腐蚀的基本原理
Fundamentals of corrosion
R.W.Ross
本文将扼要讨论腐蚀的种类和基本的腐蚀试验。根据国家标准局的研究，1978年美国
因腐蚀而造成的损失估计达到860亿美元。1987年这种损失已增至1700亿美元。很显然，
腐蚀是所有工业包括电力工业在内所而临的一个重大问题。
除直接损失外，腐蚀对电厂的运行还可造成其他的严重后果。腐蚀破坏可导致设备更换
而引起费用的增加。工程师们必须加入设计余量来对腐蚀进行补偿。严重的腐蚀问题可以造
成被迫性停工。对于电力行业来说，被迫性停工是不允许的。腐蚀可以使电厂的生产效率受
到损失。所有这些腐蚀的不良后果可以一起或单独发生作用，以致降低电力公司的总收入。
腐蚀定义为材料由于与其所处环境介质的反应而造成的破坏。对于含镍材料来说，腐蚀
有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。在海洋大气中的铁锈就是一种一般
或均匀腐蚀的典型例子。此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。在这种情况下，钢表面形
成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。另一方而，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它
们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。这是由于含金400可形成一种非常薄而坚韧的
保护膜。均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率
并可精确地预测金属的使用寿命。
由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。因而，设备的寿命也不能精确地预计。这里给
出几种局部腐蚀的例子。第一例是电化学腐蚀。当两种或多种不同的金属在某种导电液（电
解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。此时，两种金属间建立了势能差，
同时电流将流动。电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即
阴极）。腐蚀由阴级上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。
如果某一大的阴极面与某一不的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流
1.材料腐蚀的 定义是什么? 按腐蚀机理是如何分类的？按腐蚀形态又分为几大类？金属腐蚀的危害有哪些方面？
材料腐蚀是指物体在环境作用下，引起的破坏和变质。
按腐蚀机理分为： (1)化学腐蚀、 (2)电化学腐蚀、 (3)物理腐蚀、 (4)生物腐蚀。
按腐蚀形态分为：(1)全面腐蚀 或均匀腐蚀、(2)局部腐蚀、(3)应力作用下的腐蚀 三类
金属腐蚀的危害包括： （1）巨大的经济损失， （2）安全、环境的危害， (3)阻碍新技术的发展， （4）促 进自然资源的消耗 。
2.材料防护技术包括哪些基本方面？
包括：
1) 提高金属材料本身的抗蚀性：耐蚀合金。
2) 改变环境：温度和流速、除氧、消除应力、缓蚀剂
3) 电化学保护 阴极保护 阳极保护
4) 涂镀层.衬里隔离
5) 改进设计
第1章 金属的 高温腐蚀与防护习题
1.我们学过的金属氧化机理有几种？简单介绍Wanger理论机理。
(1)极薄氧化膜(厚度为几纳米)的生长机理；
(2)薄氧化膜(厚度为10~200nm)的生长机理；
(3)Wanger理论(电化学腐蚀机理)
(3)Wanger理论(电化学腐蚀机理)：适合于具有一定厚度的氧化膜的生长。可视一定厚度的氧化膜为固体电解质，金属/氧化物和氧化物/氧气两个界面分别为阳极和阴极。因为氧化物为半导体，具有电子和离子导电性。在电场和浓度梯度作用下，电子由金属/氧化物界面(阳极)通过氧化膜到达氧化膜/氧(阴极)。因此，厚膜下高温氧化与水溶液腐蚀类似，也是电化学腐蚀过程。
Wagner理论是基于氧化膜中存在着浓度梯度和电势梯度而进行扩散和电迁移而导出的。因此，它对于薄的和极薄的氧化膜的生长并不适用。
掺杂对合金氧化有什么作用？
掺杂----可降低离子或电子的迁移
----提高金属的抗氧化性能。
1）.形成离子导体氧化膜时
掺杂高价金属，可降低氧化速度，如Ag中掺杂少量Cd
1.何谓化学腐蚀、电化学腐蚀？
2．详细推导V、VL和ia的关系，并标出推导过程中各符号的单位？
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3.名词解释：平衡电极电位、交换电流密度、非平衡电极电位、混合电位、共轭体系。
4.什么 是腐蚀原电池，它与干电池工作原理有何区别与联系，它是如何工作的？
5. 计算Cu电极在0.1mol/LCuSO4和5 mol/LCuSO4溶液之间构成的浓差电池电动势（忽略其液接电位）。
6.请绘制Fe-H 2O体系的电位-pH图。
※
7.什么是零电荷电位，它与自腐蚀电位是否有区别？
8.电化学极化控制下决定腐蚀速率的主要因素是什么？
9.试画出由电化学控制的阳极极化曲线，请写出当阳极过电位大于120mV后的动力学方程。
10.试画出浓度极化控制的阴极极化曲线，并标出极限电流密度，指出极限电流密度的意义。
11.腐蚀电池分类的依据是什么？有哪些类型的腐蚀电池，产生的原因是什么？
12.试用混合电位理论讨论Fe3+对铁在酸中腐蚀行为的影响。
13.试画出阴极和电阻混合控制的Evans图。
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14.析氢腐蚀有哪些特征？影响析氢过电位的因素有哪些？
15.什么是吸氧腐蚀？影响因素有哪些？
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16.金属的自钝化和电化学钝化有何异同？介质中的氧化剂必须满足什么条件才能实现金属的自钝化？
17.何谓钝化和过钝化？
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18.简要阐述电偶腐蚀的影响因素及其作用规律。
19.小孔腐蚀是如何孕育和发展的？
20.比较小孔腐蚀与缝隙腐蚀的异同？
21.试区分晶间腐蚀与选择性腐蚀，举例说明。
22.试阐述应力腐蚀的力学特征、环境特征和材料特征。
※
23.试举例画出金属高温氧化的三种动力学规律图
24.水膜厚度与金属腐蚀速率有何关系？
25.管线钢在干土壤与湿土壤交界处腐蚀，哪一端为阳极？为什么？
26.盐有哪些类型？它们对金属的腐蚀作用规律如何？
※
27.何谓防腐蚀设计，设计过程中应遵循什么原则？
专 论石油化工腐蚀与防护ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ２０２１年第３８卷第６期
引用格式：杨文秀，范 益，蔡佳兴，等．石化设备常见的应力腐蚀开裂原因及防护措施［Ｊ］．石油化工腐蚀与防护，２０２１，３８（６）：３８４２． ＹＡＮＧＷｅｎｘｉｕ，ＦＡＮＹｉ，ＣＡＩＪｉａｘｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｃａｕｓｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇｏｆｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ＆ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０２１，３８（６）：３８４２．
石化设备常见的应力腐蚀开裂原因及防护措施
杨文秀，范 益，蔡佳兴，施小凡，代芹芹，崔云芳
（南京钢铁股份有限公司江苏省高端钢铁材料重点实验室，江苏南京２１００３５）
摘要：石化设备应力腐蚀开裂会造成突发性事故，且在各项腐蚀破坏中占比高，需引起设计和使用单位的重视。通过对引起应力腐蚀开裂的外加载荷、残余应力和腐蚀产物；氯化物阳极溶解、硫化物氢脆、浓热碱碱脆、氮化物硝脆和高温高压水等影响因素进行分析讨论，来全面了解应力腐蚀开裂。阴极保护、缓蚀剂和防腐涂层等防护技术可以抑制应力腐蚀开裂；从材料选择、制造安装工艺、使用维护、腐蚀在线监测等方面也能达到预防和降低应力腐蚀开裂的目的。关键词：石化设备；应力腐蚀开裂；防护措施；腐蚀监测
收稿日期：２０２１０８２０；修回日期：２０２１１０１２。作者简介：杨文秀（１９８６—），女，工程师，主要从事钢铁材料的腐蚀与防护研发工作。Ｅｍａｉｌ：１２４９２５９０１＠ｑｑ．ｃｏｍ 在石油化工生产中，设备及管道的腐蚀很常
见，具有不可预知性和突发性。若腐蚀引发事
故，会导致：①直接经济损失，设备及其管道需
维修或更换；②间接经济损失，因生产装置停工
