腐蚀与防护(设备腐蚀与防护)
今天给各位分享腐蚀与防护的腐蚀防护腐蚀防护知识,其中也会对设备腐蚀与防护进行解释,设备如果能碰巧解决你现在面临的腐蚀防护腐蚀防护问题,别忘了关注本站,设备现在开始吧!腐蚀防护腐蚀防护
电化学腐蚀与防护的主要方法
为控制埋地钢质管道在土壤中的电化学腐蚀,公认的腐蚀防护腐蚀防护做法是采用外防护层和阴极保护联合防护措施。其中外防护层是设备主要防腐手段,即在钢管和腐蚀介质之间建立一个绝缘隔离层,腐蚀防护腐蚀防护避免腐蚀介质和钢管接触,设备从根本上防止钢管的腐蚀防护腐蚀防护电化学腐蚀;阴极保护作为防护层防腐的补充手段,为防护层缺陷处的设备钢管外表面提供电化学保护。电化学保护方法主要有两种,腐蚀防护腐蚀防护一种是设备牺牲阳极阴极保护,一种是腐蚀防护腐蚀防护外加电流阴极保护。
选择一种其电极电位比被保护金属更负的活泼金属(合金),把它与共同置于电解质环境中的被保护金属从外部实现电连接,这种负电位的活泼金属在所构成的电化学电池中作为阳极而优先腐蚀溶解,故被称为牺牲阳极,释放出的电流使被保护金属阴极极化到所需要的电位范围,从而抑制腐蚀,实现保护,这就是牺牲阳极阴极保护。
(一)电化学腐蚀原理
金属管道有一层的防止腐蚀的表层,该表层遭到腐蚀危险后,在金属管道裸露的外表层被雨水或潮湿的土壤打湿过后,氧气组与土地里面的氢离子形成发电池,作为阳极铁出现了氧化反应,因此铁会在非常短的时间里内腐蚀掉然后变为铁锈。
主要的三个电化学腐蚀成份如下:
1、金属溶解在阴极变为金属离子流入溶液;
Me → Men+ ne
2、电子是从阳极流到阴极
3、流到阴极过后溶液里面能够吸收电子物质的 X 会接收电子
X+ne → X·ne
(二)件分析相关保护方案
研究电化学的原理与分析金属腐蚀的缘由,对于三个电化学腐蚀的主要原因来定制相关的防护手段,能够按照下列三个方针;
1、减慢或防止金融被溶解
第一种方法,挑选适当的金属又或者说研究定制一款基本不溶解的金属。
第二种方法,把会导致腐蚀的物质跟金属分开。
第三种方法,把金属的 PH 值或别的性能改变。
2、防止电子流向阴极
第一种方法,把金属电势改变。
第二种方法,把电子流向改变。
3、把阴极里面可以吸收的电子物质清除掉;
因为氧气会不停从空气里面流进土壤,所以现在没有能够清理阴极上可以吸取电子物质的相关措施。
二、详细的防止电化学腐蚀的方案
研究了三个电化学腐蚀的原因,并且综合了五个方案,能够使用下列几项方针,最后能够实现防腐。
(一)挑选适当的金属又或者说研究定制一款基本不溶解的金属
制作成能够真正防止腐蚀的金属,制作金属的时候会加进别的物质,提高金属的防腐蚀水平。把炼制钢的时候要填加Mn、Cr 等成份提炼成不锈钢。
(二)把会导致腐蚀的物质跟金属分开
把会导致腐蚀的物质跟金属分开,能够使用的方案有几种:第一种是采取涂抹的措施,把油漆涂在金属的表面上,或者涂沥青、塑料、搪瓷都可以,又或者采取镀层的措施给想要防锈的金属面层上化学镀或电镀的手段镀上 Sn、Zn、Cr、Ni、Ag、Au 等,避免内层给腐蚀了。
(三)把金属的性能改变了
尝试在能够构成电池的体系里面加缓蚀剂,把介质性质改变,把腐蚀的速度降低。
(四)把金属电势改变了
采取阴极防护措施,同时加上电源构成电解池,把所要防护的金属设为阴权,用废弃的金属当做要牺牲的阳极,需要保护的金属当做阴极来进行保护。
(五)把电子流向改变
采取阳极的防护措施,外部增加电源把要防护的金属阳极化,变成阳级,当达到相关程度的正向极数值后,因此表面有新成相层或吸附层而钝化金属。
三、新方法的探究
作为油田地面建设单位,工程建设公司常年接收各种采油工厂的维修工作与改造老区的工程,在实际施工的时候,有很多老化腐蚀的管线皆穿洞内部,这是因为输送管线的介质具备高腐蚀性,碱性与酸性,从另一个角度来说,输送的介质里有比较高的氧气与氢离子含量,比土壤里面的含量都还要高,有更加严重的电化学腐蚀。
腐蚀与防护专业考研方向
腐蚀电化学、材料表面技术、防腐蚀工程。腐蚀科学与防护技术专业在金属材料腐蚀与防护专业内,以腐蚀机理与腐蚀防护方法及应用等为主要方向,考研方向有腐蚀电化学、材料表面技术、防腐蚀工程等,可在各类企业、科研院所从事金属材料的腐蚀防护机理、燃料电池、工程防腐方法及应用、涂料生产、涂装工艺、电化学等方面的研究和工程应用工作。
生产中常用的金属腐蚀防护措施
针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀,常用的方法有:
结构改变法
例如制造各种耐腐蚀的合金,如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。
保护层法
在金属表面覆盖保护层,使金属制品与周围腐蚀介质隔离,从而防止腐蚀。如:
(1)在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。
(2)用电镀、热镀、喷镀等方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻挡水和空气等对钢铁的腐蚀。(3)用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。
电化学保护法:利用原电池原理对金属进行保护,设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类,应用较多的是阴极保护法。
牺牲阳极保护:此法是将活泼金属(如锌或锌的合金)连接在被保护的金属上,当发生电化腐蚀时,这种活泼金属作为负极发生氧化反应,因而减小或防止被保护金属的腐蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等,例如水中钢铁闸门的保护,通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块。
外加电流保护
将被保护的金属和电源的负极连接,另选一块能导电的惰性材料接电源正极。通电后,使金属表面产生负电荷(电子)的聚积,因而抑制了金属失电子,而达到保护目的。此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法,即通过外加电压,使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。可有效地阻滞或防止金属设备在酸、碱、盐类中腐蚀。[1]
处理腐蚀介质
消除腐蚀介质,如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂或在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。
腐蚀与防护学会奖的级别
中国腐蚀与防护肖纪美学术奖”是中国腐蚀与防护学会颁发的最高学术奖励。奖励在腐蚀与防护科学与技术研究中做出原创性成果,对中国腐蚀与防护学科的发展做出重大贡献的腐蚀科学工作者。
中国腐蚀与防护师昌绪成就奖”是中国腐蚀与防护学会颁发的最高成就奖励。奖励在腐蚀与防护科学与技术研究中做出突出成就,或对中国腐蚀与防护教育事业及学科的发展做出重大贡献的腐蚀科技工作者。
金属腐蚀与防护意义 快
金属的腐蚀主要是和空气中的氧气和水发生了化学作用而生成表面的化合物质,防护是对金属表面进行处理,比如涂上一层防水材料、电化学防腐等.
金属遭到腐蚀后会影响其本身的强度以及妨碍其使用,每年由于金属腐蚀造成的损失是巨大的.防护的意义就显得很重要了.
金属的腐蚀与防护如何进行?
金属有许多优良的性质,例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。金属材料至今依然是最重要的结构材料,广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。金属制品在生产和使用的过程中,受到各种损坏,例如,机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。
金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。金属的腐蚀还有其他的表述。所谓环境是指和金属接触的物质。例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等以及生产生活用的原材料和产品。由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀,在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。金属发生腐蚀的部分,由单质变成化合物,致使生锈、开裂、穿孔、变脆等。因此,在绝大多数的情况下,金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。
金属腐蚀的分类
关于金属腐蚀有两大种分类方法:
1.按腐蚀的过程分,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀、非电解质对金属的腐蚀等。引起金属化学腐蚀的介质不能导电。电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏,在腐蚀过程中有电流产生。引起电化学腐蚀的介质都能导电。例如,金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程,而化学腐蚀没有这个特点。电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。
2.按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是指腐蚀分布于整个金属的表面。全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀;也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。尽管此种腐蚀的腐蚀量不大,但是由于其局部腐蚀速度很大,可造成设备的严重破坏,甚至爆炸,因此,其危害更大。金属在不同的环境条件下可以发生不同的局部腐蚀,例如孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀;干腐蚀和湿腐蚀等。
金属腐蚀的防护
当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看,除少数贵金属(如金、铂)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4.2%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。
金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质、把被保护金属与腐蚀介质隔开、或对金属进行表面处理、改善腐蚀环境以及电化学保护等。
一、改善金属的本质。
根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。
二、形成保护层。
在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法、物理方法和电化学方法实现的。
1.金属的磷化处理。钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。
磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5~20微米,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。
2.金属的氧化处理。将钢铁制品加到混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.5~1.5微米的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。
3.非金属涂层。用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。例如,船身、车厢、水桶等常涂油漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁、色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。
搪瓷是含硅量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。
4.金属保护层。它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。
热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如锌、锡、铅和铝等,热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。
三、改善腐蚀环境。
改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。
四、电化学保护法。
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
1.牺牲阳极保护法。牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电池,被保护金属作为阴极而得到保护。
牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。
2.外加电流法。将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。
金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害,但也可以利用腐蚀的原理为生产服务,发展腐蚀加工技术。例如,在电子工业上,广泛采用印刷电路。其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀,就可以得到线条清晰的印刷电路板。此外,还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术,比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好,分辨率更高。
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