来宝网 2010/9/7点击2652次
一、腐蚀机理
⑴金属腐蚀原理：金属腐蚀主要是电化学腐蚀和化学腐蚀。
1.化学腐蚀：化学腐蚀是指容器金属与周围介质直接发生化学反应而引起的金属腐蚀。这类腐蚀主要包括金属在干燥或高温气体中的腐蚀以及在非电解质溶液中的腐蚀。典型的化学腐蚀有高温氧化、高温硫化、钢的渗碳与脱碳、氢腐蚀等。
a.高温氧化。指金属在高温下与介质或周围环境中的氧作用而形成金属氧化物的过程。
b.高温硫化。指金属在高温下与含硫介质（如硫蒸气、硫化氢、二氧化碳）作用生成硫化物的过程。
c.钢的渗碳与脱碳。高温下某些碳化物（如CO和烃类）与钢铁接触时发生分解生成游离碳渗入钢内生成碳化物称渗碳，它降低了钢材的任性。
d.氢腐蚀。指钢受到高温高压氢的作用引起组分的化学变化，使钢材的强度和塑性下降，断口呈脆性断裂的现象。
2.电化学腐蚀：容器金属在电解质中，有电化学反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀。电化学腐蚀中既有电子的得失，又有电流形成。电化学反应是指一个反应过程可以分为两个或更多的氧化和还原反应。
电化学腐蚀是微电池的存在造成微电池腐蚀，是金属腐蚀的主要原因。
⑵非金属腐蚀原理：绝大多数非金属材料是非电导体，所以和金属材料不同，非金属材料的腐蚀主要是化学和物理的作用，而不是电化学腐蚀。
1.当非金属材料表面和介质接触后，溶液（或氢气）会逐渐扩散到材料内部，表面和内部都可能产生一系列变化。橡胶和塑料受溶剂作用后可能全部或部分溶解或溶胀；溶液浸入材料内部后可引起溶胀或增重，表面可能起泡、变粗糙、变色或失去透明，内部也可能变色；高分子有机物受化学介质作用可能分解，受热也可能分解。
2.非金属材料通常由几种物质组成。例如塑料中除合成树脂外，还有填料（如玻璃纤维、石英粉、石墨粉）、增塑剂、硬化剂等。这些物质的耐蚀性并不完全相同，在腐蚀环境中有时一种或几种成分有选择性地溶出或变质破坏，整个材料也就被破坏了。在氢氟酸中，玻璃纤维或其他硅质填料被腐蚀，材料也就解体。这是非金属材料的选择性腐蚀。
3.非金属也会产生应力腐蚀破坏。例如聚乙烯、有机玻璃、不透性石墨在化学介质和应力的同时作用下会破裂。
⑶金属腐蚀和非金属腐蚀的特点：
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类型 |
腐蚀原理 |
腐蚀状况 |
主要特征 |
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金属 |
化学腐蚀，电化学腐蚀 |
表面腐蚀 |
失重 |
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非金属 |
化学腐蚀，物理腐蚀 |
表面腐蚀，内部腐蚀，选择性腐蚀 |
物理、力学性能变化或外形的破坏 |
二．腐蚀分类
⑴金属腐蚀分类
1.按腐蚀机理分：化学腐蚀，电化学腐蚀。
2.按腐蚀环境分：介质腐蚀，海水腐蚀，土壤腐蚀。
3.按腐蚀破坏形态分：
a.均匀腐蚀（或称全面腐蚀）。
b.局部腐蚀：电偶腐蚀，孔蚀，选择性腐蚀，磨损腐蚀，缝隙腐蚀等。
c.晶间腐蚀。
d.断裂腐蚀：应力腐蚀，疲劳腐蚀等。
e.氢损伤：氢鼓包，氢脆；脱碳、渗碳、氢腐蚀等。
⑵非金属腐蚀分类
1.按腐蚀机理分：化学腐蚀，物料腐蚀。
2.按腐蚀状况分：表面腐蚀，内部腐蚀，选择性腐蚀。
三．工业防腐方法
⑴电化学保护
1.阴极保护：仪器腐蚀不强烈的场合，如土壤、海水、盐类溶液，不能用于强酸、碱介质中的保护。
2.阳极保护：适用于碳钢、不锈钢等设备对盐溶液、强腐蚀性介质的保护。不能钝化的金属不得选用。
3.护屏保护：适用于海水、土壤及盐溶液对设备重要部件的保护。不适用于强腐蚀介质中对碳钢的保护。
4.阴极保护与涂料联合法：地下管道、油罐防腐。广泛用于石油、天然气地下管道和油罐保护。
⑵缓蚀剂保护
1.缓蚀剂单独保护：各种酸类介质都有特定的物质作缓蚀剂，可用于酸洗、油井防腐除垢等场合。适合特殊的场合，不适合温度较高的场合。
2.缓蚀剂与阴极保护联合保护法：应用与特殊的场合防酸腐蚀。适用于31%工业盐酸等介质中。
3.水质稳定处理：具备防腐蚀防结垢的特性，适用于工业循环水处理。
⑶金属表面覆盖层保护
1.电镀：适合于防锈、装饰与某些介质中防腐蚀。不适合于强腐蚀介质中。
2.喷镀：防大气、海水和某些盐类介质腐蚀。表面必须用涂料封闭。
3.热浸镀：适合与防腐蚀。常用于包装容器、食品包装等。
4.金属搪焊层：适用于强腐蚀介质的防护，以搪铅为代表，常用与复合衬里的底层。多为非金属覆盖层代替。
5.金属衬里层：最常用的有衬铅，衬不锈钢，可节约有色金属与合金。衬不锈钢应用逐渐广泛。
6.无机涂层和搪瓷涂层：涂层强度高，密封性好，但不抗冲击，易破损，可耐多种介质腐蚀。具有传热作用，是重要的化工设备，不适应复杂设备搪瓷。
7.搪玻璃层：用玻璃吹制贴衬设备表面，与搪瓷具有同样作用。可用于管道内壁防腐蚀。
8.胶泥防护层：以合成树脂胶泥为主，若加鳞片玻璃填料效果更好，可降低防腐蚀施工成本。目前国内处于推广阶段。
9.防腐蚀涂料：适用于大气、海水、土壤、和腐蚀性不强烈场所。不适用于强腐蚀介质中。
10.防腐蚀涂料与阴极保护并用：适用于地下管道、油罐、含硫污水罐防腐蚀。目前国内已推广应用，多用于自来水管、油管、地下管道、油罐。
11.砖板衬里：适用于各种介质防腐蚀，石墨衬里还具有耐腐蚀导热性能。适应性最强的防腐方法。
12.橡胶衬里：适用很广，工艺成熟，可用于强腐蚀介质。今后应广泛用合成橡胶常温硫化衬里，适用于大型设备，现场施工方便。
13.衬玻璃钢：树脂以环氧、聚酯、酚醛、呋喃四类为主，可在强腐蚀介质中应用。目前应用最多，适用较广。
14.塑料衬里：可用于多种设备衬里，品种不断增加，可用于强腐蚀介质中。分为软塑和硬塑、酚醛、石棉塑料衬里。
15.塑料喷涂层：乙烯、四氟、环氧、聚酯粉末喷涂，适用于强腐蚀介质。施工难度大，造价高，现已在各工业领域中应用。
⑷选择有色金属和合金材料制作设备
1.铬钢：具有良好的耐酸性能，应用广泛。适用于铸件加工。
2.奥氏体不锈钢：具有良好的耐酸性能，有多种牌号，应用广泛。有发生晶间腐蚀的倾向，需正确选用。
3.含钼不锈钢：可用于还原性酸腐蚀。价格高。
4.低合金钢：适用于海水等场合，品种较多。国内有多种钢号，含稀土钢应用在发展。
5.铅锑合金设备：可用于硫酸工业制作大型设备，如电除雾。价格较高。
6.铝：对大气、一些盐溶液稳定，对浓硝酸稳定。不适合稀酸及碱介质中应用。
7.钛制设备：对次氯酸、湿氯稳定，对甲苯磺酸盐稳定。推广应用价格高。
8.铜设备：对海水、碱、稀酸稳定。用于发电厂、石化厂作铜质凝汽器、换热器，国防工业应用广泛。
9.硅铁设备：耐强酸腐蚀良好，设备较脆，容易损坏。国内可制作直径1m的塔节。
⑸选择非金属设备
1.塑料设备：可制作大型槽设备，不耐压，常压使用。以聚乙烯、聚丙烯为主。
2.玻璃钢设备：可作各种大型储罐、反应塔、管道、凉水塔、耐酸泵，强度高、质量轻，耐腐蚀。用途广泛，目前国内大力发展。
3.不透性石墨设备：唯一导热非金属材料，可作换热器、吸收塔、衬里设备。国内有耐酸型、耐酸碱型两种不透性石墨。
4.耐酸混凝土设备：耐酸混凝土储物槽。造价低，施工要求严格，防腐效果好。
5.合成树脂混凝土设备：以环氧树脂和不饱和聚酯为主，可制地坪、储物槽。工艺成熟，可推广应用。
6.天然石材设备：以花岗岩为主，可制罐槽，可整体加工一些设备，可作腐蚀地坪。资源丰富，造价低，国内为推广阶段。
