金属腐蚀及控制

3.3 金属腐蚀原理

3.3.1概述

从腐蚀的定义及分类，我们知道腐蚀主要是化学过程，我们可以把腐蚀过程分为两种可能的主要机理-----化学机理和电化学机理.

化学腐蚀是根据化学的多相反应机理，金属表面的原子直接与反应物（如氧﹑水﹑酸）的分子相互作用。金属的氧化和氧化剂的还原是同时发生的，电子从金属原子直接转移到接受体，而不是在时间或空间上分开独立进行的共轭电化学反应。

金属和不导电的液体（非电解质）或干燥气体相互作用是化学腐蚀的实例。最主要的化学腐蚀形式是气体腐蚀，也就是金属的氧化过程（与氧的化学反应），或者是金属与活性气态介质（如二氧化硫﹑硫化氢﹑卤素﹑蒸汽和二氧化碳等）在高温下的化学作用。

电化学腐蚀是最常见的腐蚀，金属腐蚀中的绝大部分均属于电化学腐蚀。如在自然条件下（如海水、土壤、地下水、潮湿大气、酸雨等）对金属的腐蚀通常是电化学腐蚀。

图3－11 铁的电化学腐蚀模型 电化学腐蚀机理与纯化学腐蚀机理的基本区别是：电化学腐蚀时，介质与金属的相互作用被分为两个独立的共轭反应。阳极过程是金属原子直接转移到溶液中，形成水合金属离子或溶剂化金属离子；另一个共轭的阴极过程是留在金属内的过量

电子被溶液中的电子接受体或去极化剂接受而发生还原反应。左图即是铁的电化学腐蚀模型。（点击放大播放flash)

3.3.2金属腐蚀的电化学概念

1.电极反应及电极

相：由化学性质和物理性质一致的物质组成的、与系统的其他部分之间有界面隔开的集合叫做相。

电极系统：如果系统由两个相组成，一个相是电子导体（叫电子导体相），另一个相是离子导体（叫离子导体相),且通过它们互相接触的界面上有电荷在这两个相之间转移，这个系统就叫电极系统。

将一块金属（比如铜）浸在清除了氧的硫酸铜水溶液中，就构成了一个电极系统。在两相界面上就会发生下述物质变化：

Cu(M)→Cu2+(sol)+2e(M)

- 1 - 《金属腐蚀理论及腐蚀控制》

（跟着剑哥走，有肉吃。）

习题解答

第 一 章

1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。

表1 碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据

试 验 介 质 30% HNO3，25C

试样材料 碳 钢 铝

矩形薄板试样尺寸(mm) 20403 30405

腐蚀前重W0(g) 18.7153 16.1820

浸泡时间t (hr) 45 45

腐蚀后重W1(g) 18.6739 16.1347

解：由题意得：

（1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有：

Vˉ=△Wˉ/st

=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001

=0.4694g/ m∙h

又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2∙h

Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y

对铝在30%HNO3(25℃)中有：

Vˉ=△Wˉ铝/st - 2 - =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6

=0.3391g/㎡∙h

d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3

说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。

（2）对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有：

表面积S=2π×2015.0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2

Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2∙h

试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3

d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3

金属腐蚀处理方案

概述

金属腐蚀是指金属材料在与外界介质接触时，由于化学反应而引起的材料表面的损坏。本文档将介绍金属腐蚀处理的方案。

预防措施

为了避免金属腐蚀的发生，我们可以采取以下预防措施：

1. 防止暴露于湿气和水中，因为水是导致金属腐蚀的主要介质之一。使用合适的防护措施，例如使用防水涂层、密封剂等。

2. 控制金属材料的温度和湿度。过高的温度和湿度会加速金属腐蚀的发生。确保金属材料存放在适宜的环境中，避免过热和过湿的条件。

3. 使用抗腐蚀材料或涂层来增加金属材料的耐腐蚀性能。选择适合环境条件的抗腐蚀材料，或者在金属表面施加涂层来提高其防护性能。

处理方法

如果金属已经出现了腐蚀问题，我们可以采取以下处理方法：

1. 清洗和去除腐蚀物。使用适当的清洁剂和工具对腐蚀的金属表面进行清洗，彻底去除腐蚀物和污垢。

2. 进行修复和涂层。修复受腐蚀损坏的金属表面，并施加合适的抗腐蚀涂层，以增加金属材料的耐腐蚀性。

3. 使用防腐蚀剂。在金属表面涂覆防腐蚀剂，以形成一层保护膜，防止进一步的腐蚀发生。

结论

金属腐蚀处理方案主要包括预防措施和处理方法。通过采取适当的预防措施，可以减少金属腐蚀的发生。如果腐蚀已经发生，及时采取处理方法可以修复受损的金属材料并防止腐蚀的进一步发展。

２…０丝３　８　Ｊ　１年月■　中国化工贸易　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　叠墨墨　垒　

金属腐蚀的控制方法　

梅粉萍彭壮徐磊王君正易诗云　

（长江大学石油工程学院．湖北武汉４３０１Ｏ０）　

摘要：研究腐蚀的目的，是为了防止腐蚀和控制腐蚀的危害，延长材料的使用寿命。各种工程材料，从原料加工成产品，直到使用和长期储　

存过程中都会遇到不同的腐蚀环境，产生不同程度的腐蚀。金属腐蚀的过程是一个自发的过程，完全避免材料的腐蚀是不可能的，因此腐蚀控制的问题　

也就应运而生。本文从多角度来讨论金属的腐蚀控制方法，从而为今后的金属防腐工作带来一定借鉴和指导作用。　

关键词：腐蚀控制腐蚀金属腐蚀防腐工作　

一、基于腐蚀控制的设计考虑　．　

１．正确选用材料和加工工艺　

材料有各类金属材料和非金属材料，合理选材应主要从材料的力　

学性能、耐蚀性能、加工性能和经济性四个方面进行考虑。选材时应　

遵循以下原则：　

１．１选材需要考虑经济上的合理性，在保证其他性能和设计的使用　

前提下，尽量选用价格便宜的材料。　

１．２综合考虑整个设备的材料，根据整个设备的设计寿命和各部件　

的工作环境选择不同的材料。易腐蚀部分应选择耐蚀性强的材料。　

１．３对选择材料要查明对哪些腐蚀具有敏感性，在选用部位所承受　

的应力、所处环境的介质条件以及可能发生的腐蚀类型，与其它接触　

的材料是否相容，是否发生接触腐蚀。　也要根据机体的表面状态、制件的结构形式、基体与覆盖层的相容性　

等因素来考虑选择适当的金属覆盖层技术。　

２．２非金属覆盖层　

非金属覆盖层技术是将非金属涂料涂覆于材料表面形成具有一定　

功能并牢固附着的连续薄膜，以保护和装饰基体材料的方法。涂层在　

材料表面涂覆成膜的施工就称为涂装。非金属覆盖层技术又包括有机　

涂层技术、无机涂层技术和转化膜技术。　

三、缓蚀剂防腐方法　

１．缓蚀剂的分类　

１．１按缓蚀剂的化学组成分类，可将缓蚀剂分为无机缓蚀剂和有机　

缓蚀剂。　

１．４结构材料的选材不可单纯追求强度指标，应考虑在具体腐蚀环　剂、