩蝕劑的辦法防止SCC。采用陰極保護(hù)：基于陽極溶解理論，也可減緩或阻止SCC。6、腐蝕疲勞由于腐蝕介質(zhì)和變動(dòng)負(fù)荷聯(lián)合作用而引起金屬的斷裂破壞。疲勞斷裂：金屬構(gòu)件在變動(dòng)負(fù)荷作用下，經(jīng)過一定周期后所發(fā)生的斷裂。實(shí)例：軸承、滑輪、往復(fù)泵的缸體的活塞運(yùn)動(dòng)，刮刀離心機(jī)的轉(zhuǎn)軸在過濾與卸料階段，間隙性輸送熱流體的管道、傳熱設(shè)備、反應(yīng)釜也有可能內(nèi)于溫度應(yīng)力的周期性變化等腐蝕疲勞特點(diǎn)：變動(dòng)負(fù)荷：負(fù)荷的大小、方向或大小和力向都隨時(shí)間發(fā)生周期性變化（或無規(guī)則變化）的一類負(fù)荷。純力學(xué)性質(zhì)的疲勞，應(yīng)力值低于屈服點(diǎn)經(jīng)過很多周期后才發(fā)生破壞。如果工作應(yīng)力不超過臨界循環(huán)應(yīng)力值（疲勞極限）就不會(huì)發(fā)生疲勞破壞；腐蝕疲勞不存在疲勞極限，往往在很低的應(yīng)力條件下亦會(huì)產(chǎn)生斷裂。沒有特定的腐蝕1SCC 1c介質(zhì)限定，腐蝕環(huán)境廣。判據(jù)：裂紋形貌（撕裂特征）：多為穿晶型，裂紋分支較少，它所產(chǎn)生的裂紋數(shù)量往往比純力學(xué)疲勞的多得多，斷面大部分被腐蝕產(chǎn)物所覆蓋，小部分呈粗糙的碎裂狀影響因素：腐蝕疲勞與介質(zhì)的pH值、含氧量、溫度以及變動(dòng)負(fù)荷的性質(zhì)、交變應(yīng)力的幅度和頻率都有關(guān)系。一般隨pH值減小、含氧量增高、溫度上升，腐蝕疲勞壽命就越低。變動(dòng)負(fù)荷以對(duì)稱的拉壓交變應(yīng)力的影響最大，大幅度、低頻率的交變應(yīng)力更容易加快腐蝕疲勞。防護(hù)措施：提高金屬或合金的抗拉強(qiáng)度對(duì)改善純力學(xué)疲勞是有利的，但對(duì)腐蝕疲勞卻反而有害。最為有效的辦法是降低部件的應(yīng)力，這可以通過改變?cè)O(shè)計(jì)和正確的熱處理予以改善。鍍鋅、鎘等；加緩蝕劑；表面氮化和噴丸處理；陰極保護(hù)7、磨損腐蝕磨損腐蝕：腐蝕性流體與金屬構(gòu)件以較高速度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起金屬的腐蝕損壞。類型：磨損腐蝕有湍流腐蝕、空泡腐蝕、微振腐蝕等幾種形式，化工生產(chǎn)裝置中最常見的是前兩種。實(shí)例：離心泵葉輪、填料密封轉(zhuǎn)軸、機(jī)械密封摩擦副、攪拌器、離心機(jī)刮刀或推盤、換熱器入口管以及閥門、彎8、 湍流腐蝕定義：流體速度達(dá)到湍流狀態(tài)而導(dǎo)致加速金屬腐蝕的一種腐蝕形式。特征：湍流腐蝕過程由于高速流體擊穿了緊貼金屬表面幾乎靜態(tài)的邊界液膜，加速了去極劑的供應(yīng)和陰、陽極腐蝕產(chǎn)物的遷移，使陰、陽極的極化作用減?。桓咚偻牧鲗?duì)金屬表面產(chǎn)生了附加剪切力，剪應(yīng)力有可能不斷的剝離金屬表面的腐蝕產(chǎn)物（包括保護(hù)膜），如果流體中含有固體顆粒，還會(huì)增強(qiáng)剪應(yīng)力的作用，使金屬的磨損腐蝕更嚴(yán)重；這種磨蝕與噴砂處理那樣的純機(jī)械力破壞是不同的，因?yàn)槟p腐蝕過程金屬仍以金屬離子形式溶入溶液，而不是以粉末形式脫落。判據(jù)（形貌）：遭受湍流腐蝕的金屬表面常呈現(xiàn)深谷或馬蹄形凹槽，蝕谷光滑沒有腐蝕產(chǎn)物積存，根據(jù)蝕坑的形態(tài)很容易判斷流體的流動(dòng)方向9、 空泡腐蝕空泡腐蝕：又稱穴蝕或汽蝕，是由于腐蝕介質(zhì)與金屬構(gòu)件作高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣泡在金屬表面反復(fù)形成和崩潰而引起金屬破壞的一種特殊腐蝕形態(tài)。特征：在高速流有壓力突變的區(qū)域最容易發(fā)生空蝕；當(dāng)流速足夠高時(shí)，液體的靜壓力將低于液體的蒸氣壓，使液體蒸發(fā)形成氣泡，金屬表面上所含的微量氣體和液體中溶解的氣體將提供足夠的氣泡核；低壓區(qū)產(chǎn)生的氣泡又迅速受到高壓區(qū)壓過來的流體的壓縮而崩潰，氣泡在崩潰時(shí)產(chǎn)生的沖擊波將對(duì)金屬表面起強(qiáng)烈的錘擊作用，這種錘擊作用的壓力可高達(dá)140MPa左右，它不僅能破壞表面膜，甚至可使膜下金屬的晶粒產(chǎn)生龜裂和剝落?？张莞g的歷程（1）保護(hù)膜上形成氣泡；（2）氣泡破滅，保護(hù)膜被破壞，（3）暴露的新鮮金屬表面遭受腐蝕，由于再鈍化，膜被修補(bǔ)；（4）在同一位置形成新氣泡；（5）氣泡又破滅，表面膜再次破損，（6）暴露的金屬進(jìn)一步腐蝕，重新鈍化形成新膜。二、表面狀態(tài)與幾何因素不適合的表面狀態(tài)和幾何構(gòu)形還會(huì)引起孔蝕、縫隙腐蝕以及濃差電池腐蝕等等。1、孔蝕又叫坑蝕，俗稱點(diǎn)蝕、小孔腐蝕，它只發(fā)生在金屬表面的局部地區(qū)。粗糙表面往往不容易形成連續(xù)而完整的保護(hù)膜，在膜缺陷處，容易產(chǎn)生孔蝕；一旦形成了蝕孔，如果存在力學(xué)因素的作用，就會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕或疲勞腐蝕裂紋?？孜g時(shí)，雖然金屬失重不大，但由于腐蝕集中在某些點(diǎn)、坑上，陽極面積很小，因而有很高的腐蝕速度；加之檢查蝕孔比較困難，因?yàn)槎鄶?shù)蝕孔很小，通常又被腐蝕產(chǎn)物所遮蓋，直至設(shè)備腐蝕穿孔后才被發(fā)現(xiàn)，所以孔蝕是隱患性很大的腐蝕形態(tài)之一。易鈍化的金屬在含有活性陰離子（最常見的是Cl-）的介質(zhì)中，最容易發(fā)生孔蝕。孔蝕的過程大體上有蝕孔的形成與成長(zhǎng)兩個(gè)階段。孔蝕的防止方法：1、 主要從材料上考慮如何降低有害雜質(zhì)的含量和加入適量的能提高抗孔蝕能力的合金元素；2、 改善熱處理制度，或者設(shè)法降低介質(zhì)中尤其是鹵素離子的濃度;3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意消除死區(qū)，防止溶液中有害物質(zhì)的濃縮。此外，也可以采用陰極保護(hù)。2、縫隙腐蝕當(dāng)金屬與金屬或金屬與非金屬之間存在很小的縫隙（一般為0.025?0.1mm）時(shí)，縫內(nèi)介質(zhì)不易流動(dòng)而形成滯留狀態(tài)，促使縫隙內(nèi)的金屬加速腐蝕，這種腐蝕稱為縫隙腐蝕。許多工程結(jié)構(gòu)都普遍存在這類間隙，有些縫隙是設(shè)計(jì)不合理造成的，而有些從設(shè)計(jì)上是很難避免的。以往一直認(rèn)為縫隙腐蝕是由于縫隙內(nèi)與縫隙外存在金屬離子或氧的濃度差所引起的，因此就用濃差腐蝕的概念來解釋這類腐蝕形態(tài)。近期的研究表明，金屬離子或氧的濃差只是縫隙腐蝕的起因，它進(jìn)一步的發(fā)展，與孔蝕一樣屬于閉塞電池的自催化腐蝕過程。縫隙腐蝕的防止：縫隙腐蝕的防止，主要是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上如何避免形成縫隙和能造成表面沉積的幾何構(gòu)形。1、 為了防止?jié)獠罡g，或防止溶液濃縮引起的腐蝕，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免積液和死區(qū)。2、 若在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不可能采用無縫隙方案，也應(yīng)使結(jié)構(gòu)能夠妥善排流，以利于沉積物及時(shí)清除。亦可采用固體填充料將縫隙填實(shí)。3、 設(shè)計(jì)選材時(shí)，采用某些耐縫隙腐蝕的材料，可以延長(zhǎng)設(shè)備壽命。三、異種金屬組合因素1、電偶腐蝕異種金屬彼此接觸或通過其他導(dǎo)體連通，處于同一個(gè)介質(zhì)中，會(huì)造成接觸部位的局部腐蝕。其中電位較低的金屬，溶解速度增大，電位較高的金屬，溶解速度反而減小，這種腐蝕稱為電偶腐蝕，或稱接觸腐蝕、雙金屬腐蝕。防止電偶腐蝕的途徑：影響電偶腐蝕的因素很多，因此防止電偶腐蝕的辦法必然也有多種途徑，但最有效的還是從設(shè)計(jì)上解決。1、 選擇相容性材料產(chǎn)生電偶腐蝕時(shí)動(dòng)力來自接觸的兩種不同金屬的電位差。開始人們?cè)噲D利用電動(dòng)序來判斷電偶腐蝕的傾向，但是，實(shí)際應(yīng)用的大部分金屬材料是合金，并且所處的介質(zhì)大多不含有金屬本身的離子，因而實(shí)際電位不僅數(shù)值上不同于標(biāo)準(zhǔn)電位，甚至序列也可能發(fā)生倒置。所以為了確切判斷選擇的材料是否會(huì)產(chǎn)生電偶腐蝕，最好實(shí)際測(cè)量某些金屬在給定介質(zhì)條件下的穩(wěn)定電位（自腐蝕電位）和進(jìn)行必要的電偶試驗(yàn)。2、 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）盡量避免小陽極大陰極的結(jié)構(gòu)。相反，陽極面積大陰極面積小的結(jié)構(gòu)，往往電偶腐蝕并不顯著。（2）將不同金屬的部件彼此絕緣。（3）插入第三種金屬。當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有困難時(shí)，可以在其間插入能降低兩種金屬間電位差的另一種金屬或者采用鍍層過渡。（4）將陽極性部件設(shè)計(jì)成為易于更換的，或適當(dāng)增厚以延長(zhǎng)壽命。3、 電偶效應(yīng)的正確利用一犧牲陽極保護(hù)犧牲陽極保護(hù)根據(jù)電偶腐蝕原理，偶合的陽極被腐蝕，陰極受到保護(hù)。因此有時(shí)人為地在設(shè)備上附加一種負(fù)電性較強(qiáng)的金屬構(gòu)件，依靠它的溶解產(chǎn)生電流，使主體設(shè)備得到保護(hù)，這就是所謂的“犧牲陽極保護(hù)”。作為犧牲陽極的材料，不僅要求具有足夠負(fù)的腐蝕電位，并且希望陽極極化性能越小越好。為了使陽極溶解產(chǎn)生的電流主要用來供給被保護(hù)設(shè)備，因此犧牲陽極本身微電池作用所消耗的電流應(yīng)盡可能地小。工業(yè)上最常用的犧牲陽極材料有鋅及鋅合金、鋁合金、鎂合金等。四、焊接因素 化工設(shè)備幾乎都是焊接結(jié)構(gòu)，由于焊接工藝不當(dāng)或材料選擇的問題，常常產(chǎn)生各種不同的焊接缺陷而導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕，其腐蝕類型隨焊接缺陷的形式而異。1焊接缺陷與腐蝕 焊接表面缺陷焊瘤----是熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化部位堆積而成，它與母材沒有熔合。咬邊——是在工件上沿焊縫邊緣所形成的溝槽或凹陷，常常因?yàn)槭请娏鬟^大、電弧拉得太長(zhǎng)或焊條角度不當(dāng)，使工件被熔化了一定深度后，填充金屬卻未能及時(shí)流過去補(bǔ)充所致，一般亦是角焊、立、橫和仰焊時(shí)易產(chǎn)生咬邊。飛濺——飛濺是熔敷金屬的小粒子飛散而附著在母材表面的缺陷，當(dāng)電流過大、焊皮中有水分、電弧太長(zhǎng)、粉性熔渣或焊條角度不當(dāng)時(shí)都可能出現(xiàn)這種缺陷。電弧熔坑2）異種金屬焊接 化工設(shè)備采用異種金屬焊接，這種情況下。由于熔融金屬與母材的組成成分都不相同，在腐蝕環(huán)境中常常由于存在電位差而構(gòu)成電偶腐蝕。尤其當(dāng)焊縫金屬電位遠(yuǎn)低于母體金屬時(shí)，成為大陰極小陽極，焊縫金屬將被迅速腐蝕。因此工程上常選用比母材電位更高的金屬作焊條，這樣在大陽極小陰極情況下，焊縫不被腐蝕，而母材腐蝕輕微。不過當(dāng)溶液導(dǎo)電性比較低時(shí)，腐蝕將集中在焊縫周圍的局部地區(qū)而出現(xiàn)較嚴(yán)重的局部腐蝕。3）焊接殘余應(yīng)力 焊接應(yīng)力是焊接過程中焊件體積變化受阻而產(chǎn)生的，當(dāng)已凝固的焊縫金屬在冷卻的時(shí)候，由于垂直焊縫方向上各處溫度差別很大，結(jié)果高溫區(qū)金屬的收縮會(huì)受到低溫區(qū)金屬的限制，而使這兩部分金屬中都引起內(nèi)應(yīng)力。高溫區(qū)金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，低溫區(qū)金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。4）焊接熱影響區(qū) 焊接過程在焊縫兩側(cè)距焊縫遠(yuǎn)近不同的各點(diǎn)，所經(jīng)歷的焊接熱循環(huán)是不同的，距焊縫越近的點(diǎn)，其加熱溫度越高，越遠(yuǎn)則越低。也就是說焊接熱影區(qū)的各點(diǎn)實(shí)際相當(dāng)于經(jīng)受一次不同規(guī)范的熱處理，因此必然有相應(yīng)的組織變化，如出現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大、相變重結(jié)晶等。不過對(duì)于低碳鋼來說，這種組織變化主要影響機(jī)械性能，而對(duì)耐蝕性的影響不大，因?yàn)樗鼈兊木чg、相間與晶粒本體的活性差異較小，一般在使用中仍發(fā)生均勻腐蝕。但當(dāng)金屬含有大量合金元素時(shí)，其組織變化就復(fù)雜得多。此外，通過焊接材料向焊縫摻入鐵素體形成元素（鈦、鋁、硅等），使焊縫呈奧氏體一鐵素體雙相組織，也能提高抗晶間腐蝕能力。因?yàn)殂t在鐵素體內(nèi)濃度大，擴(kuò)散速度也大，這樣當(dāng)奧氏體晶界形成碳化鉻后，鐵素體內(nèi)的鉻就能迅速擴(kuò)散到晶界，以彌補(bǔ)鉻的損失，防止了貧鉻區(qū)的出現(xiàn)。同時(shí)鐵素體在奧氏體內(nèi)能打破貧鉻區(qū)的連續(xù)性，可減輕晶間腐蝕的危害。鐵素體相一般控制在5%以下。第三部分金屬在某些環(huán)境中的是腐蝕一、高溫腐蝕在石化、冶金、日化許多生產(chǎn)中，以及材料在制造加工過程中（鍛造、熱處理等），常常使材料處于高溫氣體環(huán)境，由于高溫一般都會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生氧化腐蝕，因此應(yīng)對(duì)其機(jī)理、規(guī)律有所了解，并掌握其控制與防護(hù)。1、 金屬的高溫氧化1）.金屬高溫氧化的可能性M+1/2O2MO其中0也可能是S、鹵素或其他氣體等。在這一化學(xué)反應(yīng)平衡方程中，在一定溫度下，如氧的分壓與氧化物的分解壓力相等，則反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。如氧的分壓大于金屬氧化物的分壓，反應(yīng)向生產(chǎn)氧化物方向進(jìn)行，反之亦然。金屬氧化物的分解壓力）金屬的高溫氧化過程（1）第一步：化學(xué)反應(yīng)生成氧化膜；（2）第二部：電化學(xué)過程——膜成長(zhǎng)金屬氧化膜是既能電子導(dǎo)電又能離子導(dǎo)電的半導(dǎo)體，氧化的速度（腐蝕速度）取決于氧化膜的物質(zhì)遷移速率一—離子導(dǎo)電性、電子導(dǎo)電性——它是金屬氧化物的屬性與晶格內(nèi)部缺陷的反應(yīng)。）膜的保護(hù)性膜的保護(hù)性主要取決于氧化膜的完整性、致密性、熱穩(wěn)定性，也和膜的結(jié)構(gòu)及厚度、膜與金屬的相對(duì)熱膨脹系數(shù)以及膜中的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。膜具有保護(hù)性必須滿足以下條件：（1）膜必須是完整的；體積比r（2）膜具有足夠的強(qiáng)度與塑性，并且與基體金屬結(jié)合力強(qiáng)、膨脹系數(shù)相近；（3）膜內(nèi)晶格缺陷濃度低；（4）氧化膜在高溫介質(zhì)中是穩(wěn)定的，表現(xiàn)為高的熔點(diǎn)和高的生成熱。2、 金屬氧化的動(dòng)力學(xué)規(guī)律金屬高溫腐蝕的速度可用氧化膜的厚度與時(shí)間的關(guān)系來表達(dá)。1）.直線規(guī)律：生成的氧化膜無任何保護(hù)作用，不能阻止腐蝕的進(jìn)行。2）拋物線規(guī)律：連續(xù)膜生成后具有保護(hù)作用，腐蝕速度減緩。3）.對(duì)數(shù)規(guī)律：當(dāng)形成很薄的膜時(shí)，就能強(qiáng)烈地阻滯金屬的繼續(xù)氧化，隨著膜的增厚，膜的成長(zhǎng)所受的阻滯作用比拋物線關(guān)系中的阻滯作用還要大得多。4）反對(duì)數(shù)規(guī)律：金屬的氧化速度與膜厚的指數(shù)函數(shù)成反比。其氧化速度比按對(duì)數(shù)規(guī)律還要慢。5）.立方規(guī)律：氧化速度介于拋物線規(guī)律與對(duì)數(shù)規(guī)律之間。總之，直線型最快，拋物線次之，而按對(duì)數(shù)規(guī)律的金屬只要形成一定厚度的膜其氧化速度就能明顯降低。高溫氣體中金屬材料腐蝕的防護(hù)與控制主要是高溫合金。3、 高溫合金的抗氧化性金屬的高溫腐蝕，其控制與防護(hù)的措施就是高溫合金。1）.合金化原理利用合金化提高金屬的抗氧化性的途徑：（1） 減少氧化膜的晶格缺陷濃度；（2） 依靠選擇性氧化生成保護(hù)膜；（3）生成復(fù)合氧化物之類的穩(wěn)定的新相。2）合金的抗氧化性所謂抗氧化性并不是指在高溫下完全不被氧化，而通常是指在高溫下迅速氧化，但在氧化后能形成一層連續(xù)而致密的、并能牢固地附著金屬表面的薄膜，從而使金屬具有不再繼續(xù)被氧化或氧化性很小的特性。4、耐熱金屬結(jié)構(gòu)材料簡(jiǎn)介耐熱鋼是指在工作溫度高于450r時(shí)，具有一定強(qiáng)度和抗氧化能力的鋼種，是抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼的通稱。1?抗氧化鋼：合金元素鉻、鋁、硅對(duì)鋼鐵的高溫氧化性有很好的改善能力，特別是鋁硅比鉻效果更好。2?熱強(qiáng)鋼：鋼中添加鉻、鉬、鎢、釩、鈦、鈮能有效的提高鋼的熱強(qiáng)性指標(biāo)和抗氧化性。3?耐熱新鋼種：10MoWVNb鋼、10CrMoWVTiB、10CrMoVSiTiB鋼等。二、金屬在大氣中的腐蝕1、大氣腐蝕的分類：1）?干的大氣腐蝕：大氣中基本不含水，金屬表面無水膜，金屬表面保持光亮，腐蝕很輕微，主要是化學(xué)作用。2）.潮的大氣腐蝕：大氣中有水汽，金屬表面有看不見的薄層水膜，陰極耗氧腐蝕，液層很薄氧的擴(kuò)散容易，陽極鈍化及金屬離子化困難，腐蝕受陽極控制。3）.濕的大氣腐蝕：濕度很高，金屬表面可凝聚成液滴并形成肉眼可見的液膜，液膜厚度增加，氧的擴(kuò)散困難，腐蝕受陰極控制。2、 大氣的成分對(duì)腐蝕的影響：大氣的成分和濕度是決定大氣腐蝕程度的兩個(gè)主要因素。大氣腐蝕的特點(diǎn)：遵循電化學(xué)腐蝕的一般規(guī)律，主要是耗氧腐蝕。區(qū)域I：濕度特別低，金屬表面只有極薄的一層吸附液膜，還不能認(rèn)為是連續(xù)的電解液，相當(dāng)于金屬在干燥大氣中的腐蝕，金屬表面將形成一層保護(hù)膜，腐蝕速度很小。區(qū)域II:濕度增大，金屬表面的液膜厚度也逐漸增加，形成連續(xù)的電解液膜，腐蝕速度急劇增加。區(qū)域III:濕度繼續(xù)增加，由于金屬表面的液膜繼續(xù)增厚，使氧通過液膜擴(kuò)散變得困難了，所以腐蝕速度有所下降。區(qū)域W：濕度很大，金屬表面的液膜變得很厚，已相當(dāng)于完全浸在電解液中的腐蝕情況，所以腐蝕速度基本不變。3、控制與防護(hù)：1）合理選材：低合金鋼、不銹鋼等2）表面涂覆：涂料、鍍層保護(hù)屏蔽氧和水；3）保持表面清潔4）介質(zhì)控制：降低空氣濕度（加熱空氣、使用吸濕劑）、減少污染物、使用緩蝕劑等。三、土壤腐蝕1、 土壤腐蝕的歷程與特點(diǎn)：1） 歷程：金屬在土壤中的腐蝕時(shí)的陰極過程主要是耗氧腐蝕，即陽極金屬溶解生成金屬陽離子，陰極氧氣被消耗。2） 特點(diǎn)：（1）土壤的結(jié)構(gòu)和濕度對(duì)氧的流動(dòng)性影響很大，土壤越疏松氧的滲透擴(kuò)散越容易，腐蝕越嚴(yán)重；（2）在干燥疏松的土壤中，氧的滲透率很高，如土壤中無氯離子，則鐵很易鈍化而使腐蝕大大降低。2、 土壤腐蝕常見的幾種形式：1） 因充氣不勻引起的腐t■—氧的濃差電池腐蝕，由于土壤的多相性和不均勻性常常引起氧的滲透率差異，因而造成因充氣不均形成的供氧差異腐蝕電池，常造成地下設(shè)備和管線的嚴(yán)重腐蝕。2） 由雜散電流引起的地下金屬設(shè)備和管線的腐蝕，如：電焊機(jī)、電氣火車等設(shè)備漏電的情況下，漏到地下的電流經(jīng)常引起附近地下金屬設(shè)備的腐蝕，特別是直流電漏電引起的這種腐蝕破壞速度較大。3） 由微生物引起的腐蝕，土壤中的微生物經(jīng)發(fā)酵分解，可產(chǎn)生腐蝕物質(zhì)引起局部腐蝕，如硫桿菌：污物發(fā)酵一硫代硫酸鹽一硫桿菌作用一硫酸3、土壤中的腐蝕與防護(hù)1） 合理設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)時(shí)考慮土壤特性，盡量避免在土壤性質(zhì)差異大的位置布置設(shè)備和管線，施工時(shí)將土壤壓實(shí)，清除污物（噴灑殺菌劑）、外砌水泥池槽等等。2） 合理選材：某些非金屬材料耐土壤腐蝕能力較強(qiáng)，PVC塑料，水泥管。3） 表面涂覆：常用涂料，比如用瀝青，為增加強(qiáng)度和防水可用石棉或玻璃纖維布纏繞,PE膠帶或發(fā)泡塑料效果也很好。4） 電化學(xué)保護(hù)5） 聯(lián)合保護(hù)：如涂覆與電化學(xué)保護(hù)結(jié)合四、在海水中的腐蝕1、 海水性質(zhì)：海水是一種含鹽濃度相當(dāng)高的電解質(zhì)溶液，是天然腐蝕劑中最強(qiáng)的一種。1） 含鹽量大，導(dǎo)電性很強(qiáng)的電解質(zhì)；2） 氯離子含量高，其次是硫酸根離子。它們對(duì)金屬有較強(qiáng)的腐蝕性；3） 海水充氣性良好，容易發(fā)生耗氧腐蝕。2、 海水腐蝕的歷程與特點(diǎn)：?歷程：陽極：M—2e—M2+陰極：0+2H0+4e—40H-22特點(diǎn)（1）腐蝕速度大多取決于陰極過程，即主要受氧到達(dá)陰極表面的擴(kuò)散速度控制；（2） 海水中含大量氯離子，大多數(shù)金屬在海水腐蝕時(shí)陽極過程阻滯很小，鐵、鑄鐵、低合金鋼和中合金鋼在海水中不能鈍化；（3） 海水導(dǎo)電性良好，很容易發(fā)生電偶腐蝕。3、 海水腐蝕的影響因素：1） 鹽度：鹽度越大腐蝕越嚴(yán)重，但是鹽度超過一定值后，氧的溶解度下降，腐蝕變慢；2） 碳酸鹽飽和度：達(dá)到飽和時(shí)易沉積在金屬表面而形成保護(hù)層有利防腐;3） 含氧量：含氧量越大腐蝕越快，海水深度增加，含氧量下降；4） 流速：一般流速增加腐蝕加快，對(duì)于孔蝕有當(dāng)流速大于臨界速度時(shí)，孔蝕變慢；5） 海生物：貽貝、牡蠣、海藻等，常會(huì)消耗或釋放氧氣或二氧化碳，生物尸體分解會(huì)形成硫化氫等，多數(shù)促進(jìn)腐蝕；生物附著在金屬表面的局部會(huì)因金屬表面狀態(tài)的改變形成局部腐蝕，如氧的濃差電池、縫蝕等。4、控制與防護(hù)：1） 合理選材：許多非鐵金屬在靜止或緩慢流動(dòng)的海水中腐蝕率較小，如銅與銅合金、鈦與鈦合金等；不銹鋼在海水中的耐蝕性主要取決于鈍化膜的穩(wěn)定性，也受組織結(jié)構(gòu)影響，奧氏體不銹鋼耐蝕性最好，鐵素體次之，馬氏體最差。2） 電化學(xué)保護(hù)：海水導(dǎo)電性好，電化學(xué)保護(hù)應(yīng)用方便經(jīng)濟(jì)3） 表面涂覆：環(huán)氧漆、氯化橡膠漆、乙烯漆耐海水性好；4） 合理設(shè)計(jì)與施工：避免電偶腐蝕，減少縫隙，并避免形成湍流或渦流。5） 介質(zhì)處理：控制海洋微生物，冷卻用海水加緩蝕劑等。六、硫化氫腐蝕關(guān)于硫化氫滲氫過程的機(jī)制，氫在鋼中存在的狀態(tài)和運(yùn)行過程以及氫脆的本質(zhì)看法還不統(tǒng)一。主要的觀點(diǎn)有電化學(xué)腐蝕過程和硫化氫導(dǎo)致氫損傷過程。（1）電化學(xué)腐蝕陽極溶解過程H2S一旦溶于水便立即電離使溶液呈現(xiàn)酸性。H2S水中的離解反應(yīng)：HS—H++HS-—2H++S2-釋放的氫離子是強(qiáng)去極化劑，易在陰極奪取電子，促進(jìn)陽極溶解反應(yīng)使鋼鐵遭受腐蝕。（2）硫化氫導(dǎo)致氫損傷過程h2S水洛液對(duì)鋼材電化學(xué)腐蝕的另一產(chǎn)物是氫原子。吸附在電極表面的H2S分子和HS-在很大程度上能夠抑制還原生成的氫原子形成氫氣，從而使得氫原子滲透入金屬內(nèi)部的量增大。被鋼鐵吸收的氫原子，將破壞其機(jī)體的連續(xù)性，從而導(dǎo)致氫損傷，也成為h2s環(huán)境開裂的主要因素。第四部分金屬結(jié)構(gòu)材料的耐蝕特性一、金屬耐蝕合金化原理1、 純金屬的耐蝕特性（1） 金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性各種純金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性，大體上可按它們的標(biāo)準(zhǔn)電位值來判斷。標(biāo)準(zhǔn)電極電位較正者其熱力學(xué)穩(wěn)定性較高；標(biāo)準(zhǔn)電極電位越負(fù)，在熱力學(xué)上越不穩(wěn)定，也就容易被腐蝕。（2） 金屬的鈍化熱力學(xué)不穩(wěn)定的金屬在氧化性介質(zhì)中容易鈍化，易鈍化的金屬可作為合金元素（3） 腐蝕產(chǎn)物膜（機(jī)械鈍態(tài)膜）的保護(hù)性能2、 金屬耐蝕合金化的途徑（1） 提高金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性（2） 減弱合金的陰極活性減小金屬或合金中的活性陰極面積；通過熱處理的方法形成穩(wěn)定的固溶體加入吸氫超電壓高的合金元素（增大合金陰極析氫反應(yīng)的阻力）（3） 減弱合金的陽極活性（是最有效、應(yīng)用最廣泛的方法）減少陽極相的面積；加入易鈍化的合金元素；加入陰極合金元素促進(jìn)陽極鈍化（4）使合金表面生成電阻大的腐蝕產(chǎn)物膜加入某些元素促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物膜，加大了體系的電阻，也能有效地阻滯腐蝕過程的進(jìn)行。3、 單相合金的確n/8定律最早塔曼（Tammann）在研究單相（固溶體）合金的耐蝕性時(shí)，發(fā)現(xiàn)其耐蝕能力與固溶體的成分之間存在一種特殊關(guān)系。合金的耐蝕性與固溶體提的成分之間的特殊關(guān)系對(duì)同一種合金，在不同的介質(zhì)中其穩(wěn)定性臺(tái)階值是不同的適用于二元系統(tǒng)能夠也使用于多元系統(tǒng)的固溶體合金至今仍無確切的解釋。4、 主要合金元素對(duì)耐蝕性的影響鉻（Cr）：是不銹鋼的基本合金元素；熱力學(xué)不穩(wěn)定。與鐵基合金組成固溶體時(shí)，合金呈現(xiàn)不同程度的類似珞的耐蝕特性。在具備鈍化的條件下，含量越高，耐蝕性越好，在不能實(shí)現(xiàn)鈍化的條件下，隨著含量的增高，腐蝕速率反而加大鎳（Ni）：熱力學(xué)不夠穩(wěn)定。與Fe-Ni合金在硫酸、鹽酸和硝酸中的腐蝕速率都隨著鎳的含量的增加而減?。绘囋阼F的基體中的耐蝕性不是鈍化作用，而是使合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性提高；在氧化性介質(zhì)和還原性介質(zhì)中均有效。優(yōu)勢(shì)：與珞配合加入鐵中獲得不銹鋼；綜合了珞鎳的優(yōu)勢(shì)，耐氧化性介質(zhì)腐蝕也耐還原性介質(zhì)腐蝕；形成奧氏體，具有良好的熱加工性、冷變形能力、可焊性、良好的低溫韌性。不利之處：增加不銹鋼的晶間腐蝕傾向鉬（Mo）：使合金耐還原性介質(zhì)的腐蝕和抗氯離子等引起的孔蝕；含量較小時(shí)，使鋼對(duì)氯化物腐蝕破裂敏感，而當(dāng)鉬含量大于4%時(shí)，鋼的耐應(yīng)力腐蝕破裂性能提高；鈍化膜厚度隨著鋼中鉬含量增高而增厚，而膜厚度的增加通常會(huì)延長(zhǎng)蝕孔形成的孕育期，提高耐孔蝕性能。硅（Si）：在相應(yīng)的合金中具有耐氯化物腐蝕破裂、耐孔蝕、耐濃熱硝酸、抗氧化、耐海水腐蝕等作用；不銹鋼隨硅含量的增加，耐應(yīng)力腐蝕破裂性能顯著改善（依靠加硅形成富硅保護(hù)膜）耐氯離子腐蝕（耐氯化物應(yīng)力腐蝕破裂）；改善耐孔蝕性能（提高了鋼的鈍態(tài)穩(wěn)定性）；耐強(qiáng)氧化物腐蝕：形成富集Si,Cr,O的表面膜；Si與Cr,Mo與Cu配合，可以得到各種耐海水鋼銅（Cu）:是低合金鋼、不銹鋼、鎳基合金、鑄鐵中常用的耐蝕合金元素之一。耐大氣腐蝕：銅在低合金鋼大氣腐蝕過程中起著活性陰極的作用，在一定條件下可以促使鋼產(chǎn)生陽極鈍化，從而降低腐蝕速率；鈍化膜易被活性氯離子破壞，所以銅鋼只在較純凈的空氣中具有較好的耐蝕性；可提高鋼對(duì)H2SO4的耐蝕性：提高了合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性；可減弱鋼在海水中的縫隙腐蝕：加入Cu后，鋼的陽極過程受到阻滯，使鈍化臨界電流密度減小。二、常用結(jié)構(gòu)材料的耐蝕性能1、依靠鈍化獲得耐蝕能力的金屬主要有不銹鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、硅鑄鐵等18-8不銹鋼（Cr18%,Ni8%-9%;n=2）在空氣、水、中性溶液和各種氧化性介質(zhì)中十分穩(wěn)定;在酸性介質(zhì)中（氧化性酸或非氧化性酸，以及氧化性的強(qiáng)弱有關(guān)）不銹鋼設(shè)備的腐蝕多是局部腐蝕破壞：晶間腐蝕、孔蝕、應(yīng)力腐蝕。（1） 鋁與鋁合金鋁的耐蝕能力主要取決于在給定環(huán)境中鋁表面的保護(hù)膜的穩(wěn)定性；在中性和近中性以及大氣中具有很高的穩(wěn)定性；在氧化性的酸或鹽溶液中也十分穩(wěn)定；常用于濃硝酸的生產(chǎn)中在含鹵素離子的中性溶液中易發(fā)生小孔腐蝕；在大多數(shù)有機(jī)介質(zhì)中有很好的耐蝕性；對(duì)硫和硫化物有很好的耐蝕性。加入Cu,Mg,Mn等使鋁強(qiáng)化，提高純鋁的強(qiáng)度，耐蝕鋁合金主要有Al-Mn,Al-Mn-Mg,Al-Mg-Si,Al-Mg。（2） 鈦及鈦合金氧化性介質(zhì)；沸水和過熱蒸汽；沸騰鉻酸、濃硝酸、濃硝酸的混酸、高溫高濃度的硝酸在中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蝕性。在含有少量氧化劑或添加高價(jià)重金屬離子，或與鉑、鈀等相接觸，抑制鈦的腐蝕（可以促使陽極鈍化）；在稀堿溶液中耐蝕；在一定條件下，發(fā)生激烈的發(fā)火反應(yīng)；主要品種有：Ti-Pd,Ti-Ni,Ti-Mo,Ti-Ni-Mo合金容易發(fā)生氫脆情況，應(yīng)力腐蝕破裂。（3） 高硅鑄鐵含14.5%~18%Si的鐵碳合金稱為高硅鑄鐵，依靠硅合金化而獲得鈍化能力，其耐蝕性同樣遵循n/8定律，穩(wěn)定性臺(tái)階n=2（含14.5%Si）。由于表面鈍化形成的Si02保護(hù)膜屬于酸性氧化物，所以高硅鑄鐵不僅在氧化性的酸和鹽溶液中有很高的穩(wěn)定性，并且在非氧化性酸，如任何濃度的硫酸、磷酸、室溫的鹽酸、有機(jī)酸等溶液中也有良好的耐蝕性。2、可鈍化或腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定的金屬（1）碳鋼和鑄鐵碳鋼和鑄鐵都是多相合金，主要的組織組分有：鐵素體（Fe）、滲碳體（Fe3C）和石墨（C）,由于這三種組分在電解質(zhì)溶液中具有不同的電位，其中Fe的標(biāo)準(zhǔn)電極電位最低，其值為-0.44V，是熱力學(xué)不穩(wěn)定的元素，所以在多數(shù)電解質(zhì)溶液中將成為微電池的陽極而被腐蝕。但Fe又是可鈍化金屬，在有足夠的鈍化條件下也能獲得穩(wěn)定的鈍態(tài)。此外，在某些環(huán)境中金屬表面可能生成穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物。（2）鉛與鉛合金鉛的標(biāo)準(zhǔn)平衡電位（-0.13V）低于氫，在酸中可以產(chǎn)生析氫反應(yīng)，但在某些酸中能生成穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物。鉛不具備鈍化能力，所以鉛的耐蝕特性主要體現(xiàn)在它的腐蝕產(chǎn)物在相應(yīng)介質(zhì)中的溶解度。三、結(jié)構(gòu)材料的選擇原則1、 根據(jù)工藝條件分析對(duì)設(shè)備材料的要求（1）介質(zhì)的特性與溫度、壓力（2）工藝條件對(duì)材料的限制（3）設(shè)備的功能和結(jié)構(gòu)（4）運(yùn)轉(zhuǎn)及開停車的條件2、 掌握材料的基本特性首先了解各種材料的共性，然后分析某些材料的特殊性質(zhì)，全面掌握各種材料的基本特性。3、 材料選擇的基本要點(diǎn)耐蝕性；力學(xué)物理特性；加工成型工藝性能；材料價(jià)格與來源。第六部分防腐方法1、電化學(xué)保護(hù)法一、陰極保護(hù)：主要分為電保護(hù)與犧牲陽極保護(hù)兩種形式。電保護(hù)：將被保護(hù)金屬設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連，依靠外加陰極電流進(jìn)行陰極極化而使金屬得到保護(hù)的方法，叫外加電流陰極保護(hù)，簡(jiǎn)稱電保護(hù)。2?犧牲陽極保護(hù)（護(hù)屏保護(hù)）：在被保護(hù)金屬設(shè)備上連接一個(gè)電位更負(fù)的強(qiáng)陽極，促使陰極極化，這種方法叫犧牲陽極保護(hù)，也稱護(hù)屏保護(hù)。應(yīng)用范圍與條件：（1）常用于輸油、氣管道，艦船，采油平臺(tái)，碼頭。水閘等。（2）條件：①腐蝕介質(zhì)能導(dǎo)電，并可形成連續(xù)電路，比如海水、土壤、酸堿鹽溶液等；②金屬材料在所處環(huán)境介質(zhì)中易陰極極化，耗電不大；③被保護(hù)設(shè)備形狀、結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，避免形成電流分布不均，達(dá)不到保護(hù)效果。4?陰極保護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）確定合理的保護(hù)度（2）陰極材料的選擇（3）護(hù)屏和輔助陽極的合理配置（4）要預(yù)留保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)二、陽極保護(hù)將被保護(hù)的設(shè)備與外加直流電源的正極相連，在一定電解質(zhì)溶液中將金屬進(jìn)行陽極極化至一定電位，在此電位下金屬能建立起鈍態(tài)并維持鈍態(tài)，則設(shè)備腐蝕速度顯著降低，設(shè)備得以保護(hù)。其應(yīng)用范圍與條件與陰極保護(hù)類似，只是陽極保護(hù)要求被保護(hù)金屬可鈍化并有較穩(wěn)定的鈍態(tài)。陽極保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：正確選擇輔助陰極材料；輔助陰極的合理配置；參比電極的選用和安裝。2、襯里是一種綜合利用不同材料的特性，具有較長(zhǎng)使用壽命的防腐方法。大多是在鋼鐵或混凝土設(shè)備上選襯各種非金屬材料。一、碳鋼設(shè)備及襯里材料的表面處理（1） 對(duì)被粘物表面的要求有良好的潤(rùn)濕性；表面具有一定的粗糙度；表面清潔；有良好的潤(rùn)濕性；表面具有一定的粗糙度。（2） 鋼鐵表面處理手工除銹：效率低、表面質(zhì)量差，只適用于較小的表面或一般的涂料施工，襯里工程很少采用。機(jī)械清凈法：包括機(jī)械研磨、滾磨、噴砂、噴丸、高壓水流等方法。噴砂：清除金屬表面的鐵銹、氧化皮及其他污垢；使金屬表面獲得一定的粗糙度化學(xué)法除銹：將金屬件浸于無機(jī)酸溶液中，依靠溶解作用去除表面的氧化物HCI（10~15%）：溶解鋼鐵表面氧化皮和鐵銹，用于間歇酸洗H2SO4（5~10%）：進(jìn)入氧化皮的微裂紋，在鋼與Fe304、的界面上反應(yīng)生成H2，使氧化皮脫落。用做流水作業(yè)的酸洗液。酸洗液中必需添加緩蝕劑（3）襯里材料的表面處理機(jī)械處理方法：用噴砂或手工打磨的方法，增加材料表面的粗糙度，和接觸面積，使塑料表面更容易被膠粘劑潤(rùn)濕。化學(xué)方法處理：高分子材料表面通過氧化、交聯(lián)、引入極性基團(tuán)或接枝的作用提高表面活性。聚烷烴類塑料：過氧化氫、有機(jī)過氧化物、高錳酸鹽、王水、硫險(xiǎn)重鉻酸鹽等。含氟共聚物：鈉-萘-四氫咲喃、鈉-聯(lián)苯-二氧六環(huán)、納-萘-乙二醇二甲醚等。二、襯里磚板種類輝綠巖板；玄武巖板；耐酸瓷磚板；耐酸耐溫陶磚板；不透性石墨板。1?襯里膠泥的選擇水玻璃膠泥：它們是以水玻璃為膠黏劑，氟硅酸鈉為固化劑耐酸粉為填料，按一定比例調(diào)制而成。硅酸鹽膠粘劑粘結(jié)機(jī)理：地0-劃+lW血 fi倔）KW 樹脂類膠泥：大多使用熱固性樹脂（酚醛、環(huán)氧、咲喃、環(huán)氧■咲喃、環(huán)氧-酚醛等添加填料、固化劑等配制而成。樹脂類膠泥對(duì)非氧化性酸有較好的耐蝕性；環(huán)氧、咲喃：適用于酸堿交替的場(chǎng)合；酚醛膠泥：常用于滲透性較大的稀酸介質(zhì)；環(huán)氧-咲喃膠泥：提高咲喃膠泥的粘結(jié)強(qiáng)度；氧膠泥：粘結(jié)強(qiáng)度高、收縮性小、抗?jié)B透性好、價(jià)格貴，一般用于擠縫和勾縫。磚板襯里結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)（1）設(shè)備直徑不宜小于700mm；密閉設(shè)備設(shè)有人孔和可拆卸大法蘭；法蘭轉(zhuǎn)角處襯貼耐蝕材料。（2）焊縫采用對(duì)焊接；內(nèi)表面焊縫平整、凸起高度〈2.5mm；深入設(shè)備的接管，端部與設(shè)備內(nèi)表面齊平避免斜插管。（3）液面以下器壁盡可能不安裝接管；必須安裝接管時(shí)，嚴(yán)格注意質(zhì)量：襯里法蘭處加翻邊隔離層；中心插入保護(hù)套管;接管直徑較大，無合適的套管，則襯一層小的瓷板或不透性石墨板。介質(zhì)腐蝕性較強(qiáng)時(shí)，最好襯兩層。（4）設(shè)備內(nèi)直接通入蒸汽加熱時(shí)，蒸汽管出口不得對(duì)準(zhǔn)磚板襯里層；同時(shí)有攪拌器時(shí)，蒸汽出口應(yīng)與攪拌方向一致。5）設(shè)備底部的襯里結(jié)構(gòu)一般常用人字形排列、丁字形排列、扇形排列。（6）設(shè)備頂蓋可以適當(dāng)降低襯里的要求。三、玻璃鋼襯里（1）玻璃鋼襯里的滲透與應(yīng)力破壞玻璃鋼襯層出現(xiàn)針孔、氣泡或微裂紋，介質(zhì)沿缺陷往里滲透；由于溶劑揮發(fā)，使一些參與交聯(lián)反應(yīng)的固化劑、增塑劑等物質(zhì)析出；某些縮聚樹脂在固化過程中生成小分子；玻璃纖維的表面處理不好，介質(zhì)滲到樹脂與玻璃纖維的界面間，破壞樹脂與金屬的粘合；如發(fā)生腐蝕，可能出現(xiàn)鼓泡，使襯里層剝離。（2）膠粘劑與玻璃纖維的選擇玻璃鋼襯里常用的膠粘劑有：酚醛、環(huán)氧、咲喃、聚酯以及他們的改性膠粘劑。常選環(huán)氧樹脂做底層涂料：環(huán)氧膠粘劑的粘附力強(qiáng)，固化收縮率小，固化過程中沒有小分子副產(chǎn)物產(chǎn)生。嚴(yán)格控制溶劑、固化劑和增塑劑的添加量，盡量少用或不用溶劑。在滿足襯層的整體性和厚度的前提下，盡量少用玻璃纖維。襯貼3~4層玻璃布（氣相、弱腐蝕介質(zhì)）；襯里總厚度〉3mm（苛刻的腐蝕環(huán)境）；襯貼過程中，涂刷充分，盡可能擠出纖維間空隙中的空氣，每一層經(jīng)熱處理或充分干燥。玻璃纖維襯里的抗?jié)B性不夠理想、不耐磨、勞動(dòng)衛(wèi)生條件差，使用范圍受限。四、橡膠襯里生膠板按施工要求襯貼于設(shè)備的表面，經(jīng)硫化后使橡膠變成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的防腐層。（2）橡膠襯里的技術(shù)要點(diǎn)缺陷處理設(shè)備的焊縫部位和轉(zhuǎn)角處，往往由于角度太小，膠板不易襯貼彌合而殘留空氣，受熱時(shí)會(huì)引起襯層的鼓泡。通?？捎靡韵路椒ㄏ?。用刷過膠漿的膠條填貼設(shè)備缺陷處，然后用烙鐵烙至要求的坡度或烙平，這一工序一般在刷完第一遍膠漿后進(jìn)行。在涂刷第三次膠漿后，用4~5根合股棉線（直徑約1—2mm），沿設(shè)備缺陷處排列，線頭從附近法蘭處引出，然后襯貼膠板，殘存在缺陷處的氣體在硫化時(shí)便沿棉線排出。這種掛線排氣法是從實(shí)踐中總結(jié)出來的行之有效的方法。用粗針頭穿過膠片插到缺陷部位，然后用真空泵將殘余空氣抽出，這種方法只局限。襯里橡膠襯里不同于襯玻璃鋼，它是用大塊膠板刷漿后進(jìn)行襯貼。襯貼時(shí)在一定溫度下進(jìn)行烙壓，因?yàn)樯z板被加熱可以增加塑性，加壓的目的是為了排除空氣同時(shí)保證膠板與金屬表面更好地貼合。硫化硫化是整個(gè)襯里過程的關(guān)鍵工序，硫化程度是否完全取決于硫化溫度和時(shí)間。（2）橡膠襯里的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)為了保證襯里質(zhì)量，設(shè)備與襯層結(jié)構(gòu)應(yīng)符合以下要求。因?yàn)橄鹉z襯里的膠黏層很薄，所以對(duì)設(shè)備表面的凹凸部位比磚板襯里要求更高。法蘭口上不要車密封線，以免縫隙中殘留空氣造成襯層鼓泡現(xiàn)象(如下圖)。設(shè)備接管口應(yīng)與設(shè)備表面齊平。W.平面或弧面上膠板的黏接結(jié)構(gòu)有對(duì)接和搭接兩種形式。除孓轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備要求沿圓周不能突出膠片而采用對(duì)接外，一般均用坡口搭接。物料進(jìn)出口接管的襯層結(jié)構(gòu)，其膠縫應(yīng)順著介質(zhì)流動(dòng)方向搭接。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的膠片搭接方向應(yīng)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，避免接縫受沖擊或摩擦作用而產(chǎn)生脫膠現(xiàn)象。3、涂層和鍍層一、涂料覆蓋層涂料的品種非嘴多，主要有以干性油為主體的油基性涂料和以合成樹脂或天然樹脂(如生漆、橡膠)為主體的樹脂基涂料等兩大類。(1)涂料的主要組成及其作用成膜物質(zhì)油基性涂料的成膜物質(zhì)主要是來自植物果實(shí)的干性油，如桐油、亞麻仁油和豆油等，它們本身的不飽和雙鍵在空氣中氧的作用下，先生成不穩(wěn)定的過氧化物，進(jìn)而發(fā)生聚合，即這類成膜物質(zhì)由于氧化誘導(dǎo)期長(zhǎng)，一般均須加入催干劑才能制成常溫干燥的涂料。顏料除了成膜物質(zhì)外，顏料也是涂料的重要組成之一。常用的顏料有紅丹、鋅鉻黃、鋅粉、磷酸鹽、鉻酸鹽、鋁粉、云母、氧化鐵……等。顏料的加入不僅能填充連續(xù)濾膜.物質(zhì)的空隙以降低滲透性，還可以不同程度地反射紫外線，延緩漆膜的老化。涂料的選擇涂料品種很多，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的腐蝕環(huán)境，從耐蝕性、抗?jié)B透性，與被保護(hù)物的黏結(jié)強(qiáng)度以及價(jià)格等方面綜合考慮。下表列舉了防腐涂料的選用。4、緩蝕劑一、 緩蝕劑的種類與緩蝕機(jī)理緩蝕劑成膜原理該原理認(rèn)為金屬與緩蝕劑產(chǎn)生反應(yīng)在金屬表面生成了可以阻礙腐蝕過程的膜而起到緩蝕作用。緩蝕劑吸附原理該原理認(rèn)為，由于有機(jī)緩蝕劑通常由電負(fù)性大的0、N、P、S等原子為中心的極性基團(tuán)和C、H原子組成的非極性基團(tuán)組成。電極過程抑制原理陽極性緩蝕劑這類緩蝕劑主要是促使金屬鈍化而提高耐蝕性。另一類陽極性緩蝕劑，如鋼鐵在含氧中性水溶液中所采用的亞硝酸鈉。亞硝酸鈉不是直接對(duì)陽極反應(yīng)起作用，而是增強(qiáng)了陰極去極化促進(jìn)鋼鐵鈍化的結(jié)果。陰極性緩蝕劑鋅、錳和鈣的鹽類如ZnSO、MriSO、4 4Ca(HCO＞等，能與陰極反應(yīng)產(chǎn)物OH-作用生成難溶性的化合物，它們沉積在陰極表面上，使陰極面積減小而降低腐蝕?；旌闲途徫g劑大多數(shù)有機(jī)緩蝕劑屬于這種類型，它們有的是由于緩蝕劑分子上的反應(yīng)基團(tuán)與腐蝕反應(yīng)中生成的金屬離子相互作用，在金屬表面形成絡(luò)合物沉淀膜；有的是依靠緩蝕劑分子上極性基團(tuán)的吸附作用，使之吸附到金屬表面。二、 緩蝕劑的應(yīng)用常用酸洗緩蝕劑如下表所列第七部分典型化工裝置的腐蝕與防護(hù)分析一、氯堿生產(chǎn)裝置介質(zhì)的腐蝕特性工業(yè)上常用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、ci2和h2并以他們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。氯堿的生產(chǎn)工藝通常有隔膜法、水銀法和離子膜法。金屬在鹽水系統(tǒng)中的腐蝕實(shí)質(zhì)是氧去極化腐蝕，即陰極的極化作用主要是氧的濃差極化。而金屬在鹽水中腐蝕的影響因素主要有兩種金屬的不均勻性和介質(zhì)的不均勻性。金屬在氯化鈉鹽水中，常常由于金屬的不均勻性或者介質(zhì)的不均勻性而形成腐蝕電池導(dǎo)致金屬的腐蝕。如鹽水碳鋼儲(chǔ)罐因?yàn)檠醴植疾痪l(fā)生水線腐蝕，腐蝕最嚴(yán)重的部位發(fā)生在水與空氣接觸的彎曲形水面的器壁下方。電解槽在工作的時(shí)候，有部分電流從電解槽內(nèi)泄漏出來，流出電解系統(tǒng)之外，最終又返回電解系統(tǒng)，形成漏電回路。這種泄漏出來的電流稱之為雜散電流。雜散電流的腐蝕是電解工業(yè)中一種特有的腐蝕形式。雜散電流的腐蝕特點(diǎn)：破壞區(qū)域集中和破壞速度較快。氯的化學(xué)性質(zhì)很活潑，常溫干燥的氯對(duì)大多數(shù)金屬的腐蝕都很輕，但當(dāng)溫度升高時(shí)腐蝕則加劇。但是潮濕的氯具有強(qiáng)烈的氧化作用。因?yàn)樯闪舜温人幔温人崾且环N弱酸，具有強(qiáng)氧化性和漂白性質(zhì)，它及不穩(wěn)定遇光分解為鹽酸和氧。在鹽酸中，金屬的腐蝕速度隨鹽酸的濃度和溫度的增加而上升。典型裝置的腐蝕與防護(hù)電解槽的腐蝕多發(fā)生在陽極極片的導(dǎo)電涂層、鈦銅復(fù)合棒、鈦底板，而陰極的腐蝕比較輕。鈦銅復(fù)合板的的腐蝕主要是陽極液沿陽極根部密封不嚴(yán)處而發(fā)生的化學(xué)腐蝕。鈦板的腐蝕主要是縫隙腐蝕。真正解決電解槽蓋得腐蝕問題，應(yīng)該從材質(zhì)上加以解決。鹽水預(yù)熱器的防護(hù)主要采用電法綜合防護(hù)技術(shù)有效地防雜散電流。這種綜合技術(shù)主要有：1.采用絕緣裝置；2.采用強(qiáng)漏電斷電裝置；3.采用排流接地裝置；4.采用等電位保護(hù)裝置。氯堿生產(chǎn)裝置由于介質(zhì)的強(qiáng)腐蝕性，所以設(shè)備的防腐基本以選擇材料和襯里為主。二、尿素生產(chǎn)裝置在這些介質(zhì)中，對(duì)設(shè)備材料腐蝕最嚴(yán)重的是氨基甲酸銨液和尿素同分異構(gòu)體化反應(yīng)產(chǎn)物氰酸銨、氰酸。在尿素生產(chǎn)流程中，遭受腐蝕最突出的是處理這些介質(zhì)的高壓設(shè)備。尿素合成塔的主要腐蝕形態(tài)有：襯里液相部位全面腐蝕在尿素熔融物中，不銹鋼襯里與內(nèi)件可能會(huì)發(fā)生全面腐蝕，導(dǎo)致厚度出現(xiàn)均勻減薄。襯里鼓包產(chǎn)生襯里鼓包的原因主要是襯里與筒體之間的間隙處的壓力大于塔內(nèi)壓力所致。3?氣相冷凝液腐蝕主要是由于設(shè)備外殼保溫不良。應(yīng)力腐蝕破裂不銹鋼襯里的應(yīng)力腐蝕破裂是尿素合成塔常見的腐蝕破壞形式之一。導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕的拉應(yīng)力主要來源有焊接殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力以及工作應(yīng)力。電偶腐蝕含氧的尿素熔融物會(huì)經(jīng)過小孔泄漏到襯里與殼體的夾縫中，由此會(huì)引起電偶腐蝕。晶間腐蝕高溫高壓的尿素熔融物對(duì)不銹鋼可能引起強(qiáng)烈的晶間腐蝕。針對(duì)以上腐蝕形態(tài)，目前生產(chǎn)中已采用的防護(hù)措施歸納起來有：1?合理選擇襯里和內(nèi)件和焊縫材料；2?穩(wěn)定操作參數(shù)，控制腐蝕介質(zhì)；3.提咼焊接質(zhì)量。高壓甲銨泵的腐蝕與防護(hù)主要防腐蝕措施有：降低應(yīng)力集中和選擇耐腐蝕疲勞材料。降低應(yīng)力集中可以從以下幾方面采取措施：采用進(jìn)排液組合閥可使缸體內(nèi)腔的應(yīng)力集中部位避免應(yīng)力交變2.采用組合閥的液缸結(jié)構(gòu)，可減小最大應(yīng)力集中。3.內(nèi)腔交角處盡量圓滑過渡，降低應(yīng)力集中系數(shù)4.提高缸體內(nèi)表面粗超度，降低微觀的應(yīng)力集中缸體材料應(yīng)耐腐蝕疲勞，應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：1?有足夠的鉻、鉬含量，以具備足夠的耐蝕性能2?盡量降低鋼中的含碳量，一般采用超低碳不銹鋼3.采用夾雜物盡量少得不銹鋼，因?yàn)閵A雜物是俯視疲勞的裂紋源4.控制鍛造流線方向使夾雜物分布方向和開裂方向垂直，減少夾雜物的影響。三、 硫酸生產(chǎn)裝置硫酸的腐蝕特性硫酸是一種含氧酸，具有獨(dú)特的腐蝕行為，其腐蝕性能與硫酸的濃度、溫度、流速、酸中的氧或氧化劑以及雜質(zhì)關(guān)系很大。硫酸的腐蝕性能的影響因素：硫酸的濃度、硫酸的溫度、硫酸的流速、酸中的氧（氧化劑）和雜質(zhì)。硫酸的腐蝕不是濃度越咼；腐蝕越苛刻，而是中等濃度時(shí)有一個(gè)凸峰。對(duì)于任何濃度的純凈硫酸溶液來說，溶液的溫度升高，都會(huì)加速金屬的腐蝕作用。酸的流速增大對(duì)碳鋼的腐蝕速率幾乎無影響，但酸的溫度升高，流速對(duì)碳鋼的腐蝕速率影響明顯增大。如果硫酸中含有Cl-既不利于鈍化膜的形成，對(duì)已形成的鈍化膜還有破壞作用。典型裝置的腐蝕與防護(hù)管殼式酸冷卻器有帶陽極保護(hù)和不帶陽極保護(hù)兩種。濃硫酸泵主要為干燥酸和吸收酸用泵。國內(nèi)原生產(chǎn)的濃硫酸液下泵僅適宜于溫度較低的泵前冷卻流程中使用，不適于溫度較高的泵后流程。而且壽命短，軸襯和軸套的腐蝕比其他部位嚴(yán)重。對(duì)于國外的泵如常見的路易斯泵存在的問題，其主要的腐蝕原因是循環(huán)槽加水管的配置不當(dāng)，在酸液面出=處產(chǎn)生稀硫酸，造成腐蝕。對(duì)于路易斯泵存在的問題，關(guān)鍵是防止稀硫酸的生成。解決的辦法是將循環(huán)槽排氣管接到干燥塔入口，使循環(huán)槽保持負(fù)壓，空氣不致漏入泵軸套管；將泵軸套管上部的排液小孔堵死。四、 磷酸生產(chǎn)裝置磷酸為生產(chǎn)磷肥的基礎(chǔ)原料，其生產(chǎn)方法有濕法和熱法兩種，其中以濕法生產(chǎn)為主，我國的濕法生產(chǎn)以二水流程最為普遍。二水流程是多種多樣的，主要區(qū)別在于反應(yīng)槽的結(jié)構(gòu)不同。介質(zhì)的腐蝕特性與硫酸、鹽酸相比，磷酸對(duì)金屬的腐蝕相對(duì)較弱。其腐蝕性能與磷酸的濃度、溫度、雜質(zhì)、含固量、流速、生產(chǎn)方法等有關(guān)。在磷酸濃度相同的情況下，磷酸溫度升高可大大加速不銹鋼的腐蝕，到達(dá)沸點(diǎn)時(shí)腐蝕速度很大。濕法磷酸中存在活性二氧化硅雜質(zhì)可使腐蝕減弱，因?yàn)榛钚远趸枧c氟化氫形成氟硅酸鹽，降低了磷酸中的游離氟化物。磷酸生產(chǎn)裝置磷酸萃取槽的腐蝕與防護(hù)濕法磷酸生產(chǎn)過程中，硫酸分解磷礦的反應(yīng)是在萃取槽內(nèi)完成的。萃取槽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：萃取槽主要由槽體、攪拌器、槽蓋組成；殼體用鋼筋混凝土或鋼制成；槽體內(nèi)表面采用非金屬材料防腐；攪拌軸和攪拌槳用不銹鋼或合金制造，碳鋼外包橡膠，碳鋼外包不銹鋼防腐層；萃取槽蓋采用聚丙烯塑料或玻璃鋼制作。萃取槽蓋主要是對(duì)槽內(nèi)的含氟氣象介質(zhì)氣密封作用，由于操作壓力為常壓，一般是采用耐腐蝕的聚丙烯塑料或玻璃鋼制作。腐蝕形態(tài)與分析一萃取槽體如下表：萃取槽的防腐措施主要有以下幾種：合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)采用復(fù)合襯里時(shí)，碳磚板總厚應(yīng)從抵抗磷酸料將介質(zhì)的腐蝕、滿足隔離層的容許最高使用溫度、降低殼體的壁溫、避免襯里處于拉應(yīng)力狀態(tài)等來考慮。正確選擇膠結(jié)材料應(yīng)采用以石墨粉作填料的酚醛耐酸膠泥。提高防腐層的施工質(zhì)量碳磚板襯里屬脆性材料，在施工過程和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中應(yīng)避免機(jī)械損傷。第八部分典型石油工業(yè)裝置的腐蝕與防護(hù)1、鉆井工程裝置一、 介質(zhì)的腐蝕鉆井過程中的腐蝕性介質(zhì)主要有鉆井液、氧氣、硫化氫、二氧化碳等，又由于環(huán)境因素的不同，其腐蝕的過程和行為有很大的差異。二、 主要腐蝕形式(1)均勻腐蝕：由于油、氣田處于強(qiáng)腐蝕環(huán)境，均勻腐蝕是主要腐蝕形式，是選擇裝置材料和緩蝕劑必須考慮的一個(gè)重要因素。鹽腐蝕鉆井液中的鹽腐蝕是導(dǎo)致腐蝕的重要因素。酸腐蝕在鉆井過程中，酸化壓裂設(shè)備把鹽酸、土酸(HCI-HF)或其他酸注入底層。由于強(qiáng)腐蝕性的酸的引進(jìn)加速了鋼鐵的腐蝕速度。在鉆井環(huán)境中，除了油井酸化技術(shù)引入的酸之外，地下的硫化氫和二氧化碳同樣能導(dǎo)致酸腐蝕。溶氧腐蝕鉆井液中溶解氧是鉆桿腐蝕的主要原因之一。鉆井過程中，由于鉆井液循環(huán)系統(tǒng)是非密閉的，大氣中的氧通過振動(dòng)篩、泥漿罐、泥漿泵等設(shè)備在鉆井液循環(huán)過程中混入鉆井液，成為游離氧，部分氧溶解在鉆井液中，直到飽和狀態(tài)。(2)局部腐蝕：對(duì)鉆井專用管材、井下工具、井口裝置等金屬常見的局部腐蝕類型有：應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕、硫化物應(yīng)力開裂、坑點(diǎn)腐蝕、沖蝕等。三、 防腐蝕方法①控制pH值通常將鉆井液泥漿pH值提咼到10以上，是抑制鉆井液對(duì)鉆具及井下設(shè)備腐蝕最簡(jiǎn)單、最有效、成本最低的一種處理方法。②正確選擇緩蝕劑鉆井液中使用較多的緩蝕劑為有機(jī)類緩蝕劑。③添加除氧劑大氣中氧的吸入加劇了鉆井液的腐蝕性。國內(nèi)外廣泛使用的除氧劑為亞硫酸鹽。④選擇性添加除硫劑即使大多數(shù)鉆井作業(yè)中遇到的C02和H2S濃度很低，它們的對(duì)鉆具的危害性也很大。⑤控制含砂量在鉆井裝置上配備適當(dāng)?shù)某霸O(shè)備，控制鉆井液含砂量，以減少磨蝕。(2)油井壓裂酸化的有機(jī)緩蝕劑①含氮化合物包括單胺、二胺、酰胺、炔氧甲基胺、曼尼期堿及其衍生物等。②醛類甲醛是常用低濃度鹽酸酸化緩蝕劑，使用溫度低于80C，但不能用于含H2S氣井。③炔醇脂肪族炔醇如丙炔醇、丁炔醇、己炔醇、辛炔醇是油氣田酸化作用鹽酸緩蝕劑的關(guān)鍵成分。采油和集輸裝置一、 主要腐蝕形式1)油井的腐蝕：油井下的腐蝕主要有井下工具及抽油桿的腐蝕，油管、套管的內(nèi)腐蝕和套管外的腐蝕等，習(xí)慣稱之為油井的腐蝕。油井腐蝕一般受采出液及伴生氣組成的影響較大，產(chǎn)生腐蝕的主要影響因素有C02、H2S和采出水組成。集輸系統(tǒng)的腐蝕①集輸管線的外腐蝕集輸站外埋地管線，沿線土壤的腐蝕性及管線防腐保溫結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量差、老化破損等導(dǎo)致管線外腐蝕。②集輸管線的內(nèi)腐蝕集輸管線的內(nèi)腐蝕與原油含水率、含砂、產(chǎn)出水的性質(zhì)、工藝流程、流速、溫度等有密切關(guān)系。加熱爐的腐蝕聯(lián)合站設(shè)備的腐蝕二、 防腐蝕方法(1)材料的選擇合理選材是有效抑制金屬腐蝕的手段之一，在石油行業(yè)中主要是防腐層的選擇、金屬材料的選擇和玻璃鋼材料的選擇。在油田采油和集輸系統(tǒng)中，出于經(jīng)濟(jì)性的考慮，在一般情況下油田通常采用普通鋼，輔以其他防腐手段(如采用防腐層)。(2)合理設(shè)計(jì)及工藝控制i.除去介質(zhì)中的水分以降低腐蝕性，常溫干燥的原油、天然氣對(duì)金屬腐蝕很小，而帶了水分時(shí)則腐蝕加重，在工藝過程中應(yīng)盡量降低原油、天然氣的含水量；ii.采用密閉流程，堅(jiān)持密閉隔氧技術(shù)，使水中氧的含量降低至0.02?0.05mg/L,以降低油田污水的氧腐蝕；iii.嚴(yán)格清污分注，減少垢的形成，避免垢下腐蝕；Iv.縮短流程，減少污水在站內(nèi)停留的時(shí)間；V..對(duì)管線進(jìn)行清洗，清除管線內(nèi)的沉積物，以減少管線的腐蝕，清洗主要有化學(xué)清洗和物理清洗兩種方式。采用防腐層①外防護(hù)層儲(chǔ)罐、容器及架空管道外防腐層。②內(nèi)防腐層根據(jù)儲(chǔ)存或輸送介質(zhì)的品種、腐蝕性和介質(zhì)的溫度選擇防腐層，防腐層必須有較強(qiáng)的耐蝕性，并與工程壽命相一致，施工工藝簡(jiǎn)單，便于掌握，質(zhì)量容易保證，經(jīng)濟(jì)性好，維修方便。電化學(xué)保護(hù)以油、水井套管為中心，分井定量