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第一章腐蚀电化学基础一、概念及简答1.双电层金属浸入电解质溶液内，其表面的原子与溶液中的极性水分子、电解质离子、氧等相互作用，使界面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的结构——双电层。
2.电极电位电极反应使电极和溶液界面上建立的双电层电位跃。
3.极化、极化曲线及极化图电池工作过程中，由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象。
用来表示极化电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线。
将构成腐蚀电池的阴极和阳极极化曲线绘在同一E-I坐标上得到的图线，简称极化图。
4.超电压腐蚀电池工作时，由于极化作用使阴极电位下降，阳极电位升高。
这个值与各极的平衡电位差值的绝对值称为超电压或过电位。
以η表示。
5.钝化金属表面从活性溶解状态变成非常耐蚀的状态的突变现象称为钝化。
6.去极化反应：发生在阴极上的吸收电子的还原反应。
析氢腐蚀其发生的条件析氢腐蚀定义：指溶液中的氢离子作为去极剂，在阴极上进行阴极反应，使金属持续溶解而被腐蚀。
条件：腐蚀电池中的阳极电位必须低于阴极的析氢电极电位。
7. 耗氧腐蚀其发生的条件腐蚀电池上的阴极反应由溶液内氧分子参与完成，称为吸氧或耗氧反应。
耗氧腐蚀的条件为：腐蚀电池中的阳极初始电位EºM必须低于该溶液中氧的平衡电位Ee,O28.金属腐蚀的热力学条件金属溶解的氧化反应若进行，则金属的实际电位必更正于金属的平衡电极电位。
E>Ee,M 去极化反应若进行，则有金属电极电位必更负于去极剂的氧化还原反应电位。
E<Ee,k 上述条件需同时满足。
9.腐蚀速度的工程表示方法重量法和深度法10.耐蚀性评定及其适用范围第二章局部腐蚀一、概念及简答1、应力腐蚀：在固定拉应力和特定介质的共同作用下所引起的破裂。
应力腐蚀产生的条件(特定材料+)固定拉应力+ 特定腐蚀性介质2、腐蚀疲劳：金属材料在循环应力或脉动应力和腐蚀介质的联合作用下，所引起的腐蚀。
（注意与疲劳断裂的区别）条件：变应力+腐蚀性介质3、磨损腐蚀：腐蚀性流体与金属以较高速度做相对运动而引起金属的腐蚀损坏，简称磨蚀。
关于过程装备与控制工程专业过程装备腐蚀与防护课程教学方法的探讨近年来随着石油化工、能源化工等各类工业的崛起和迅速发展，对过程装备与控制工作专业人才的需求越来越多。
在各类工业中生产的装备都无法避免腐蚀。
因此，过程装备腐蚀与防护是一门实用性与知识性很强的专业选修课，涉及物理、化学、冶金学、表面科学、力学、机械学和生物学等多学科知识。
这门课程的学习主要面向大四学生。
首先是因为学生经过前三年基础课的学习沉淀，有扎实的理论知识，经过这门课的学习可以将这些枯燥的单学科的理论知识进一步吸收学习和转化。
其次是因为学生面临毕业实习找工作，这门课的知识又非常“接地气”，可以让学生提前熟悉各类企业的装备和生产流程。
因此，这是一门非常有意义的专业选修课。
而如何提高过程装备与控制工程专业的过程装备腐蚀与防护课程的教学质量，加强课程理论知识与实际工业系统性衔接和传承，是一门值得我们承教者需要探索和研究的新课题。
针对上述问题，笔者根据自己在教学中的经验和思考，提出如下个人见解。
一、过程装备与控制工程专业过程装备腐蚀与防护课程现状与存在问题由于课程总学时数的限制，过程装备与控制工程专业学生有关装备腐蚀与防护课程涉及的物理化学方面的基础知识较为薄弱；且以往教学中基础理论学时相对较多，传统“填鸭式”教学使学生在听课过程中觉得比较枯燥乏味；另外实践课程相对较少，学生的实际应用能力较差，这些问题都影响着学生对专业知识的学习和掌握。
因此如何在过程装备腐蚀与防护课程教学过程中强化学习方法的传授、提高学生学习的主动性和重视实践能力的培养，与高素质、创新型过程装备与控制工程专业人才培养目标的要求相符合，已经成为该门课程教学深入探讨的关键。
二、过程装备腐蚀与防护课程案例教学方法的实现1.优化课程教学内容由于绪论是整个教材的前言和正文内容的提纲挈领，因此绪论排布要合理，有侧重性。
由于课时限制，大多数老师讲解的时候都是将绪论简言概之，加之学生对物理化学等方面知识的欠缺，使学生盲目而机械地学习这门课程，效果当然很不理想。
腐蚀的控制措施：一是不就行控制，即腐蚀发生后再消除它；二是预防性控制，即事先采取防止腐蚀的措施腐蚀的定义：金属与其周围介质发生化学或电化学作用而产生的破坏腐蚀的广义概念:材料（包括金属与非金属）由于环境作用引起的破坏或变质叫腐蚀去极剂：能够吸收电子的物质非平衡电极电位：电极上同时存在两种或两种以上不同物质参与的电化学反应，正逆过程的物质始终不可能达到平衡状态，这种电极电位称为非平衡电极电位参比电极：用一个点位很稳定的电极作参照基准来测量任一电极的电极电位的相对值，这种参照基准电极称为参比电极常用的参比电极：饱和甘汞电极、氯化银电极、硫酸铜电极、金属单质常见的宏观腐蚀电池及其阴阳极：异种金属电池（还原性较强的为阳极，较弱的的为阴极）、温差电池（一般温度较高的部位为阳极，温度较低的部位为阴极）、浓差电池构成微电池（电化学不均一性）的主要原因：1.化学成分不均一2.组织结构不均一3.物理状态不均一4.表面膜不完整过程自发进行的条件：反应过程能量（自由能）降低，即G为负值，则此反应就有可以无需外加能量而自发进行金属自发腐蚀热力学条件：金属自发地产生电化学腐蚀的条件必须是溶液中含有能从金属上夺走电子的去极剂，并且去极剂的氧化还原电位要比金属溶解反应的平衡电位要正极化现象：电池工作过程中由于电流流动而引起电极电位偏离初始值的现象极化现象的产生原因：产生极化现象的根本原因是阳极或阴极的电极反应与电子迁移（从阳极流出或流入电极）速度存在差异极化现象的类型：电化学极化、浓差极化、膜阻（电阻）极化超电压：腐蚀电池工作时，由于极化作用使阴极电位降低或阳极电位升高，其偏离平衡电位的差值，称为超电压或过电位极化曲线的含义：极化率低的曲线趋于平坦，它表示电极电位随极化电流的变化很小，也就是说电极材料的极化性能弱，电极过程容易进行。
反之，极化率高，极化曲线越陡，表明极化性能强，电极过程进行的阻力大腐蚀速度的影响因素：1.金属本身2.处理工艺3.介质环境4.其他环境从金属本身分析影响腐蚀速度有哪些?金属本身包括金属的电极电位、超电压、钝性、组成（尤其合金元素）、组织结构、表面状态、腐蚀产物性质等以上几个因素如何影响从介质环境分析影响腐蚀速度有哪些？介质环境包括介质组成、浓度、PH值、温度、压力、流速等。
过程装备腐蚀与防护1.自动调节系统主要由调节器，调节阀，调节对象和变送器四大部分组成。
2.自动调节系统按调节器具有的调节规律来分通常有比例，比例积分，比例微分，比例积分微分等调节系统3.自动控制系统一般由被控对象，测量元件和变送器，自动控制器，执行器组成4.自动控制系统按给定值不同可分为定值控制系统，程序控制系统和随动控制系统。
按结构分类开环控制系统和闭环控制系统5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。
8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。
10、随着控制通道的增益K0的增加，控制作用增强，克服干扰的能力最大，系统的余差减小，最大偏差减小。
13、控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。
14、控制阀的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择。
5控制系统的品质指标有：最大偏差，衰减比，余差，过渡时间，震荡周期或频率6与热电偶配套的显示仪表主要有毫伏计和电位差计7双杠杆差压变送器是根据力矩平衡原理工作的他可以用来检测被测压力，压差，绝对压力8仪表的技术指标主要有精度，变差，灵敏度与灵敏限，分辨力，线性度和反应时间11常用的基本控制规律是双位控制，比例控制，积分控制，微分控制。
其中积分控制能消除余差。
20控制器的比例度增大，积分时间减小，时控制器的比例作用越小，积分作用增强6仪表测量中的五大参数是温度，压力，物位，流量，在线分析9管道内的流体速度在一般情况下沿管道中心处的流速最大，管壁处的流速等于零32节流式测量装置有孔板，喷嘴和文丘里管三种形式，都是利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量它与流速成平方关系化工自动化：自动检测，自动保护，自动操纵，自动控制。
自动控制系统基本组成：人工控制，自动控制系统（测量元件与变送器，控制器，执行器，被控对象）。
检测仪表的基本性能指标：精度和精度等级，变差，灵敏度、不灵敏区。
一、腐蚀的危害性与控制腐蚀的重要意义腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。
腐蚀不仅造成经济上的巨大损失，并且往往阻碍新技术、新工艺的发展。
因此，研究材料的腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防止腐蚀的措施。
对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率无疑具有十分重要的意义。
二、设计者掌握腐蚀基本知识的必要性腐蚀控制通常有两种措施，一是补救性控制，即腐蚀发生后再消除它；二是预防性控制，即事先采取防止腐蚀的措施，避免或延缓腐蚀，尽量减少可能引起的其他有害影响。
三、腐蚀的定义与分类腐蚀是在金属材料和环境介质在相界面上反应作用的结果，因而金属腐蚀可以定义为“金属与其周围介质发生化学或电化学作用而产生的破坏”。
腐蚀有不同的分类方法。
按照腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。
1) 化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。
2) 电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。
按照金属破坏的特征，可分为全面腐蚀和局部腐蚀两类。
(1) 全面腐蚀是指腐蚀作用发生在整个金属表面，它可能是均匀的，也可能是不均匀。
(2) 局部腐蚀是指腐蚀集中在金属的局部区域，而其他部分几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。
局部腐蚀有以下几种：a．应力腐蚀破裂在拉应力和腐蚀介质联合作用下，以显著的速率发生和扩展的一种开裂破坏。
b．腐蚀疲劳金属在腐蚀介质和交变应力或脉动应力作用下产生的腐蚀。
c．磨损腐蚀金属在高数流动的或含固体颗粒的腐蚀介质中，以及摩擦副在腐蚀性质中发生的腐蚀损坏。
d．小孔腐蚀腐蚀破坏主要集中在某些活性点上，蚀孔的直径等于或小于蚀孔的深度，严重时可导致设备穿孔。
e．晶间腐蚀腐蚀沿晶间进行，使晶粒间失去结合力，金属机械强度急剧降低。
破坏前金属外观往往无明显变化。
f．缝隙腐蚀发生在铆接、螺纹接头、密封垫片等缝隙处的幅度hi。
g．电偶腐蚀在电解质溶液中，异种金属接触时，电位较正的金属促使电位铰负的金属加速腐蚀的类型。
《过程装备腐蚀与防护》（论文）题目关于氯碱生产装置腐蚀与防护的浅析系（院）城市与环境系专业安全工程班级2010级1班学生姓名王学志学号1014140311指导教师李超二〇一三年六月二十六日关于氯碱生产装置腐蚀与防护的浅析摘要工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法制取氢氧化钠、氯气和氢气，并以它们为原料生产一系列化工产品，成为氯碱工业。
氯碱的生产按流程分为盐水、电解、氯处理和碱浓缩四大工艺系统。
氯碱装置中的氯气、盐酸、烧碱等具有强腐蚀性，以及电解槽、盐水预热器等装置的腐蚀都比较常见。
腐蚀一直是制约氯碱工业安全生产运行的一个难题，因此如何正确选材和防止腐蚀是氯碱装置安全稳定运行的关键。
本文分析了氯碱装置中介质的腐蚀、常用材料的耐腐蚀特性以及生产流程中典型装置的腐蚀特性及防腐措施。
关键字：氯碱生产装置；腐蚀；防护AbstractIndustrial electricity XieBao and preparing method of the sodium chloride solution sodium hydroxide, chlorine and hydrogen, and using them as a raw material to produce a series of chemical products, become a chlor-alkali industry. Chlor-alkali production according to the process can be divided into salt water, electrolysis, chlorine and alkali enrichment four process system. Chlor-alkali plant of chlorine gas, hydrochloric acid, caustic soda etc. Have strong corrosion resistance, corrosion and electrolytic cell, brine preheater and other devices are common. Chlor-alkali industry is restricted by the corrosion production safety running of a problem, so how to correctly select material and prevent corrosion is the key to the chlor-alkali equipment safe and stable operation. Chlor-alkali plant agents are analyzed in this paper the corrosion and corrosion resistant characteristics of commonly used materials and production process of typical devices corrosion characteristics and corrosion protection measures.Key words：Chlor-alkali production device；corrosion；protective目录前言 (1)1.氯碱生产装置 (1)2.介质的腐蚀特性 (2)2.1氯气 (2)2.2盐酸 (2)2.3氢氧化钠 (2)2.4氯化钠溶液 (3)2.5杂散电流 (3)2.6硫酸 (3)2.7其他方面 (3)3、控制介质防护措施 (3)3.1氯气 (3)3.2盐酸 (4)3.3氢氧化钠 (4)4.典型装置的防护 (5)4.1电解槽的防护 (5)4.2盐水预热器的杂散电流服饰防护 (5)4.3其他装置 (6)5.结论与展望 (6)参考文献 (7)前言腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。
金属和合金的腐蚀主要是化学电化学作用引起的破坏，有时还同时包含机械、物理或生物作用。
对于非金属材料来说, 腐蚀一般是由于直接的化学作用或物理作用(如氧化、溶解、溶胀等)引起的。
腐蚀的危害是巨大的, 使生产设施过早地报废,引起生产停顿、产品或生产流体的流失、环境污染、着火爆炸, 甚至危及人员和设备安全。
氯碱装置中的烧碱、氯气、盐酸、盐等具有强腐蚀性, 因此如何正确选材和防止腐蚀是氯碱装置安全稳定运行的关键。
目前, 氯碱行业有隔膜及离子膜烧碱装置、乙炔及乙烯法(聚)氯乙烯装置、氯醇化法环氧丙烷装置等, 所用结构材料以碳钢、铸铁、不锈钢、钛( 合金)、镍( 合金) 等金属材料为主, 耐蚀非金属材料如聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟烷氧乙烯与四氟乙烯的共聚物(PFA)、玻璃钢(FRP)、不透性石墨等材料也得到了广泛的应用。
1.氯碱生产装置氯碱的生产按流程分为盐水、电解、氯处理和碱浓缩四大工艺系统。
盐水系统主要是以原盐氯化钠为原料，经过原盐溶解、精制与澄清、盐水过滤、pH调节等工序制成精制食盐溶液供离子膜电解槽进行电解。
该系统中的腐蚀介质为氯化钠溶液。
电解系统主要是电解精制的食盐水，产品是氯气、氢气和氢氧化钠稀溶液。
该系统中的腐蚀介质主要是盐酸和次氯酸、氢氧化钠溶液及杂散电流。
氯处理系统主要是采用硫酸作为干燥剂，将湿氯脱水成为干氯，该系统中的腐蚀介质主要是湿氯和硫酸。
碱浓缩系统主要是将低浓度的电解液浓缩为高浓度的电解液，同时去除电解液中未电解的氯化钠及杂质硫酸钠等，获得高质量的烧碱溶液或固碱。
该系统主要包括蒸发、精制、固碱这三大操作单元，腐蚀介质主要是高浓度烧碱溶液。
2.介质的腐蚀特性2.1氯气这里氯气包括干氯和湿氯。
氯气是氯碱生产中的主要原料之一,它会对生产装置造成严重腐蚀,因此,防止它的腐蚀是至关重要的。
氯的化学性质非常活泼,常温干燥的氯对大多数金属的腐蚀都很轻,但当温度升高时腐蚀加剧。
这是由于干氯与金属作用生成的金属氯化物具有较高的蒸气压或较易融化的缘故。
湿氯气(水的体积分数大于100ppm) 中的氯与水反应生成强腐蚀性的盐酸和强氧化性的次氯酸,许多金属如碳钢、铝、铜、镍、不锈钢等均可被腐蚀,只有某些金属或非金属材料在一定条件下能抵抗湿氯气的腐蚀。
因此，氯碱生产中电解生成的湿氯气必须经过氯气冷却、水雾捕集器、填料干燥塔、泡罩干燥塔、酸雾捕集器等工序处理。
2.2盐酸在氯碱装置中，含有水分的湿氯会有相当部分转化为盐酸。
盐酸是一种典型的非氧化性酸，金属在盐酸中的腐蚀特点是：金属腐蚀的速度随盐酸浓度和温度的增加而上升。
对于碳钢而言，随着盐酸浓度的增加，其腐蚀速度按指数关系增大，这主要是因为由于氢离子浓度的增加，氢的平衡电位往正的方向移动，在超电压不变时，因腐蚀的动力增加了，故腐蚀加剧。
2.3氢氧化钠大多数金属在碱溶液中的腐蚀是氧去极化腐蚀。
常温时，金属在碱中是十分稳定的。
当pH很低时，由于氢的析出放电和析出的效率增加了，同时腐蚀产物也变得可溶了，因而腐蚀加剧。
但当pH值为4——9之间时，由于处在氧的扩散控制阶段，而氧的溶解度及其扩散速度与pH值关系不大，所以这是铁的腐蚀速度与pH值无关。
当pH值为9——14时，铁的腐蚀速度大为降低，这主要是由于腐蚀产物在碱中的溶解度很小，并能牢固地覆盖在金属的表面，从而阻滞阳极的溶解，也影响了氧的去极化作用。
当碱的浓度高于pH值14时，铁将会重新发生腐蚀，这是由于氢氧化铁膜主编为可溶性的铁酸钠所致。
2.4氯化钠溶液金属在氯化钠盐水系统中的腐蚀实质是氧去极化腐蚀。
在含氧的盐水溶液中，由于氧去极化的阴极反应是铁作为阳极发生腐蚀不断溶解。
金属在氯化钠盐水中，常常由于金属的不均匀性或者介质的不均匀性而形成腐蚀电池导致金属的腐蚀。
2.5杂散电流电解槽在工作的时候，电流应从阳极流回阴极，但可能会有部分电流从电解槽内泄漏出来，流出电解系统之外，最终又返回电解系统，形成漏电回路。
这种泄漏出来的电路成为杂散电流。
在氯碱工业中，它的存在可能使盐水管路、电解液管路、盐水预热期、电解槽等设备发生腐蚀。
2.6硫酸在氯碱装置中，氯处理系统通常是用浓硫酸作为干燥剂处理湿氯，使其干燥。
硫酸本身具有一定的腐蚀性。
2.7其他方面由于氯碱生产装置运行于高温环境，因此高温会对设备产生腐蚀。
另外，设备周围空气如若湿度过大或是含有某些盐类蒸汽，也会造成设备的大气腐蚀。
3、控制介质防护措施综上所述，并结合以往一些案例，在影响氯碱生产装置腐蚀的程度中，起决定性作用的主要有氯气、盐酸、氢氧化钠。
下面主要针对这三个方面，结合上面讨论的腐蚀性能提出防护措施。
3.1氯气通过查阅资料可知，下列材质可作为氯防护。
（1）碳钢应用在小于 90℃干燥的氯气中是比较稳定的,但在湿的氯气环境中则被腐蚀,因此,碳钢材质的透平压缩机、输送管线、设备可用于经冷却、干燥及水的体积分数小于 100ppm的氯气环境中，但要必须控制氯气温度小于 90℃。
当氯气压缩机出口温度大于 90℃，压缩机及后冷却器材质应采用不锈钢 316L。
（2）钛本身为活性金属,但在常温下能生成保护性很强的氧化膜,因而具有非常优良的耐蚀性能。
能耐各种氯化物和次氯酸盐、湿氯、氧化性酸(包括发烟硝酸)、有机酸、碱等的腐蚀。
不耐还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀。
常温下钛能耐小于 10%盐酸,当 50℃时能耐 3%盐酸。
加入少量贵金属(0.15%钯、铂等)可提高钛在还原酸中的耐蚀性。
但在生产过程中要特别关注干燥氯气中钛会腐蚀燃烧,干氯气如果进入钛制管线会引起着火燃烧的安全事故。
（3）橡胶的在生产中用途很广，主要用作各种橡胶制品，因其具有良好的耐腐蚀及防渗性能，所以被广泛地用于金属设备的防腐衬里。
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶两大类，天然橡胶的化学性能较好，可耐一般非氧化性强酸、有机酸、碱溶液和盐溶液腐蚀，但在强氧化酸和芳香族化合物中不稳定。
在氯碱生产中橡胶对于湿氯和氯水有着较好的耐腐性,但在干燥的氯气中会腐蚀成粉末。
隔膜电解装置中盐水工序的设备、管路多采用衬橡胶，使用寿命较长。
3.2盐酸通过查阅资料可知，下列材质可作为氯防护。
不透性石墨对绝大多数腐蚀环境都有优良的耐蚀性,包括沸点盐酸、稀硫酸、氢氟酸、磷酸、碱液、有机溶剂等。
只有强氧化性介质如硝酸、浓硫酸、溴和氟能破坏它。
不透性石墨的品种因所浸渍树脂不同,耐蚀性也有差异。
石墨在还原性气氛中可耐 2000～3000℃,在氧化气氛中 400℃开始氧化。
耐温性因不透性石墨随浸渍剂而异，据了解进口石墨设备使用寿命一般在 15～20 年以上。
