电化学腐蚀类型
应力腐蚀破裂：湿硫化氢环境下的金属腐蚀、奥 氏体不锈钢在含氯化物水溶液的高温环境中； 机械腐蚀疲劳：金属在交变应力和电解质的共同 作用下会产生腐蚀疲劳，例如泵轴、叶片腐蚀； 磨蚀：金属同时受到电解质和机械磨损的共同作 用会发生磨蚀，例如管道弯头、热交换器管束、 叶轮。
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1-2 腐蚀的定义和类型
二、腐蚀的类型 自 燃 环 境 腐 蚀
腐 蚀 环 境 分 类
大气腐蚀 水和蒸汽腐蚀（海水腐蚀）
土壤腐蚀
化学介质腐蚀：酸、碱、盐 工业环境腐蚀
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1-2 腐蚀的定义和类型
二、腐蚀的类Βιβλιοθήκη 均匀腐蚀腐 蚀 形 态 分 类
1.全面腐蚀：腐蚀分布在整个金属表面上，腐 蚀的分布和深度相对较均匀。设 计时需考虑腐蚀余量。 2.局部腐蚀：腐蚀主要集中在金属表面某些极 其小的区域，腐蚀分布、深度很 不均匀。

a)
氧化性的金属离子
金属离子直接还原成金属，称为沉积反应，如锌 在硫酸铜中的反应 还原成较低价态的金属离子，如锌在三氯化铁溶 63 液中的反应
b)
1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
二、金属电化学腐蚀的实质
铁在水中或潮湿的大气中的生锈过程：
电化学腐蚀反应由一个或几个阳极反应 与一个或几个阴极反应的综合反应。
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1-1 腐蚀的现象及其危害
常减压装冷却器循环水腐蚀
冷却器管束表面
冷却器头盖
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1-1 腐蚀的现象及其危害
常减压换热器循环水腐蚀
换热器管板腐蚀
换热器防冲板腐蚀
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1-1 腐蚀的现象及其危害
供气站10#罐检修
球罐顶人孔、安全阀拆除
球罐焊缝打磨
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1-1 腐蚀的现象及其危害
二、腐蚀危害 可预测
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1-2 腐蚀的定义和类型
腐蚀余量：钢板在使用寿命中可能受到腐蚀，因此在 设计制造中预先增加一些厚度，以保证在 使用寿命内安全使用。 腐蚀余量分为如下四等： a. 无腐蚀余量。一般不锈钢管道取该值 b. 1.6mm腐蚀余量，对于腐蚀不严重的碳钢管 道和铬钼钢管道取该值 c. 3.2mm腐蚀余量，对于腐蚀比较严重的碳钢管 道和铬钼钢管道取该值 d. 加强级（大于3.2mm）腐蚀余量，对于有固体 颗粒冲刷等特殊情况下的管道，根据实际情况 48 确定该值
1-1 腐蚀的现象及其危害
二、腐蚀危害
4.自然资源的巨大消耗
• 地球上只有一层薄薄的外壳储藏着可用的矿藏， 金属矿的贮量是有限的，腐蚀使金属变成了无 用的、无法回收的散碎的氧化物等。 • 每年消耗的钢铁，有40%左右被腐蚀，而腐蚀 后完全变成铁锈不能再利用的约为10%。 • 我国每年被完全腐蚀掉的钢铁达1000多万吨， 相当于宝钢的年产量。 37
4.电化学反应 独立的氧化反应和独立的还原反应
注意：
金属电化学腐蚀反应是由至少一个阳极反
应和一个阴极反应构成的电化学反应。
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1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
二、金属电化学腐蚀的实质
金属和溶液界面上的多相界 面反应； 从阳极传递电子到阴极，再 由阴极进入电解质溶液； 通过电子传递的电极过程。
电化学腐蚀过程示意图
材料受到的外力称为拉力； 材料内部产生的反作用力称为应力； 一个物体两端受拉，那么沿着它轴线方向 的应力就是拉应力； 拉应力就是指使物体有拉伸趋势的应力。
50
1-2 腐蚀的定义和类型
2.局部腐蚀
(2)点蚀：小孔腐蚀，破坏主要集中在某些活性点上并向 金属内部深处发展，通常腐蚀深度大于孔径。
51 不锈钢和铝合金在含Cl-的水溶液中常发生此种破坏形式
1-2 腐蚀的定义和类型
2.局部腐蚀
(3)晶间腐蚀：腐蚀发生在晶界上，沿晶界向纵深处发展。
常见的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀主要发生在焊接区， 特别是母材的焊接热影响区。因为母材部分在轧制成板材或 管材出厂之前，已进行过固溶化处理，而焊接时热影响区重52 新被加热，便破坏了固溶化状态，从而出现了敏化效应。
61
1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
二、金属电化学腐蚀的实质
金属的阳极反应： 氧化、失去电子、成为阳极
溶液的阴极反应：
还原、得到电子、称为阴极
去极剂 氧化剂
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1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
二、金属电化学腐蚀的实质
去极剂：


氢离子，还原生成氢气——析氢反应 溶解在溶液中的氧，在中性或碱性条件下还原生 成OH-，在酸性条件下生成水——吸氧反应或耗氧 反应
1-1 腐蚀的现象及其危害
二、腐蚀危害
2.对生命、安全、环境、设备的危害
• 一些局部腐蚀，如孔蚀、应力腐蚀、破裂等， 常常是突发性的，可能引起事故，造成意外的 危险。 • 设备和管道因腐蚀而泄漏，有毒在害物料进入 大气、土壤和水源，污染环境和造成生产原料 的浪费。
• 某些涂料和缓蚀剂的应用
32
1-1 腐蚀的现象及其危害
个反应(或整个反应)也跟着停止；
一个或几个阳极反应与一个或几个阴极反应的综 合反应； 金属由能量高的单质状态自发地向能量低的化合 物状态转变的过程 。
66
1-4 金属电化学腐蚀倾向的判断
1-2 腐蚀的定义和类型
化学腐蚀特点
没有带电物质参与的腐蚀过程
氧化一还原反应，无电流产生
干腐蚀，腐蚀速率相对较小
举例: 1)高温下钢材被氧化: 4Fe+3O2=2Fe2O3 2)高温高压临氢环境下钢材的氢腐蚀: C+2H2=CH4
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1-2 腐蚀的定义和类型
电化学腐蚀特点
反应过程中均包括阳极反应和阴极反应 在腐蚀过程中有电流流动(电子和离子的运动) －=Fe(OH) 9Cr 焦加热炉回弯头的磨蚀 Fe+2 +2(OH) 2
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1-1 腐蚀的现象及其危害
二、腐蚀危害
3.阻碍新技术的发展
• 一项新技术、新产品的产生过程，需克服腐蚀 问题才得以发展。 • 美国的阿波罗空间计划，氧化剂N2O4储罐通过 应力腐蚀试验选出高强度合金材料。但在运行 前的模拟试压中很快发生破裂。原因是试验中 使用的N2O4纯度较低，含有NO，而模拟使用 的N2O4纯度高，不含NO。加入0.6％NO之后 36 才得以解决 。
1-1 腐蚀的现象及其危害
三、制定防腐蚀策略的意义
1.原油中腐蚀性介质及其对装置的腐蚀性
•硫>0.1%
•酸值>0.5mg/g
•氮>0.1%
2.原料劣质化趋势严重
•国内原油资料深度开采，原油密度和酸值提高
•世界原油供应市场变化，劣质原油进口多
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1-1 腐蚀的现象及其危害
三、制定防腐蚀策略的意义
3.部分装置原设计不能满足原料劣质化要求
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1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
二、金属电化学腐蚀的实质
腐蚀与冶炼：
逆过程
腐 蚀
金属回复到自然状态的过程
冶 炼
金属以矿石形式存在 金属化合物
金属 转 化 放 热
金属化合物
金属化合物
=
吸 热
金属
还 原
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1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
二、金属电化学腐蚀的实质
电化学腐蚀特点： 腐蚀过程的阳极反应和阴极反应是同对发生的， 但不在同一地点进行； 电化学腐蚀过程中的任意一个反应停止了，另一
腐蚀是指材料与它所处环境介质之间发生化学－物 理的相互作用，而引起的变质和破坏。
材料腐蚀的各个要素框图
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1-2 腐蚀的定义和类型
一、腐蚀的定义
机械破坏：在湿环境下由于环境介质与应力 联合作用下引起的应力腐蚀开裂。
材 料 失 效
磨损：摩擦与腐蚀共同作用。
腐蚀
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1-2 腐蚀的定义和类型
二、腐蚀的类型 腐 蚀 化学腐蚀：金属与非电解溶液发生化学作用而引起 的破坏。 反 应 的 机 理 电化学腐蚀：金属与电解质溶液因发生电化学 作用而产生的破坏。 分 类 43
1-2 腐蚀的定义和类型
2.局部腐蚀
(4)电偶腐蚀：不同金属在同一电解质中互相接触所 发生的腐蚀。 双 金 属 腐 蚀
53 不锈钢管和碳钢管板连接处，碳钢将加速腐蚀。
1-2 腐蚀的定义和类型
2.局部腐蚀
(5)缝隙腐蚀：在电解质溶液中，腐蚀发生在具有 一定宽度的缝隙内。
法兰连接面、焊缝等处
垢下(沉积物)腐蚀
项目一 走进金属腐蚀世界
项目二
项目三 项目四
金属设备腐蚀分析
石油化工设备的防腐措施 石油化工重要设备腐蚀与防护
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主要内容
腐蚀的现象及其危害 腐蚀的定义和类型
金属设备腐蚀的基本原理及其本质
金属电化学腐蚀倾向的判断
腐蚀电池
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实训内容(作业)
一、寻找两个腐蚀案例 身边发生的
与石油化工设备相关的
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1-2 腐蚀的定义和类型
2.局部腐蚀
(6)冲刷腐蚀
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1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
1.金属在酸中的腐蚀 锌、铝等活泼金属在稀盐酸或稀硫酸中 会被腐蚀并放出氢气。
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1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
2.金属在中性或碱性溶液中的腐蚀 铁在水中或潮湿的大气中的生锈 。
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1-3 金属腐蚀的基本原理及其本质
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1-1 腐蚀的现象及其危害
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1-1 腐蚀的现象及其危害
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1-1 腐蚀的现象及其危害
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1-1 腐蚀的现象及其危害
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1-1 腐蚀的现象及其危害
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1-1 腐蚀的现象及其危害
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1-1 腐蚀的现象及其危害