材料腐蚀与防护第三章
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我国腐蚀与防护学会金属防腐蚀手册第一章:金属腐蚀的基本概念1. 金属腐蚀的定义金属腐蚀是指在金属与其周围环境接触的情况下,金属表面受到化学或电化学的侵蚀,导致金属的质量和结构发生变化的过程。
金属腐蚀是一个不可逆转的过程,对金属的损坏是永久性的。
2. 金属腐蚀的分类根据腐蚀介质的不同,金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
化学腐蚀是指金属直接受到化学物质的腐蚀,而电化学腐蚀是指金属与电解质溶液接触时发生的一种电化学过程。
3. 金属腐蚀的危害金属腐蚀不仅会导致金属的质量和结构损坏,还会影响到金属制品的外观和使用寿命。
金属腐蚀也会对环境造成污染,对人体健康和安全构成威胁。
第二章:金属防腐蚀的原理和方法1. 金属防腐蚀的原理金属防腐蚀的原理是通过改变金属与其周围环境的接触状态,阻止金属腐蚀的发生。
常用的金属防腐蚀方法包括物理防腐蚀、化学防腐蚀和电化学防腐蚀等。
2. 金属防腐蚀的方法(1)涂层防腐蚀:将金属涂覆一层具有耐腐蚀性的涂层,以隔离金属与环境的接触,防止腐蚀的发生。
(2)阳极保护:在金属的表面放置一块较活泼的金属,使其成为阳极,从而保护被保护金属。
(3)合金化:将一种或多种金属或非金属添加到金属中,改变金属的组织结构和物理性能,提高金属的抗腐蚀能力。
(4)阴极保护:通过外加电流或外加电源,使金属表面成为阴极,从而抑制金属腐蚀的发生。
第三章:金属防腐蚀的应用实践1. 工业领域中的金属防腐蚀在石化、船舶、汽车、航空航天等工业领域中,金属制品往往需要具备较高的耐腐蚀性能,以确保设备和产品的安全、稳定和持久运行。
2. 城市基础设施中的金属防腐蚀城市基础设施中的钢结构、管道、桥梁、隧道等金属构件,常常需要经过防腐蚀处理,以保证其在潮湿、高盐度环境下的使用寿命和安全性。
3. 日常生活中的金属防腐蚀在日常生活中,我们经常接触到各种金属制品,如家具、电器、汽车等,这些金属制品也需要经过防腐蚀处理,以延长其使用寿命和美观度。
《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1.何谓腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?2.表示均匀腐蚀速度的方法有哪些?它们之间有何联系?3.镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚?若铅以这个速度腐蚀,其ϖ深(mm/a)多大?4.已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2,求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。
问铁在此介质中是否耐蚀?第二章电化学腐蚀热力学1.如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向?如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向?2.何谓电势-pH图?举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。
3.何谓腐蚀电池?有哪些类型?举例说明可能引起的腐蚀种类。
4.金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么?5.a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势(相对于SHE)。
b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。
6.当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中,CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时,银是否会发生析氢腐蚀?7.Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应?当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止?第三章电化学腐蚀反应动力学1.从腐蚀电池出发,分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。
2.在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?3.浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?4.混合电位理论的基本假说是什么?它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论?5.何谓腐蚀极化图?举例说明其应用。
6.试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。
7.何谓腐蚀电势?试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。
8.铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V(相对1mol/L甘汞电极)时的氢过电势是多少?9.Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V(相对1mol/L甘汞电极),计算该电极的极化值。
第三章探索生活材料第二节金属的腐蚀和防护一、教材分析《金属的腐蚀和防护》是人教版高中化学选修一《化学与生活》第三章第二节。
本节包括两部分内容:金属的腐蚀和防护。
内容涉及金属腐蚀的化学原理(化学腐蚀、电化学腐蚀)、影响腐蚀速率的因素、强调指出金属腐蚀的本质以及金属防护的常用方法等。
在学习了原电池原理的基础上,引导学生学习金属的腐蚀与防护,重点是能够用金属电化学腐蚀的原理解释生活中金属腐蚀的现象,加深了学生对化学与生活实际联系的认识。
本节内容是本章理论知识的实际应用,有助于学生将感性认识转化为理性认识,从而体会化学学习的价值,更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。
二、学情分析已有基础:初中化学进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验,了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果,并且学习了原电池原理,再此基础上学习比较容易接受。
知识不足:对知识的学习只注重表面现象,缺少生活经验。
能力不足:缺乏理论联系实际的能力,缺乏一定的综合思维能力。
发展方向:了解化学与人类生产、生活的密切关系,培养学习化学的兴趣;培养由现象看本质的辩证唯物主义观点,发展从实践到理论、又从理论到实践的认知规律。
三、教学目标(一)知识与技能1.掌握金属腐蚀的化学原理;2.知道金属防护的常用方法,认识防止金属腐蚀的重要意义。
(二)过程与方法通过观察演示实验,结合日常生活经验,分析实验本质,体验科学探究的过程,学习探究方法,初步形成科学探究的能力。
(三)情感态度与价值观感受化学在生产生活中的重要地位,培养学生关注社会问题的意识和责任感。
四、教学重、难点重点:金属的电化学腐蚀原理难点:金属的电化学腐蚀原理五、教学过程六、课堂练习1.在新疆吐鲁番和海南省两地,哪个地区铁生锈相对慢一些?为什么?2.请你预测铁在月球上会不会生锈?为什么?七、作业布置完成教材P53页2、4题八、板书设计第二节金属的腐蚀和防护九、教学反思。
高中化学选修一第三章知识点总结一、合金。
1. 定义。
- 由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2. 性能特点。
- 硬度:一般比它的各成分金属的硬度大。
例如,纯铝较软,而硬铝(含铜、镁、锰等)是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,硬度比纯铝大得多。
- 熔点:一般比它的各成分金属的熔点低。
如保险丝是由铋、铅、锡、镉等金属组成的合金,其熔点比这些金属都低,在电流过大时能及时熔断,起到保护电路的作用。
二、金属的腐蚀和防护。
1. 金属腐蚀的本质。
- 金属原子失去电子变成金属阳离子,即M - ne^-→ M^n +。
2. 金属腐蚀的类型。
- 化学腐蚀。
- 定义:金属跟接触到的物质(如O_2、Cl_2、SO_2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀。
- 特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
例如,铁与氯气直接反应2Fe + 3Cl_2 = 2FeCl_3,铁被腐蚀。
- 电化学腐蚀。
- 定义: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腐蚀。
- 吸氧腐蚀(以钢铁为例)- 正极反应:O_2+2H_2O + 4e^-=4OH^-。
- 负极反应:Fe - 2e^- = Fe^2 +。
- 总反应:2Fe+O_2 + 2H_2O = 2Fe(OH)_2,后续Fe(OH)_2还会被氧化为Fe(OH)_3,Fe(OH)_3分解为Fe_2O_3· xH_2O(铁锈的主要成分)。
- 析氢腐蚀(酸性较强条件下,以钢铁为例)- 正极反应:2H^++2e^- = H_2↑。
- 负极反应:Fe - 2e^- = Fe^2 +。
- 总反应:Fe + 2H^+=Fe^2 ++H_2↑。
3. 金属的防护。
- 改变金属的内部结构。
- 例如,把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢,就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。
- 覆盖保护层。
- 在金属表面覆盖一层保护膜,使金属与周围具有腐蚀性的气体或电解质溶液隔离。
《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1.何谓腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?2.表示均匀腐蚀速度的方法有哪些?它们之间有何联系?3.镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚?若铅以这个速度腐蚀,其ϖ深(mm/a)多大?4.已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2,求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。
问铁在此介质中是否耐蚀?第二章电化学腐蚀热力学1.如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向?如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向?2.何谓电势-pH图?举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。
3.何谓腐蚀电池?有哪些类型?举例说明可能引起的腐蚀种类。
4.金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么?5.a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势(相对于SHE)。
b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。
6.当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中,CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时,银是否会发生析氢腐蚀?7.Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应?当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止?第三章电化学腐蚀反应动力学1.从腐蚀电池出发,分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。
2.在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?3.浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?4.混合电位理论的基本假说是什么?它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论?5.何谓腐蚀极化图?举例说明其应用。
6.试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。
7.何谓腐蚀电势?试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。
8.铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V(相对1mol/L甘汞电极)时的氢过电势是多少?9.Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V(相对1mol/L甘汞电极),计算该电极的极化值。
第二节金属的腐蚀与防护教学目标:1.能描述金属腐蚀的化学原理,知道金属防护的常用方法,认识防止金属腐蚀的重要意义。
2.进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式,辩证的认识外因条件对化学变化的影响;3.参与试验探究观察铁生锈的过程,体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦,保持学习的兴趣;教学重点:电化腐蚀的原因.教学难点:析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式.教学方法:实验探究、师生共议、归纳总结。
课时划分:两课时教学过程:一课时[投影]常见的金属腐蚀现象:[导课]金属腐蚀的现象非常普遍,像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等,如保养不好,都会腐蚀,从而造成大量金属的损耗。
至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康,甚至造成严重事故的损失,那就更无法估计了。
因此,了解金属腐蚀的原因,掌握防护的方法,是具有十分重要的意义的。
[板书] 第二节金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀[阅读]回答什么是金属腐蚀?[板书]金属腐蚀:金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。
[讲述] 金属的化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
例如:铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀,在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。
特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[板书]1、化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[讲述]温度对化学腐蚀的影响:[科学探究]不同条件下铁钉的锈蚀注意:①光亮铁钉浸没在菜油之中;②光亮铁钉半浸半露在菜油中;③光亮铁钉完全浸没在食盐水中;④光亮铁钉完全浸没在酸性溶液中或碱性溶液中。
学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描述能力。
教师不但要给学生出题目,还要发挥点拨作用,提出注意点:①观察的一周中不要振荡试管,否则会破坏生锈的界面;②把各人设置的具体条件和的状况[总结]铁钉生锈的条件:铁钉含杂质、与电解质溶液接触。
腐蚀与防护管理办法第一部分总则1.1 为加强腐蚀监测、停工期间的腐蚀检查工作、涂料防腐工作、湿硫化氢环境腐蚀与防护工作、定点测厚工作,依据国家有关法规、标准以及《腐蚀与防护管理规定》,制定本管理办法。
1.2各专业厂应根据本厂实际情况,对应本管理办法制定本单位的腐蚀与防护实施细则,对目前还不具备条件无法实施的要求应制定出计划,逐步完善。
1.3 本管理办法适用于各装置。
第二部分腐蚀监测第一章一般规定2.1本部分所涉及的防腐蚀监测手段,主要是行业现行的、成熟的、多数企业通用的几种腐蚀监测手段,主要包括:原油、原料油、中间馏分油腐蚀介质的监测;原油电脱盐系统中脱后盐含量的监测;工艺冷凝水(装置顶循冷凝、冷却系统)或含水介质中腐蚀介质或腐蚀产物的监测;采用在线腐蚀探针手段所开展的腐蚀速率监测;采用旁路监测等手段进行系统腐蚀速率的监测;其它可靠的监测手段。
第二章腐蚀监测项目2.2原油、馏分油、原料油腐蚀监测2.2.1监测目的:掌握进厂或进装置原油、原料油中腐蚀性介质的变化趋势,可预先判断腐蚀介质对装置的腐蚀程度,制定适合的腐蚀控制方案。
2.2.2监测范围:原油、原料油腐蚀监测是指对进厂或进装置所有种类原油或原料油的腐蚀性介质;馏分油腐蚀性监测是指蒸馏侧线、其它炼油装置转化油中腐蚀性介质;盐含量是监测原料油及蒸馏电脱盐前后蒸馏原料中的盐含量。
2.2.3监测项目:对原油主要监测原油中的酸值、硫含量和盐含量;对侧线馏分油及进装置原料油主要监测酸值、硫含量、氯含量、氮含量、铁含量、镍含量、钒含量等;对进蒸馏装置原料油需要监测脱后盐含量。
2.2.4监测频次及执行标准见表1。
表1原油、馏分油、原料油腐蚀监测频次及执行标准注:如果原油或原料油种类变化较大,建议增加频次。
2.3工艺冷凝水及含水介质中腐蚀性介质或腐蚀产物的监测2.3.1监测目的:掌握系统的腐蚀程度与腐蚀控制程度。
2.3.2监测范围:炼化装置生产过程产生的、含水介质中存在的腐蚀部位,主要监测介质中腐蚀性介质及腐蚀产物。