【学习课件】第2章腐蚀与防护基础知识
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金属的腐蚀与防护课件
监测方法
采用生物膜观测、微生物计数、电化学测试等手 段进行监测。
评估指标
包括生物膜厚度、微生物数量、腐蚀速率等，用 于评估腐蚀程度和防治效果。
在线监测技术
利用传感器和自动化仪表对微生物腐蚀进行实时 监测，提高监测准确性和时效性。
案例分析：成功解决微生物腐蚀问题
案例一
某油田注水系统微生物腐蚀治理。通过投加杀菌剂、清洗管道、优化注水工艺等措施，成功解决了注水系统微生 物腐蚀问题，提高了注水效率和油田开发效益。
01
依据使用环境选择
根据金属所处环境的腐蚀性、温度、湿度等因素，选择具有相应耐腐蚀
性能的涂层材料。
02
依据使用要求选择
根据金属的用途和使用要求，选择具有相应装饰性、耐磨性、耐高温等
性能的涂层材料。
03
建议进行小样试验
在选择涂层材料前，建议进行小样试验，以验证涂层材料的适用性和施
工效果。
施工前准备工作和注意事项
智能自修复技术
研发具有自感知、自诊断和自修复功能的智能防护材料，实现金属腐蚀的实时监测和自动修 复。
行业发展趋势预测
绿色环保 随着环保意识的提高，未来金属防护行业将更加注重环保 和可持续发展，推广使用低毒、低污染、可回收的防护材 料和工艺。
高效节能 提高金属防护技术的能效比，降低能耗和生产成本，满足 节能减排的要求。
04 微生物腐蚀原理 及防治方法
微生物腐蚀概述及过程描述
微生物腐蚀定义
指微生物在特定环境下与金属表面发生相互作用，导致金属破坏 的现象。
腐蚀过程
微生物附着在金属表面，形成生物膜，通过代谢活动产生腐蚀性物 质，进而引发金属腐蚀。
影响因素
包括微生物种类、金属材质、环境条件（如温度、湿度、pH值） 等。
采用生物膜观测、微生物计数、电化学测试等手 段进行监测。
评估指标
包括生物膜厚度、微生物数量、腐蚀速率等，用 于评估腐蚀程度和防治效果。
在线监测技术
利用传感器和自动化仪表对微生物腐蚀进行实时 监测，提高监测准确性和时效性。
案例分析：成功解决微生物腐蚀问题
案例一
某油田注水系统微生物腐蚀治理。通过投加杀菌剂、清洗管道、优化注水工艺等措施，成功解决了注水系统微生 物腐蚀问题，提高了注水效率和油田开发效益。
01
依据使用环境选择
根据金属所处环境的腐蚀性、温度、湿度等因素，选择具有相应耐腐蚀
性能的涂层材料。
02
依据使用要求选择
根据金属的用途和使用要求，选择具有相应装饰性、耐磨性、耐高温等
性能的涂层材料。
03
建议进行小样试验
在选择涂层材料前，建议进行小样试验，以验证涂层材料的适用性和施
工效果。
施工前准备工作和注意事项
智能自修复技术
研发具有自感知、自诊断和自修复功能的智能防护材料，实现金属腐蚀的实时监测和自动修 复。
行业发展趋势预测
绿色环保 随着环保意识的提高，未来金属防护行业将更加注重环保 和可持续发展，推广使用低毒、低污染、可回收的防护材 料和工艺。
高效节能 提高金属防护技术的能效比，降低能耗和生产成本，满足 节能减排的要求。
04 微生物腐蚀原理 及防治方法
微生物腐蚀概述及过程描述
微生物腐蚀定义
指微生物在特定环境下与金属表面发生相互作用，导致金属破坏 的现象。
腐蚀过程
微生物附着在金属表面，形成生物膜，通过代谢活动产生腐蚀性物 质，进而引发金属腐蚀。
影响因素
包括微生物种类、金属材质、环境条件（如温度、湿度、pH值） 等。
金属的腐蚀和防护PPT精品课件
含义
金属直接与具有腐蚀 性的化学物质接触发 生氧化还原反应而消
耗的过程
金属与电解质溶液 接触发生原电池反
应而消耗的过程
发生的 金属 条件 氧化剂
电子得失
金属或合金 非电解质为主(如O2、
Cl2、C2H5OH)
金属直接将电子转移 给有氧化性的物质
不纯金属或合金 电解质溶液中的溶
质 活泼间接转移给氧 化金属将电子性较
【基础题一】 (1)下列有关金属腐蚀的说法正确的 是( D ) A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进 行化学反应而损耗的过程 B．电化腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生 化学反应而损耗的过程 C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气 最终转化为铁锈 D．金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化 腐蚀伴有电流产生
1.(湖南祁东县鼎兴补习学校2010届高三化学第一次 月考)下列叙述不正确的是( A ) A．铁表面镀锌，铁作阳极 B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑
2.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(双 选)( AC ) A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制 品起保护作用 C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用 了牺牲阳极的阴极保护法 D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连 以保护它不受腐蚀
答案：(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(2)2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe
(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)Al－3e－===Al3＋ 铝表面易被氧化，生成一层致
【化学课件】第二节 金属的腐蚀和防护
好好学习，天天向上。
讨论：钢铁的腐蚀
钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀
原因：空气中溶解CO2的水分 酸性增强（形成电解质溶液）
Fe和C构成原电池的两极
Fe：负极 C：正极
二、金属的防护
影响金属腐蚀的因素包括： 金属的 本性 和 介质 金属越活泼越容易被腐蚀
。
金属合金中活泼的金属易腐蚀 例如：钢铁腐蚀 介质对金属腐蚀影响很大： 金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性 气体或电解质溶液，都容易被腐蚀
例如： 铁与氯气直接反应 钢管被原油中的含硫 化合物腐蚀
2、电化学腐蚀
不纯的金属(或合金)跟电解质溶液 接触时，会发生原电池反应，比较 活泼的金属失去电子而被氧化的反应 原理： 本质： 原电池反应 氧化还原反应
例如： 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
复习：原电池反应原理
条件：1、有电解质溶液 2、有活泼性不同的两种金属 或其中一种是非金属 3、闭合电路 电极判断：比较活泼的一极是负极 比较不活泼的是正极
如何防止金属的腐蚀？
常用的金属防腐方法：
1、刷油漆
2、在金属表面包一层塑料
3、选用油脂 4、பைடு நூலகம்金属表面镀一层耐腐蚀金属 5、连接一种更活泼的金属
1、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之毁灭。——卢梭 2、教育人就是要形成人的性格。——欧文 3、自我教育需要有非常重要而强有力的促进因素——自尊心、自我尊重感、上进心。——苏霍姆林斯基 4、追求理想是一个人进行自我教育的最初的动力，而没有自我教育就不能想象会有完美的精神生活。我认为，教会学生自己教育自己，这是一种 最高级的技巧和艺术。——苏霍姆林斯基 5、没有时间教育儿子——就意味着没有时间做人。——（前苏联）苏霍姆林斯基 6、教育不是注满一桶水，而且点燃一把火。——叶芝 7、教育技巧的全部奥秘也就在于如何爱护儿童。——苏霍姆林斯基 8、教育的根是苦的，但其果实是甜的。——亚里士多德 9、教育的目的，是替年轻人的终生自修作准备。——R.M.H. 10、教育的目的在于能让青年人毕生进行自我教育。——哈钦斯 11、教育的实质正是在于克服自己身上的动物本能和发展人所特有的全部本性。——（前苏联）苏霍姆林斯基 12、教育的唯一工作与全部工作可以总结在这一概念之中——道德。——赫尔巴特 13、教育儿童通过周围世界的美，人的关系的美而看到的精神的高尚、善良和诚实，并在此基础上在自己身上确立美的品质。——苏霍姆林斯基 14、教育不在于使人知其所未知，而在于按其所未行而行。——园斯金 15、教育工作中的百分之一的废品，就会使国家遭受严重的损失。——马卡连柯 16、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身 上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。——苏霍姆林斯基 17、教育能开拓人的智力。——贺拉斯 18、作为一个父亲，最大的乐趣就在于：在其有生之年，能够根据自己走过的路来启发教育子女。——蒙田 19、教育上的水是什么就是情，就是爱。教育没有了情爱，就成了无水的池，任你四方形也罢、圆形也罢，总逃不出一个空虚。班主任广博的爱 心就是流淌在班级之池中的水，时刻滋润着学生的心田。——夏丐尊 20、教育不能创造什么，但它能启发儿童创造力以从事于创造工作。——陶行知
腐蚀与防护第2章
• 电子通过锌与铜之间的导线 传递，构成一个腐蚀原电池。
5
•
最常见的原电池是由中心碳棒（正电极），外围锌皮（负 电极）及两极间的电解质溶液（如NH4Cl）所组成的。当外 电路接通，灯泡即通电发光。
化学能
电能
正极——电位高——阴极 负极——电位低——阳极
6
• 电化学腐蚀过程由以下三个环节构成：
1）阳极过程 阳极是指在腐蚀原电池中发生氧化反应的电极。腐蚀电 池工作时，阳极上金属材料溶解，以离子形式进入溶液， 把电子留在阳极上，用以下通式表示：
27
非平衡电极电位：金属电极上可能同时存在两个或两 个以上不同物质参与的电化学反应，当动态平衡时， 电极上不可能出现物质交换和电荷交换均达到平衡的 情况，这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位， 或不可逆电极电位。 稳定电极电位：在一个电极表面上同时进行两个不同 的氧化、还原过程，当平衡时仅仅是电荷平衡而无物 质平衡的电极电位称为稳定电极电位，也可称作开路 电位。
15
温差电池：金属的电位与介质温度有关。浸入腐蚀介 质中金属各部分，常由于所处介质环境温度不同，形 成温差腐蚀电池。 • 如，碳钢制造的热交换器，由于高温部位碳钢电位 低，为阳极，使得高温部位比低温部位腐蚀严重。
16
典型的微观腐蚀电池
微观腐蚀电池是由于金属表面的电化学不均匀性，使金属 材料表面存在微小的电位高低不等的区域造成的。微观电池 主要有以下几种： 1）化学成分不均匀引起的微电池 碳钢中的渗碳体 Fe3C ，工业纯锌中的铁杂质 FeZn7 ，铸铁 中的石墨等都是以阴极形式出现； 2）金属组织不同或结构不均匀性引起的微电池 双相合金或合金中析出第二相，多数第二相为阴极；晶粒 和晶界间电位有差异，一般晶界为阳极；
5
•
最常见的原电池是由中心碳棒（正电极），外围锌皮（负 电极）及两极间的电解质溶液（如NH4Cl）所组成的。当外 电路接通，灯泡即通电发光。
化学能
电能
正极——电位高——阴极 负极——电位低——阳极
6
• 电化学腐蚀过程由以下三个环节构成：
1）阳极过程 阳极是指在腐蚀原电池中发生氧化反应的电极。腐蚀电 池工作时，阳极上金属材料溶解，以离子形式进入溶液， 把电子留在阳极上，用以下通式表示：
27
非平衡电极电位：金属电极上可能同时存在两个或两 个以上不同物质参与的电化学反应，当动态平衡时， 电极上不可能出现物质交换和电荷交换均达到平衡的 情况，这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位， 或不可逆电极电位。 稳定电极电位：在一个电极表面上同时进行两个不同 的氧化、还原过程，当平衡时仅仅是电荷平衡而无物 质平衡的电极电位称为稳定电极电位，也可称作开路 电位。
15
温差电池：金属的电位与介质温度有关。浸入腐蚀介 质中金属各部分，常由于所处介质环境温度不同，形 成温差腐蚀电池。 • 如，碳钢制造的热交换器，由于高温部位碳钢电位 低，为阳极，使得高温部位比低温部位腐蚀严重。
16
典型的微观腐蚀电池
微观腐蚀电池是由于金属表面的电化学不均匀性，使金属 材料表面存在微小的电位高低不等的区域造成的。微观电池 主要有以下几种： 1）化学成分不均匀引起的微电池 碳钢中的渗碳体 Fe3C ，工业纯锌中的铁杂质 FeZn7 ，铸铁 中的石墨等都是以阴极形式出现； 2）金属组织不同或结构不均匀性引起的微电池 双相合金或合金中析出第二相，多数第二相为阴极；晶粒 和晶界间电位有差异，一般晶界为阳极；
《腐蚀防护培训》课件
记录与报告
对监测数据进行记录和整理，生成腐蚀监测 报告，为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题，导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理，腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀，通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式，通 常在金属表面形成小孔或坑洞
。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方，通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施，该船舶的结构强度得 到了保持，航行安全风险得到了降低，同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展，新型防腐材料将不断 涌现，为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术，减少对 环境的影响，实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题，导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题，该船舶采取了多种防护 措施，包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。
对监测数据进行记录和整理，生成腐蚀监测 报告，为后续的腐蚀防护提供依据。
05 腐蚀防护案例分析
某化工厂的腐蚀防护案例
案例概述
某化工厂在生产过程中面临严重的腐 蚀问题，导致设备损坏和生产中断。
腐蚀原因分析
该化工厂的腐蚀主要是由于化学物质 腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多 种因素共同作用。
腐蚀的分类
根据腐蚀机理，腐蚀可分为化学腐 蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀等。
腐蚀类型
01
02
03
04
均匀腐蚀
均匀腐蚀是指在整个金属表面 上进行的腐蚀，通常表现为金
属整体厚度的均匀减薄。
点蚀
点蚀是一种局部腐蚀形式，通 常在金属表面形成小孔或坑洞
。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在金属表面存在 狭缝或夹缝的地方，通常是由 于液体或气体滞留引起的。
经过实施防护措施，该船舶的结构强度得 到了保持，航行安全风险得到了降低，同 时也延长了船舶的使用寿命。
06 结论与展望
腐蚀防护的未来发展方向
持续研发新型防腐材料
随着科技的发展，新型防腐材料将不断 涌现，为腐蚀防护提供更多选择。
绿色环保技术
发展无害或低害的防腐技术，减少对 环境的影响，实现可持续发展。
某船舶的腐蚀防护案例
案例概述
腐蚀原因分析
某船舶在长时间航行后出现了严重的腐蚀 问题，导致结构强度下降和航行安全风险 增加。
该船舶的腐蚀主要是由于海水中的腐蚀性 物质、船舶构造复杂和难以维护等因素所 致。
防护措施
效果评估
为解决腐蚀问题，该船舶采取了多种防护 措施，包括选用耐腐蚀材料、涂层保护、 牺牲阳极保护等。
腐蚀原因分析
该石油管道的腐蚀主要是由于土壤中的腐蚀性物质、管道材质的缺陷 以及管道防腐层老化等因素所致。
第二节金属的腐蚀与防护PPT课件
6
一、金属的腐蚀
是指金属或合金与周围接触到的气体或 液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀 的化学原理也不同，一般可分为：
化学腐蚀 和 电化学腐蚀。
7
1、化学腐蚀
金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、 SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀 叫做化学腐蚀。
原理： 氧化还原反应 实例： ⑴ 铁与氯气直接反应
1
2
3
第三章 探索生活材料
第二节 金属的腐蚀和防护
第1课时
4
金属腐蚀的现象
锈蚀的轮船 锈 蚀 的 楼 梯
锈蚀的闸门
锈 蚀 的 大 桥
5
金属的腐蚀现象非常普遍： 1、钢铁生锈：
铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O 2、铜器表面生成铜绿：
铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3 金属腐蚀的不利后果有哪些？
12
2、电化学腐蚀
不纯的金属（或合金）跟电解质溶 液接触时，会发生原电池反应，比较活 泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀 叫做电化学腐蚀。
原理： 原电池反应
本质： 氧化还原反应 实例： 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ13
〔复习回顾〕
请大家判 断右图所示 原电池的正 负极，并写 出电极反应 方程式：
14
⑵ 钢管被原油中的含硫 化合物腐蚀
8
一般情况下，温度的升高会加快化学 反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响 较明显。
家用燃气灶
放在南极已差不多 90年食品罐头
9
2、电化学腐蚀
不纯的金属（或合金）跟电解质溶 液接触时，会发生原电池反应，比较活 泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀 叫做电化学腐蚀。
一、金属的腐蚀
是指金属或合金与周围接触到的气体或 液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀 的化学原理也不同，一般可分为：
化学腐蚀 和 电化学腐蚀。
7
1、化学腐蚀
金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、 SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀 叫做化学腐蚀。
原理： 氧化还原反应 实例： ⑴ 铁与氯气直接反应
1
2
3
第三章 探索生活材料
第二节 金属的腐蚀和防护
第1课时
4
金属腐蚀的现象
锈蚀的轮船 锈 蚀 的 楼 梯
锈蚀的闸门
锈 蚀 的 大 桥
5
金属的腐蚀现象非常普遍： 1、钢铁生锈：
铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O 2、铜器表面生成铜绿：
铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3 金属腐蚀的不利后果有哪些？
12
2、电化学腐蚀
不纯的金属（或合金）跟电解质溶 液接触时，会发生原电池反应，比较活 泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀 叫做电化学腐蚀。
原理： 原电池反应
本质： 氧化还原反应 实例： 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ13
〔复习回顾〕
请大家判 断右图所示 原电池的正 负极，并写 出电极反应 方程式：
14
⑵ 钢管被原油中的含硫 化合物腐蚀
8
一般情况下，温度的升高会加快化学 反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响 较明显。
家用燃气灶
放在南极已差不多 90年食品罐头
9
2、电化学腐蚀
不纯的金属（或合金）跟电解质溶 液接触时，会发生原电池反应，比较活 泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀 叫做电化学腐蚀。
第二节 金属的腐蚀和防护 ppt课件
ppt课件
15
2.保护层法:在金属表面覆盖保护层，使金属制
品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。 1).在钢铁制件表面涂上机油、 凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料 等耐腐蚀的非金属材料。
ppt课件
16
2).用电镀、热镀、喷镀等 方法，在钢铁表面镀上一 层不易被腐蚀的金属，如 锌、锡、铬、镍等。
这些金属常因氧化而形 成一层致密的氧化物薄 膜，从而阻止水和空气 等对钢铁的腐蚀。
ppt课件
20
金属防护方法总结
1)、改变金属的内部结构
2)、在金属表面覆盖保护层
3)、电化学保护法
ppt课件
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课堂练习
1. 下列现象与电化学腐蚀无关的是 ( D ) A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁更易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生锈 D银质奖牌久置表面变暗 2.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入到食盐溶液中,可能 发生的反应是 ( BD ) A.碳棒上放出Cl2 B.碳棒附近产生OHC.碳棒上放出H2 D.铁钉被氧化
ppt课件 22
ppt课件
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ppt课件 1
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2
第二节 金属的腐蚀和防护
• 1 2
ppt课件
3
知识总结
一、金属腐蚀
1、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发 生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
失 e金属阳离子 2、金属腐蚀的本质： 金属原子 氧化反应 M – ne-→Mn+ 化学腐蚀 析氢腐蚀 3、金属腐蚀的类型 电化学腐蚀 （常见普遍） 吸氧腐蚀
ppt课件 12
交流与讨论
请大家根据铁生锈的原理， 思考应采取什么措施防止铁生锈？
绪论化工腐蚀与防护ppt课件
晶间腐蚀
部分腐蚀的一种。沿着金属晶粒间
的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于 晶粒外表和内部间化学成分的差别以及 晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破 坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械 强度。而且腐蚀发生后金属和合金的外 表仍坚持一定的金属光泽，看不出被破 坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱， 力学性能恶化, 不能经受敲击，所以是 一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、 硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。 不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一 个艰苦问题。
▪ 长期、反复、细微的直接或间接外力集中作用在骨骼 的某一点上，遭到反复力的刺激可出现应力性骨折 〔stress fracture〕，又称疲劳骨折。应力性骨折经 常是在长间隔行军或长跑运动后发生，部位多是在接 受身体分量和一些经常受肌肉力量反复作用于其上的 骨骼，例如：第2跖骨及腓骨下1／3处，另外，腰椎、 肋骨。
应力腐蚀
▪ 资料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力〔包 括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接 等所引起的剩余应力，以及裂痕锈蚀产物的楔 入应力等〕下，所出现的低于强度极限的脆性 开裂景象，称为应力腐蚀开裂。
▪ 应力腐蚀开裂是先在金属的腐蚀敏感部位构成 微小凹坑，产生细长的裂痕，且裂痕扩展很快， 能在短时间内发生严重的破坏。应力腐蚀开裂 在石油、化工腐蚀失效类型中所占比例最高， 可达50%。
▪ 应力腐蚀过程普通可分为三个阶段。第一阶段为 孕育期，在这一阶段内，因腐蚀过程部分化和拉 应力作用的结果，使裂纹生核；第二阶段为腐蚀 裂纹开展时期，当裂纹生核后，在腐蚀介质和金 属中拉应力的共同作用下，裂纹扩展；第三阶段 中，由于拉应力的部分集中，裂纹急剧生长导致 零件的破坏。
▪ 在发生应力腐蚀破裂时，并不发生明显的均匀腐 蚀，甚至腐蚀产物极少，有时肉眼也难以发现， 因此，应力腐蚀是一种非常危险的破坏。
金属腐蚀与防护ppt课件
阳极 （Fe） ：Fe(s)
Fe2+ (aq) + 2e-
阴极（杂质）： 1/2 O2 + H2O + 2e-
2OH- (aq)
总反应： Fe(s) + 1/2O2 (g) + H2O
Fe(OH)2 (s)
2Fe(OH)2 (s) H2O+O2 Fe(OH)3 (s)
条 件： 弱酸性、中性或碱性介质
原理，将工件加工成型的一种技术。
电解液的要求：
有良好的导电性 不使阳极产生钝化 有利于阳极溶解
电流
—
直流电源 电压
+
阴极（模件） 阳极（工件）
泵
电解液
电解加工示意图
2. 金属的防腐
1、正确选材 2、覆盖保护层
要 求：
a. 膜层致密，完整无孔，不透介质； b. 与基体金属结合强度高，附着力强； c. 高硬度，耐磨； d. 均匀分布。
① 金属保护层
镀层 > 基体
例如： 铜上镀银、金，铁上镀锡，主要起 隔离和装饰作用。
镀层 < 基体
例如：铁上镀锌，主要起防腐作用。
1. 金属的腐蚀
当金属与周围的介质接触时，由于化学或电化学作用 而引起的材料性能的退化与破坏，称为金属的腐蚀。
1) 化学腐蚀
O2 CO2
Fe C
H2O 脱碳现象
特点：(a) 无电流。
CC
(b) 腐蚀介质：非电解质溶液或干燥气体。
温度影响： 温度升高，腐蚀速率加快。
例如 在轧钢过程中，当 T >700℃时，会发生氧化脱碳：
难溶性碳酸钙覆盖于阴极表面，使电极的极化电势降低，阻滞 阴极反应继续进行，从而减缓金属的腐蚀速率。
腐蚀与防护 ppt课件
每年由于腐蚀可使大约10～20％的金属损失掉了。 2003 年世界的钢产量达到9.625 亿吨，中国的钢产量 高达2.2亿吨，美国的钢产量为0.914亿吨。按下限计算， 世界每年腐蚀掉的钢大于美国的钢产量；中国一年就有 2200万吨钢被腐蚀掉了，相当于腐蚀掉一个大型钢铁企 业的年产量。
Chapter 1
Questions:
? What is corrosion ？
腐蚀源于拉丁文“corrdere”，意即“损坏”、“腐烂”
Corrosion can be defined as the degradation of a material due to a reaction with its environment.
Bilingual Teaching
Demand of economic globalization.
China Ministry of Education “Bilingual Teaching Course Reform Plan” , 2001 To improve students’ learning and acquiring of make them competent for international communication in their specialty fields.
Materials Corrosion and Protection
1
Instructor:
Dr. Jing MA Depart. of Metallic Materials Engineering Office: A344 Material Building E-mail: majingt@
Uncontrolled corrosion may lead to disastrous consequences
Chapter 1
Questions:
? What is corrosion ？
腐蚀源于拉丁文“corrdere”，意即“损坏”、“腐烂”
Corrosion can be defined as the degradation of a material due to a reaction with its environment.
Bilingual Teaching
Demand of economic globalization.
China Ministry of Education “Bilingual Teaching Course Reform Plan” , 2001 To improve students’ learning and acquiring of make them competent for international communication in their specialty fields.
Materials Corrosion and Protection
1
Instructor:
Dr. Jing MA Depart. of Metallic Materials Engineering Office: A344 Material Building E-mail: majingt@
Uncontrolled corrosion may lead to disastrous consequences
腐蚀与防护PPT课件
18.07.2020
10
腐蚀电池的形成的几种情况
腐蚀电池的形成主要有以下几种情况： 微电池： 1、金属化学成分不均匀； 2、金属组织不均匀； 3、金属物理状态不均匀； 4、金属表面膜不完整； 5、土壤微结构的差异。 宏电池： 1、不同金属与同一电解质相接触（如管道本体金属与焊缝金属）； 2、同种金属接触不同的电解质溶液（如氧气浓差电池，氧的电极 平衡可写成1/2H2O+1/4O2+e→OH-，氧分压高的为阴极，氧分压低 的为阳极）； 3、不同金属接触不同的电解质。
18.07.2020
18
管道防腐蚀保护示意图
金属 + 土壤腐蚀源自18.07.202019
金属 + 土壤
腐蚀
涂层 将金属与土壤隔离开
18.07.2020
20
金属 + 土壤
腐蚀
涂层 将金属与土壤隔离开
阴极保护 针对有的缺陷涂层
18.07.2020
21
整流器 将交流电流转变成
脉动直流电流
18.07.2020
18.07.2020
3
第一章 腐蚀的概念
1.1 腐蚀现象 1.2 腐蚀概念 1.3 腐蚀类型 1.4 腐蚀电池形成的几种情况 1.5 腐蚀的检测
18.07.2020
4
管道腐蚀现象
18.07.2020
5
从生产到腐蚀：管道材料的循环
18.07.2020
6
金属从矿石中提炼出来时，需要提供很大的能量，使 其处于一个高能级状态。这些矿石是典型的金属氧化 物，如用来炼钢的赤铁矿（Fe2O3）。热力学的一个规 律是：材料总是趋向于以最低能量状态存在。因此， 多数的金属处于热力学不稳定状态，具有寻求低能量 状态的倾向，如形成氧化物或其他化合物。金属转化 成低能量氧化物的过程就是腐蚀。
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第2章 金属腐蚀与防护基础知识
第1节 化学腐蚀 第2节 电化学腐蚀与腐蚀电池 第3节 化工设备的腐蚀形式 第2-4节 化工设备腐蚀防护技术
1
.
第1节 化学腐蚀
一、金属的氧化 二、金属化学腐蚀的介质 三、金属化学腐蚀的特点 四、常见的化学腐蚀
2
.
化学腐蚀
金属化学腐蚀
指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和 损坏的现象。腐蚀过程中，电子的传递是在金属与介 质间直接进行的，没有腐蚀微电流的产生。
逸出。 2H＋ ＋ 2e ─→ 2H ─→ H2
整个电池反应为: Zn ＋2H＋ ─→Zn2＋ ＋ H2
2.2 金属在高温气体中的腐蚀
危害严重，乙烯裂解炉炉管、合成氨工业中的转化炉、废热 锅炉等等这些设备均处在高温气体的环境中运行，常引起高温
氧化腐蚀。
2.3 其它的氧化剂引起的化学腐蚀
硫、卤素或其它的原子及原子团
2.4 金属在非电解质溶液中的腐蚀
金属在有机溶剂中的腐蚀现象。如：Al在CCl4、Mg和Ti在甲醇
4.电化学腐蚀与电极电位的关系密切。可以利用此特点实 施电化学保护。
5.电化学腐蚀具有次生过程，使得腐蚀产物最终离开发生 腐蚀的原始部位。
.
13
电化学腐蚀
二、金属的电化学腐蚀现象
图2-3 不均一金属在稀硫酸中的溶解
Z n H 2S4O Z. n 4 S H 2O
14
电化学腐蚀
二、金属的电化学腐蚀现象
电化学腐蚀
三、腐蚀电池的定义及组成条件
伏特电池所产生的电流，是由于它的两个电极－锌片 与铜片在稀硫酸溶液中的电位不同，存在着一定的电 位差所引起的。伏特电池的两个电极上分别进行如下
电极反应： 锌电极电位较负，失去电子被氧化。 Zn ─→ Zn2＋ ＋ 2e 铜片上，酸中的氢离子接受电子被还原，有氢气
RCH2CH2SH + Fe → FeS + (RCH=CH2) + H2 温度升到375～425℃时未分解的H2S也还能与铁直接反应。 加氢装置、催化重整装置、延迟焦化装置的焦炭塔、分馏塔、硫
磺回收装置、硫磺尾气脱硫装置以及聚苯乙烯装置的脱氢炉等都
11存在高温硫的腐蚀。
.
第2节 电化学腐蚀
一、电化学腐蚀的特点 二、金属的电化学腐蚀现象 三、腐蚀电池的定义及组成条件 四、腐蚀电池的类型
7
.
化学腐蚀
4.3 氢腐蚀
定义：钢材受高温高压的氢气作用变脆甚至破裂的现象称 为氢腐蚀。
4.3.1 氢脆
钢材与氢气接触后，氢被吸附在钢材表面上，然后被分解为氢原子并 沿晶粒边界向钢材内部扩散。尤其当钢材受力变形时，会剧烈地加速氢原 子的扩散，高速扩散的氢原子在滑移面上转变为分子状态，而分子氢不具 有扩散能力，在晶间积聚产生内压力，使钢材进一步变形受到限制而呈现
中的腐蚀。
4
.
化学腐蚀
3. 金属化学腐蚀的特点
3.1 化学腐蚀的介质是不导电、不电离的物质。
3.2 化学腐蚀是直接的纯化学反应的结果，电子的得失 在同一部位于同一瞬间完成，没有腐蚀电流产生。
3.3 化学腐蚀与电位及电位变化无关，不能用电化学保 护的方法予以控制。
5
.
化学腐蚀
4. 常见的化学腐蚀
当把锌片与铜片置入上述稀硫酸溶液中 并在它们之间用导线通过毫安表连接起 来时这时发现毫安表的指针发生了偏转， 说明有电流通过。这表明锌和铜在稀硫 酸溶液中组成了一个原电池。由此可知， 铜之所以会加速锌片在稀硫酸中的溶解 速度，是因为铜和锌以及稀硫酸组成了 一个原电池的结果。
.
图2-4 Cu-Zn原电池模1型5
M(金属) + 0.5S2 → MS M(金属) + H2S → H2 + MS 2M + SO2 → 2MO + 0.5S2
4.4.1金属硫化物的PB比更大，因而生成硫化物膜有更大的内应 力，易于使膜破裂。 4.4.2金属硫化物的晶格缺陷浓度比相应的氧化物高得多，使各 种离子在膜中扩散更容易。 4.4.3金属硫化物的熔点比对应的氧化物低得多，特别是金属-金 属硫化物的共晶点更低，容易出现液相而失去保护性，加剧腐 蚀进程。 4.4.4 硫对金属氧化物有很强的破坏能力。
4.1 钢铁的高温氧化
氧化物组成，即由内到外为FeO、Fe3O4和Fe2O3
6
图2-1 钢在570℃以上高温氧化时,氧化物的形成 .
化学腐蚀
4.2 钢铁的脱碳
F3eC12O2 3FeCO F3C eC2O 3F e2CO
F 3 C e H 2 O 3 F C e H O 2 F3C e2H 2 3F eC4H
10
.
化学腐蚀
4.5 炼油设备的硫腐蚀
炼油厂中高温硫的腐蚀是以H2S为主的活性硫腐蚀。由于原油 所含硫化物组成及性质不同，腐蚀性能也可能不同。原油中不同
有机硫化物有不同分解温度。硫醚和二硫化物在130～160℃开始
分解。其他有机物的分解反应在250℃左右开始。由于有机物的
分解，H2S含量可提高9倍。在350～400℃时，H2S能按下式分解： H2S → S + H2分解出来的硫称活性硫，腐蚀性很强。在此温度下， 低级硫醇能直接与铁反应而腐蚀：
脆性。
4.3.2 氢侵蚀
F3C e2H 2 3F e C4H
Fe3C3Fห้องสมุดไป่ตู้C
C2H2 CH4
8
.
化学腐蚀
4.3.3 Nelson曲线
图2－2各种钢材的氢腐蚀曲线(Nelson线图)
氢腐蚀的起始温度
9
氢腐蚀的最低氢分压 .
化学腐蚀
4.4 高温硫化
高温硫化是金属在高温下与含硫介质(如H2S、SO2、Na2SO4有 机硫化物等)反应生成硫化物的过程。
1.金属的氧化
2.1 狭义氧化：狭义的氧化是指金属与环境介质中的
氧化合而生成金属氧化物的过程
Mn2O2 M（On 2-1）
2.2 广义氧化：就是金属与介质作用失去电子的过程
xM yNMxNy
（2-2）
3
.
化学腐蚀
2. 金属化学腐蚀的介质
2.1 金属在干燥气体(dry gas)中的腐蚀
速度慢、危害小
.
12
电化学腐蚀
一、电化学腐蚀的特点
1.电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质，且大多为 水溶液。
2.电化学腐蚀中，金属失去电子的氧化反应和介质中的氧 化剂得到电子的还原反应在不同的部位相对独立地进行， 而不是直接地进行电子交换。
3.电化学反应的阴、阳极之间有腐蚀电流产生，腐蚀电流 的大小与腐蚀速度的快慢有直接关系。
第1节 化学腐蚀 第2节 电化学腐蚀与腐蚀电池 第3节 化工设备的腐蚀形式 第2-4节 化工设备腐蚀防护技术
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第1节 化学腐蚀
一、金属的氧化 二、金属化学腐蚀的介质 三、金属化学腐蚀的特点 四、常见的化学腐蚀
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化学腐蚀
金属化学腐蚀
指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和 损坏的现象。腐蚀过程中，电子的传递是在金属与介 质间直接进行的，没有腐蚀微电流的产生。
逸出。 2H＋ ＋ 2e ─→ 2H ─→ H2
整个电池反应为: Zn ＋2H＋ ─→Zn2＋ ＋ H2
2.2 金属在高温气体中的腐蚀
危害严重，乙烯裂解炉炉管、合成氨工业中的转化炉、废热 锅炉等等这些设备均处在高温气体的环境中运行，常引起高温
氧化腐蚀。
2.3 其它的氧化剂引起的化学腐蚀
硫、卤素或其它的原子及原子团
2.4 金属在非电解质溶液中的腐蚀
金属在有机溶剂中的腐蚀现象。如：Al在CCl4、Mg和Ti在甲醇
4.电化学腐蚀与电极电位的关系密切。可以利用此特点实 施电化学保护。
5.电化学腐蚀具有次生过程，使得腐蚀产物最终离开发生 腐蚀的原始部位。
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电化学腐蚀
二、金属的电化学腐蚀现象
图2-3 不均一金属在稀硫酸中的溶解
Z n H 2S4O Z. n 4 S H 2O
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电化学腐蚀
二、金属的电化学腐蚀现象
电化学腐蚀
三、腐蚀电池的定义及组成条件
伏特电池所产生的电流，是由于它的两个电极－锌片 与铜片在稀硫酸溶液中的电位不同，存在着一定的电 位差所引起的。伏特电池的两个电极上分别进行如下
电极反应： 锌电极电位较负，失去电子被氧化。 Zn ─→ Zn2＋ ＋ 2e 铜片上，酸中的氢离子接受电子被还原，有氢气
RCH2CH2SH + Fe → FeS + (RCH=CH2) + H2 温度升到375～425℃时未分解的H2S也还能与铁直接反应。 加氢装置、催化重整装置、延迟焦化装置的焦炭塔、分馏塔、硫
磺回收装置、硫磺尾气脱硫装置以及聚苯乙烯装置的脱氢炉等都
11存在高温硫的腐蚀。
.
第2节 电化学腐蚀
一、电化学腐蚀的特点 二、金属的电化学腐蚀现象 三、腐蚀电池的定义及组成条件 四、腐蚀电池的类型
7
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化学腐蚀
4.3 氢腐蚀
定义：钢材受高温高压的氢气作用变脆甚至破裂的现象称 为氢腐蚀。
4.3.1 氢脆
钢材与氢气接触后，氢被吸附在钢材表面上，然后被分解为氢原子并 沿晶粒边界向钢材内部扩散。尤其当钢材受力变形时，会剧烈地加速氢原 子的扩散，高速扩散的氢原子在滑移面上转变为分子状态，而分子氢不具 有扩散能力，在晶间积聚产生内压力，使钢材进一步变形受到限制而呈现
中的腐蚀。
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化学腐蚀
3. 金属化学腐蚀的特点
3.1 化学腐蚀的介质是不导电、不电离的物质。
3.2 化学腐蚀是直接的纯化学反应的结果，电子的得失 在同一部位于同一瞬间完成，没有腐蚀电流产生。
3.3 化学腐蚀与电位及电位变化无关，不能用电化学保 护的方法予以控制。
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化学腐蚀
4. 常见的化学腐蚀
当把锌片与铜片置入上述稀硫酸溶液中 并在它们之间用导线通过毫安表连接起 来时这时发现毫安表的指针发生了偏转， 说明有电流通过。这表明锌和铜在稀硫 酸溶液中组成了一个原电池。由此可知， 铜之所以会加速锌片在稀硫酸中的溶解 速度，是因为铜和锌以及稀硫酸组成了 一个原电池的结果。
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图2-4 Cu-Zn原电池模1型5
M(金属) + 0.5S2 → MS M(金属) + H2S → H2 + MS 2M + SO2 → 2MO + 0.5S2
4.4.1金属硫化物的PB比更大，因而生成硫化物膜有更大的内应 力，易于使膜破裂。 4.4.2金属硫化物的晶格缺陷浓度比相应的氧化物高得多，使各 种离子在膜中扩散更容易。 4.4.3金属硫化物的熔点比对应的氧化物低得多，特别是金属-金 属硫化物的共晶点更低，容易出现液相而失去保护性，加剧腐 蚀进程。 4.4.4 硫对金属氧化物有很强的破坏能力。
4.1 钢铁的高温氧化
氧化物组成，即由内到外为FeO、Fe3O4和Fe2O3
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图2-1 钢在570℃以上高温氧化时,氧化物的形成 .
化学腐蚀
4.2 钢铁的脱碳
F3eC12O2 3FeCO F3C eC2O 3F e2CO
F 3 C e H 2 O 3 F C e H O 2 F3C e2H 2 3F eC4H
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化学腐蚀
4.5 炼油设备的硫腐蚀
炼油厂中高温硫的腐蚀是以H2S为主的活性硫腐蚀。由于原油 所含硫化物组成及性质不同，腐蚀性能也可能不同。原油中不同
有机硫化物有不同分解温度。硫醚和二硫化物在130～160℃开始
分解。其他有机物的分解反应在250℃左右开始。由于有机物的
分解，H2S含量可提高9倍。在350～400℃时，H2S能按下式分解： H2S → S + H2分解出来的硫称活性硫，腐蚀性很强。在此温度下， 低级硫醇能直接与铁反应而腐蚀：
脆性。
4.3.2 氢侵蚀
F3C e2H 2 3F e C4H
Fe3C3Fห้องสมุดไป่ตู้C
C2H2 CH4
8
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化学腐蚀
4.3.3 Nelson曲线
图2－2各种钢材的氢腐蚀曲线(Nelson线图)
氢腐蚀的起始温度
9
氢腐蚀的最低氢分压 .
化学腐蚀
4.4 高温硫化
高温硫化是金属在高温下与含硫介质(如H2S、SO2、Na2SO4有 机硫化物等)反应生成硫化物的过程。
1.金属的氧化
2.1 狭义氧化：狭义的氧化是指金属与环境介质中的
氧化合而生成金属氧化物的过程
Mn2O2 M（On 2-1）
2.2 广义氧化：就是金属与介质作用失去电子的过程
xM yNMxNy
（2-2）
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化学腐蚀
2. 金属化学腐蚀的介质
2.1 金属在干燥气体(dry gas)中的腐蚀
速度慢、危害小
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电化学腐蚀
一、电化学腐蚀的特点
1.电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质，且大多为 水溶液。
2.电化学腐蚀中，金属失去电子的氧化反应和介质中的氧 化剂得到电子的还原反应在不同的部位相对独立地进行， 而不是直接地进行电子交换。
3.电化学反应的阴、阳极之间有腐蚀电流产生，腐蚀电流 的大小与腐蚀速度的快慢有直接关系。