材料腐蝕與防護(hù)習(xí)題

1、第一章 高溫氧化金屬的氧化 ：金屬與氧化性介質(zhì)反應(yīng)生成氧化物的過(guò)程影響因素： 內(nèi)在的因素：金屬成分，金屬微觀結(jié)構(gòu)，表面處理狀態(tài)等 外在的因素：溫度，氣體成分，壓力，流速等。 研究方法： 熱力學(xué) : 高溫環(huán)境中反應(yīng)的可能性。 動(dòng)力學(xué) ：氧化反應(yīng)的規(guī)律與速度。熱力學(xué)基本原理 M + O2 = MO2 G=G0+RTlnK Vant Hoff等溫方程式G0-T 圖 （1）讀出任意溫度下金屬氧化反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化值 （2）判斷各種金屬氧化物的化學(xué)穩(wěn)定性 （3）預(yù)測(cè)金屬元素在不同氣氛中氧化的可能性 Ellingham-Richardson圖優(yōu)點(diǎn)：可方便地判斷在不同溫度和氧分壓下純金屬發(fā)生氧化反應(yīng)并生成

2、單一氧化物的可能性。缺點(diǎn)：不能處理實(shí)際的復(fù)雜情況。(1 氣氛復(fù)雜,包含兩種或兩種以上的反應(yīng)元素。(2 實(shí)用金屬材料多數(shù)為合金，所含金屬元素的種類和百分含量不同。(3 一種純金屬可能形成多種氧化物。(4 氧化物也不完全都是凝聚相(如揮發(fā)性氧化物。(5 腐蝕產(chǎn)物相間存在互溶和反應(yīng)。1、 動(dòng)力學(xué)測(cè)量方法氧化速度的表征：（1）金屬的消耗量（2）氧的消耗量（3）生成的氧化物的量氧的消耗量1重量法 I. 不連續(xù)稱重法 II. 連續(xù)稱重法 熱天平2容量法 3壓力法 2、氧化的動(dòng)力學(xué)規(guī)律 直線規(guī)律y = k t 拋物線規(guī)律 y2=2kt 立方規(guī)律 y3 = 3kt 對(duì)數(shù)規(guī)律 y=kln(t+c1+c2 反對(duì)數(shù)

3、規(guī)律 1/y=c -klnt 3. 拋物線速度常數(shù)的影響因素(1 、溫度的影響(2 氧分壓的影響 (3 擴(kuò)散系數(shù)的影響 (4 合金成分的影響 合金發(fā)生內(nèi)氧化具備的必要條件: (1 基體金屬對(duì)氧有一定的溶解度;(2 BOb的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能必須比基體金屬氧化物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能更負(fù);(3 氧化反應(yīng)的自由能變化必須是負(fù)的;(4 合金的溶質(zhì)濃度必須低于某一臨界值1、Fe的氧化純鐵在570oC以上氧化時(shí)，生成FeO、Fe2O3、Fe3O4三層氧化膜，在570oC以下氧化時(shí)，生成Fe2O3、Fe3O4兩層氧化膜，熱腐蝕 是金屬材料在高溫含硫的燃?xì)夤ぷ鳁l件下與沉積在其表面的鹽發(fā)生反應(yīng)而引起的高溫腐蝕形態(tài)。 三

4、、熱腐蝕影響因素及控制措施1 影響因素 （1）合金成分（2）溫度可以以不同的方式影響熱腐蝕過(guò)程。 （3）氣體成分（4）鹽成分與沉積速度（5）其它因素2 控制措施 (1 控制環(huán)境中的鹽和其它雜質(zhì)的含量(2 選擇適當(dāng)?shù)目篃岣g的合金Cr; Al; W、Mo; Co、Ta; Ti、Nb、Si; 稀土元素(3 合金表面施加防護(hù)涂層1.5 高溫氧化防護(hù)涂層1、 擴(kuò)散涂層（Diffusion coatings）2、 覆蓋涂層（Overlay coatings） 第二章 金屬的電化學(xué)腐蝕通常規(guī)定凡是進(jìn)行氧化反應(yīng)的電極稱為陽(yáng)極；進(jìn)行還原反應(yīng)的電極就叫做陰極。由此表明，作為一個(gè)腐蝕電池，它必需包括陰極、陽(yáng)極、電

5、解質(zhì)溶液和電路四個(gè)不可分割的部分。而腐蝕原電池的工作歷程主要由下列三個(gè)基本過(guò)程組成：1、 陽(yáng)極過(guò)程： 金屬溶解，以離子的形式進(jìn)入溶液，并把當(dāng)量的電子留在金屬上；2、陰極過(guò)程： 從陽(yáng)極過(guò)來(lái)的電子被電解質(zhì)溶液中能夠吸收電子的氧化性物質(zhì)所接受；3、電流的流動(dòng)：金屬部分：電子由陽(yáng)極流向陰極；溶液部分：正離子由陽(yáng)極向陰極遷移。4、腐蝕電池的類型可以把腐蝕電池分為兩大類：宏觀腐蝕電池和微觀腐蝕電池一、宏觀腐蝕電池1）、異金屬接觸電池2）、濃差電池3）、溫差電池二、微觀腐蝕電池在金屬表面上由于存在許多極微小的電極而形成的電池稱為微電池。微電池是因金屬表面的電化學(xué)的不均勻性所引起的1、金屬化學(xué)成分的不均勻性2

6、、組織結(jié)構(gòu)的不均勻性3、物理狀態(tài)的不均勻性4、金屬表面膜的不完整性當(dāng)參與電極反應(yīng)的各組分活度(或分壓都等于1，溫度規(guī)定為25C，這種狀態(tài)稱為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，此時(shí)，平衡電位Ee等于E0，故E0稱為 標(biāo)準(zhǔn)電位。由于通過(guò)電流而引起原電池兩極間電位差減小并因而引起電池工作電流強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，稱為原電池的 極化作用。當(dāng)通過(guò)電流時(shí)陽(yáng)極電位向正的方向移動(dòng)的現(xiàn)象，稱為陽(yáng)極極化。當(dāng)通過(guò)電流時(shí)陰極電位向負(fù)的方向移動(dòng)的現(xiàn)象，稱為陰極極化。消除或減弱陽(yáng)極和陰極的極化作用的電極過(guò)程稱為去極化作用或去極化過(guò)程根據(jù)控制步驟的不同，可將極化分為兩類：電化學(xué)極化和濃度極化極化分類：電化學(xué)極化：電子轉(zhuǎn)移步驟最慢為控制步驟所導(dǎo)致濃度極化

7、：電子轉(zhuǎn)移步驟快，而反應(yīng)物從溶液相中向電極表面運(yùn)動(dòng)成產(chǎn)物自由電極表面向溶液相內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的液相傳質(zhì)成為控制步驟電阻極化：電流通過(guò)電解質(zhì)溶液和電極表面的某種類型膜而產(chǎn)生的歐姆降。產(chǎn)生陽(yáng)極極化的原因：1、陽(yáng)極的電化學(xué)極化2、陽(yáng)極的濃度極化3、陽(yáng)極的電阻極化。 析氫腐蝕 以氫離子作為去極化劑的腐蝕過(guò)程，稱為氫離子去極化腐蝕吸氧腐蝕 以氧作為去極化劑的腐蝕過(guò)程，稱為氧去極化腐蝕氫去極化腐蝕的特征1、陰極反應(yīng)的濃度極化小,一般可以忽略。2、與溶液PH值關(guān)系很大。3、與金屬材料的本質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)。4、與陰極面積有關(guān)。5、與溫度有關(guān)。三、提高氫過(guò)電位措施1、加入析氫過(guò)電位高的合金元素；2、提高金屬的純度，消除

8、或減少雜質(zhì)；3、加入陰極緩蝕劑，如在酸性溶液中加入As、Sb、Hg、鹽。從活態(tài)向鈍態(tài)的轉(zhuǎn)變叫做鈍化二、影響鈍化的因素1、  金屬材料2、環(huán)境3、溫度 4、 金屬表面在空氣中形成的氧化物膜對(duì)鈍化有利5、 有許多因素能夠破壞金屬的鈍態(tài)，使金屬活化。這些因素包括：活性離子(特別是氯離子和還原性氣體(如氫，非氧化性酸(如鹽酸，堿溶液(能破壞兩性金屬如鋁的鈍態(tài)，陰極極化，機(jī)械磨損。 三、鈍化體系的極化曲線陽(yáng)極鈍化的陽(yáng)極極化曲線 （1）AB段，稱為活性溶解區(qū)陽(yáng)極反應(yīng)式 如 Fe Fe2+ + 2e（2）BC段，稱為鈍化過(guò)渡區(qū)陽(yáng)極反應(yīng)式 如 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 8H+ + 8e

9、（3）CD段，稱為穩(wěn)定鈍化區(qū)，簡(jiǎn)稱鈍化區(qū) 陽(yáng)極反應(yīng)式如 2Fe + 3H2O Fe2O3 + 6H+ + 6e（4）DE段，稱為過(guò)鈍化區(qū)陽(yáng)極反應(yīng) 4OH- O2 + 2H2O + 4e 五、鈍化理論1、 成相膜理論2、吸附理論第三章 全面腐蝕與局部腐蝕如果腐蝕是在整個(gè)金屬表面上進(jìn)行，則稱為全面腐蝕(General Corrosion如果腐蝕只集中在金屬表面局部特定部位進(jìn)行，其余大部分幾乎不腐蝕，這種類型的腐蝕稱之為局部腐蝕(Localized Corrosion金屬的大部分表面不發(fā)生腐蝕或腐蝕很輕微，但局部地方出現(xiàn)腐蝕小孔并向深處發(fā)展的現(xiàn)象，稱為小孔腐蝕或點(diǎn)蝕。二、小孔腐蝕特征: 1

10、、蝕孔小而深，具有深挖特征2、一般蝕孔口有腐蝕產(chǎn)物覆蓋3、存在誘導(dǎo)期4、孔蝕位置不可預(yù)測(cè)5、在易鈍化的金屬上易發(fā)生三、孔蝕機(jī)理1、鈍態(tài)金屬：鈍化膜溶解與修復(fù)動(dòng)態(tài)平衡2、溶解與修復(fù)平衡被活性陰離子破壞溶解與修復(fù)處于動(dòng)態(tài)平衡，但是在活性陰離子的環(huán)境中，氧容易被排擠掉，這種平衡就會(huì)被打破，形成可溶性氯化物，這樣會(huì)在新露出的基底金屬的特定點(diǎn)上生成小蝕坑（孔蝕核）3、孔蝕核發(fā)展成蝕孔：蝕核形成后，若再鈍化的阻力小，就不能形成蝕孔；若氧化劑（FeCl3促進(jìn)陽(yáng)極氧化過(guò)程，使得金屬的腐蝕電位上升至孔蝕臨界電位上，就形成蝕孔。4、蝕核形成的位置：蝕核一般會(huì)在表面的傷痕處、露頭位錯(cuò)，內(nèi)部夾雜物處優(yōu)先形成。四、影響

11、小孔腐蝕的因素:金屬的性質(zhì) 腐蝕性介質(zhì) 電位與pH值 流動(dòng)狀態(tài)五、孔蝕的防護(hù)與控制措施改善介質(zhì)環(huán)境 緩蝕劑的應(yīng)用 電化學(xué)保護(hù) 合理選擇耐蝕材料3.3、縫隙腐蝕金屬部件在介質(zhì)中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙（其寬度一般為0.025一0.1mm）足以使介質(zhì)進(jìn)入縫隙內(nèi)而又使這些介質(zhì)處于停滯狀態(tài)、引起縫內(nèi)金屬的加速腐蝕，這種腐蝕稱為縫隙腐蝕。 3、縫隙腐蝕的機(jī)理目前，大家較能接受的機(jī)理是，縫隙腐蝕的起因是氧濃差電池的作用，而閉塞電池引起的酸化自摧化作用是造成縫隙腐蝕加速進(jìn)行的根本原因。4、影響因素1. 縫隙寬度:它對(duì)縫隙腐蝕深度和速率有較大影響?？p隙內(nèi)速率隨縫隙外面積增大而加快。2

12、.氧濃度影響:溶液中氧濃度增加，縫隙外的氧在陰極上還原反應(yīng)更易進(jìn)行，縫隙腐蝕加速。溶解氧小于0.5ppm時(shí)，有可能不引起縫隙腐蝕。3.溫度影響:一般而言，溫度升高會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)極反應(yīng)加快，腐蝕速度增加，愈易引起縫隙腐蝕。4.流速影響:腐蝕液流速的影響可分為兩種情況。當(dāng)流速增加時(shí)，縫隙外含氧雖相應(yīng)增加，縫隙腐蝕速度加快；另一種情況，流速加大時(shí)，可把沉積物沖掉，閉塞電池不易形成，從而減輕縫隙腐蝕。3.4、晶間腐蝕定義：沿著或緊挨著金屬的晶粒邊界發(fā)生的腐蝕稱為晶間腐蝕敏化熱處理 不銹鋼的晶間腐蝕常常是在受到不正確的熱處理以后發(fā)生的，使不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕傾向的熱處理叫做敏化熱處理。奧氏體不銹鋼的敏化熱處理范

13、圍為450C850C。鐵素體不銹鋼的敏化溫度在900C以上，而在700-800C退火可以消除晶間腐蝕傾向。 TTS曲線敏化處理對(duì)不銹鋼晶間腐蝕的影響，與加熱溫度、加熱時(shí)間都有關(guān)系。將處理后的試樣進(jìn)行試驗(yàn)，把結(jié)果表示在以加熱溫度(T和加熱時(shí)間(T為縱、橫坐標(biāo)的圖上，發(fā)生晶間腐蝕的區(qū)域的邊界稱為T(mén)TS曲線(S表示晶間腐蝕敏感性。 TTS曲線清楚地表明被試驗(yàn)不銹鋼敏化處理的溫度和時(shí)間范圍。晶間腐蝕機(jī)理1、貧鉻理論固溶處理：把鋼加熱到1050-1150 oC后進(jìn)行淬火，目的獲得均相固溶相。3.7、應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕破裂是指金屬材料在固定拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下所引起的破裂，簡(jiǎn)稱應(yīng)力腐蝕，英語(yǔ)縮寫(xiě)是S

14、CC應(yīng)力腐蝕破裂可看成電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力的機(jī)械破壞互相促進(jìn)的結(jié)果。控制脆性斷裂的途徑有兩種，一是從內(nèi)因入手，合理選材；二是從外因入手，控制應(yīng)力，控制介質(zhì)或控制電位等辦法 1.選用耐蝕材料2.控制應(yīng)力3.減弱介質(zhì)的浸蝕性第四章 金屬在各種環(huán)境中的腐蝕Ø I區(qū)為金屬表面上有幾個(gè)分子層厚的吸附水膜，沒(méi)有形成連續(xù)的電解液，相當(dāng)于“干氧化”狀態(tài)，發(fā)生純化學(xué)腐蝕。Ø II區(qū)對(duì)應(yīng)于“潮大氣腐蝕”狀態(tài)，出于電解液膜的存在，開(kāi)始了電化學(xué)腐蝕過(guò)程腐蝕速度急劇增加。Ø III區(qū)為可見(jiàn)的液膜層，III區(qū)相當(dāng)于“濕大氣腐蝕”。隨著液膜厚度進(jìn)一步增加，氧的擴(kuò)散變得困難，因而腐蝕速度也相應(yīng)降低。

15、液膜更厚就進(jìn)入IV區(qū)，這與浸泡在液體中的腐蝕相同。Ø 一般環(huán)境的大氣腐蝕大多是在II、III區(qū)進(jìn)行的，隨著氣候條件和相應(yīng)的金屬表面狀態(tài)的變化，各種腐蝕形式可以互相轉(zhuǎn)換。大氣腐蝕的三種類型(1干的大氣腐蝕 當(dāng)空氣十分干燥，金屬表面上不存在水膜金屬的腐蝕屬于常溫氧化。 (2 潮的大氣腐蝕 當(dāng)Rh<100%，在金屬表面上存在肉眼不可見(jiàn)的薄液膜，隨水膜厚度增加,V-迅速增大。(3 濕的大氣腐蝕 當(dāng)Rh100%，金屬表面上形成肉眼可見(jiàn)的水膜，隨水膜厚度增加， V-逐漸減小。 大氣腐蝕的特點(diǎn) 氧分子還原反應(yīng)速度較大，成為主要的陰極過(guò)程。即使液膜呈酸性，氧分子還原反應(yīng)仍占陰極過(guò)程的主要地位。

16、 在薄的液膜下氧容易到達(dá)金屬表面，有利于金屬鈍化；潮的大氣腐蝕受陽(yáng)極極化控制，濕的大氣腐蝕受陰極極化控制 由于水膜薄，腐蝕過(guò)程的產(chǎn)物仍留在水膜中，因此腐蝕產(chǎn)物的性質(zhì)對(duì)大氣腐蝕過(guò)程有重要影響。 大氣腐蝕的影響因素（1）氣候條件：濕度 ；降水量 ；溫度 ；日照量 （2）大氣污染物質(zhì) SO2 ：能強(qiáng)烈促進(jìn)鋼鐵的大氣腐蝕 鹽粒 ：溶解于金屬表面水膜，增加吸濕性和導(dǎo)電性，氯離子還具有強(qiáng)腐蝕性。煙塵 ：煙塵落在金屬表面，能吸附腐蝕性物質(zhì)(如炭粒，或者在金屬表面上形成縫隙，增加水汽凝聚(如硅質(zhì)顆粒。 海水的組成和性質(zhì) 海水近似看做3%或3.5%的氯化鈉溶液。幾乎含有地殼中所有的自然狀態(tài)的元素。海水的pH值在

17、7.2 8.6，呈微堿性。海水的溫度在 2 35C之間。船舶和海洋設(shè)施的保護(hù)（1）低合金海水用鋼比碳鋼腐蝕情況好（2）設(shè)計(jì)和施工 在選材、設(shè)計(jì)和施工中要避免造成電偶腐蝕和縫隙腐蝕。與高流速海水接觸的設(shè)備(泵、推進(jìn)器、海水冷卻器等要避免湍流腐蝕和空泡腐蝕 （3）涂料保護(hù)（4）陰極保護(hù)陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合應(yīng)用是最有效的防護(hù)方法?，F(xiàn)在海洋船舶、軍舶普遍采用這種防護(hù)方法。 影響土壤腐蝕性的因素主要因素有：含水量、含鹽量、pH值、電阻率。 Ø 土壤含水量既影響土壤導(dǎo)電性又影響含氧量。 Ø 氧的含量對(duì)金屬的土壤腐蝕有很大影響。Ø 土壤愈干燥，含鹽量愈少，土壤電阻率愈大；土壤愈潮

18、濕，含鹽量愈多，土壤電阻率就愈小，隨電阻率減小，土壤腐蝕性增強(qiáng)。 Ø pH值愈低，土壤腐蝕性愈強(qiáng)。 4.4、金屬在工業(yè)環(huán)境中的腐蝕4.4.1、酸介質(zhì)中的腐蝕酸是一類能在水溶液中電離，并有H3O+生成的化合物的總稱。酸的強(qiáng)弱決定于它們?cè)谙嗤瑮l件下離解度的大小。鹽酸、硫酸、硝酸屬于強(qiáng)酸，而醋酸、硼酸、碳酸等為弱酸。金屬在酸溶液中的腐蝕情況，要視其是氧化性還是非氧化性酸而具有不同的規(guī)律。非氧化性酸的特點(diǎn)是腐蝕的陰極過(guò)程純粹為氫的去極化過(guò)程。腐蝕速度隨氫濃度的增加而上升。氧化性酸的特點(diǎn)是陰極過(guò)程主要為氧化劑的還原過(guò)程。在一定范圍內(nèi)，隨氧化性酸濃度的增加，加速氧化劑的陰極還原過(guò)程使腐蝕加速。而

19、當(dāng)酸濃度超過(guò)某一臨界值時(shí)，使金屬發(fā)生鈍化，腐蝕速度下降。但是理性的把酸劃分為氧化性的和非氧化性的是不恰當(dāng)?shù)?。因?yàn)橛行┧幔缦跛?，是典型的氧化性酸，但?dāng)濃度不高時(shí)，都和非氧化性酸一樣，屬于氫的去極化腐蝕 。（2）影響因素a.金屬本質(zhì)的影響。b.介質(zhì)的影響。C.溫度的影響。3金屬在硫酸中的腐蝕在稀硫酸中，腐蝕速度隨硫酸濃度的增大而增加，當(dāng)H2SO4達(dá)到50時(shí)，由于鈍化作用，腐蝕速度迅速下降，最后達(dá)到最低值。但酸濃度超過(guò)100以后，隨過(guò)剩SO3含量的增加，腐蝕速度又開(kāi)始增大。在一定濃度時(shí)出現(xiàn)第二個(gè)最大值，SO3含量繼續(xù)增加，腐蝕速度又下降。 第六章 材料的防護(hù)在生產(chǎn)實(shí)踐中用得最多的防腐蝕技術(shù)大致可分

20、為如下幾類：1、合理選材。根據(jù)不同介質(zhì)和使用條件，選用合適的金屬材料和非金屬材料；2、陰極保護(hù)。利用金屬電化學(xué)腐蝕原理，將被保護(hù)金屬設(shè)備進(jìn)行外加陰極極化以降低或防止金屬腐蝕；3、陽(yáng)極保護(hù)。對(duì)于鈍化溶液和易鈍化金屬組成的腐蝕體系，可以采用外加陽(yáng)極電流的辦法，使被保護(hù)金屬設(shè)備進(jìn)行陽(yáng)極鈍化以降低金屬腐蝕； 4、介質(zhì)處理。包括去除介質(zhì)中促進(jìn)腐蝕的有害成分，調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH值及改變介質(zhì)的溫度等；5、添加緩蝕劑。往介質(zhì)中添加少量能阻止或減緩金屬腐蝕的物質(zhì)以保護(hù)金屬；6、金屬表面覆蓋層。在金屬表面噴、襯、滲、鍍、涂上一層耐蝕性較好的金屬或非金屬物質(zhì)以及將金屬進(jìn)行磷化、氧化處理，使被保護(hù)金屬表面與介質(zhì)機(jī)械隔離而

21、降低金屬腐蝕；7、合理的防腐蝕設(shè)計(jì)及改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程以減輕或防止金屬的腐蝕。 6.1.1、陰極保護(hù)將被保護(hù)金屬進(jìn)行外加陰極極化以減小或防止金屬腐蝕的方法叫作陰極保護(hù)法。外加陰極極化可以采用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。1、將被保護(hù)金屬與直流電源的負(fù)極相連，利用外加陰極電流進(jìn)行陰極極化如圖1所示。這種方法稱為外加電流陰極保護(hù)法。2、在被保護(hù)設(shè)備上連接一個(gè)電位更負(fù)的金屬作陽(yáng)極，它與被保護(hù)金屬在電解質(zhì)溶液中形成大電池，而使設(shè)備進(jìn)行陰極極化，這種方法稱為犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。 二、  陰極保護(hù)的基本控制參數(shù)1、 最小保護(hù)電位要使金屬達(dá)到完全保護(hù)，必須將金屬加以陰極極化，使它的總電位達(dá)到其腐蝕微電池陽(yáng)極的平衡電位

22、。這時(shí)的電位稱為最小保護(hù)電位。2、 最小保護(hù)電流密度使金屬得到完全保護(hù)時(shí)所需的電流密度稱為最小保護(hù)電流密度。 三、  陰極保護(hù)的應(yīng)用范圍陰極保護(hù)的效果很好，而且簡(jiǎn)單易行，目前在地下輸油及輸氣管線、地下電纜、艦船、海上采油平臺(tái)、水閘、碼頭等方面已廣泛采用。一般來(lái)說(shuō)，金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行陰極保護(hù)時(shí)要考慮到以下幾方面的因素。1、 腐蝕介質(zhì)必須是能導(dǎo)電的，并且要有足夠的量以便能建立連續(xù)的電路。2、金屬材料在所處的介質(zhì)中要容易進(jìn)行陰極極化，否則耗電量大，不宜于進(jìn)行陰極保護(hù)。3、被保護(hù)設(shè)備的形狀、結(jié)構(gòu)不要太復(fù)雜。否則可能產(chǎn)生 “遮蔽現(xiàn)象”，使金屬表面電流分布不均勻。 五、外加電流陰極

23、保護(hù)外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的主要組成部分有輔助陽(yáng)極、直流電源以及測(cè)量和控制保護(hù)電位的參比電極。六犧牲陽(yáng)極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極保護(hù)是在被保護(hù)的金屬上連接一個(gè)電位較負(fù)的金屬作為陽(yáng)極，它與被保護(hù)金屬在電解液中形成一個(gè)大電池。電流由陽(yáng)極經(jīng)過(guò)電解液而流入金屬設(shè)備，并使金屬設(shè)備陰極極化而得到保護(hù)。犧牲陽(yáng)極保護(hù)的原理與外加電流陰極保護(hù)一樣，都是利用外加陰極極化來(lái)使金屬腐蝕減緩。但后者是依靠外加直流電源的電流來(lái)進(jìn)行極化，而犧牲陽(yáng)極保護(hù)則是借助于犧牲陽(yáng)極與被保護(hù)的金屬之間有較大的電位差所產(chǎn)生的電流來(lái)達(dá)到極化的目的。犧牲陽(yáng)極保護(hù)由于不需要外加電源，不會(huì)干擾鄰近設(shè)施，電流的分散能力好，設(shè)備簡(jiǎn)單七、犧牲陽(yáng)極保護(hù)法與外加電流陰

24、極保護(hù)法的比較外加電流陰極保護(hù)法的優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)節(jié)電流和電壓，適用范圍廣，可用于要求大電流的情況，在使用不溶性陽(yáng)極時(shí)裝置耐久。其缺點(diǎn)是需要經(jīng)常的操作費(fèi)用，必須經(jīng)常維護(hù)檢修，要有直流電源設(shè)備，當(dāng)附近有其他結(jié)構(gòu)時(shí)可能產(chǎn)生干擾腐蝕。犧牲陽(yáng)極保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是不用外加電流，故適用于電源困難的場(chǎng)合，施工簡(jiǎn)單，管理方便，對(duì)附近設(shè)備沒(méi)有干擾，適用于需要保護(hù)的場(chǎng)合。其缺點(diǎn)是能產(chǎn)生的有效電位差及輸出電流量都是有限的，只適用于需要小電流的場(chǎng)合；調(diào)節(jié)電流困難，陽(yáng)極消耗大，需定期更換。 八聯(lián)合保護(hù)1、陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合防腐蝕2、   陰極保護(hù)與緩蝕劑聯(lián)合防腐蝕一、 陽(yáng)極保護(hù)的基本原理陽(yáng)極保護(hù)的基

25、本原理，就是將金屬進(jìn)行陽(yáng)極極化，使其進(jìn)入鈍化區(qū)而得到保護(hù)。二陽(yáng)極保護(hù)的主要參數(shù)1、 致鈍電流密度 ，希望致鈍電流密度越小越好。這樣就可以選用小容量的電源設(shè)備，減少設(shè)備投資和耗電量，同時(shí)也減少致鈍過(guò)程中設(shè)備的陽(yáng)極溶解。并且設(shè)備也比較容易達(dá)到鈍態(tài)。2、維鈍電流密度 ，維鈍電流密度代表著陽(yáng)極保護(hù)時(shí)金屬的腐蝕速度。3、鈍化區(qū)電位范圍 ，鈍化區(qū)電位范圍越寬越好。鈍化區(qū)電位范圍寬，電位就允許在較大的數(shù)值范圍內(nèi)波動(dòng)而不致發(fā)生進(jìn)入活化區(qū)的危險(xiǎn)。這樣，對(duì)控制電位的電器設(shè)備和參比電極的要求就可不必太高。4、最佳保護(hù)電位 ，陽(yáng)極處于這一電位時(shí)，維鈍電流密度及雙層電容量最小，表面膜電阻值最大，鈍化膜最致密，

26、保護(hù)效果最好。 6.2、緩蝕劑在腐蝕環(huán)境中，通過(guò)添加少量能阻止或減緩金屬腐蝕速度的物質(zhì)以保護(hù)金屬的方法，稱緩蝕劑保護(hù)。緩蝕劑的保護(hù)效果與腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、溫度、流動(dòng)狀態(tài)、被保護(hù)材料的種類和性質(zhì)，以及緩蝕劑本身的種類和劑量等有著密切的關(guān)系。2、按緩蝕劑所形成的保護(hù)膜特征劃分根據(jù)緩蝕劑在保護(hù)過(guò)程中所形成的保護(hù)膜性質(zhì)，可將 緩蝕劑分為如下三類。A氧化膜型緩蝕劑(鈍化劑： 如鉻酸鹽使表面形成致密、附著力強(qiáng)的氧化膜，用量不足會(huì)加速腐蝕；B沉淀膜型緩蝕劑：如聚鄰酸鈉與有關(guān)離子形成防蝕性的沉淀膜，膜可能較厚。C、吸附膜型緩蝕劑：有物理吸附型如胺類、 硫醇、硫脲通過(guò)物理吸附而緩蝕，化學(xué)吸附型如吡啶衍生物、 苯胺

27、衍生物、 環(huán)狀亞胺等。 3、 其它分類方法按用途的不同，可將緩蝕劑分為冷卻水緩蝕劑、油氣井緩蝕劑、酸洗緩蝕劑、石油化工工藝緩蝕劑、氣相緩蝕劑、鍋爐緩蝕劑等；按化學(xué)組成可將緩蝕劑分為無(wú)機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑；按使用時(shí)的相態(tài)可將緩蝕劑分為氣相緩蝕劑、液相緩蝕劑、固相緩蝕劑等；按被保護(hù)金屬種類的不同，可將緩蝕劑分為鋼鐵緩蝕劑、銅即銅合金緩蝕劑、鋁及鋁合金緩蝕劑等；按緩蝕劑的溶解性能可分為油溶性緩蝕劑和水溶性緩蝕劑等；按使用介質(zhì)的pH值可分為酸性介質(zhì)中的緩蝕劑、中性介質(zhì)中的緩蝕劑和堿性介質(zhì)中的緩蝕劑等。 2、沉淀膜型緩蝕劑的作用機(jī)理這是能在金屬表面形成防腐蝕沉淀膜的緩蝕劑。沉淀膜可以由緩蝕劑的相互作用形

28、成，也可由緩蝕劑與腐蝕介質(zhì)中存在的金屬離子反應(yīng)形成。沉淀膜的厚度比氧化膜型緩蝕劑的鈍化膜要厚，一般有幾百到一千埃。由于沉淀膜電阻大，并能使金屬與腐蝕介質(zhì)相互隔開(kāi)，因而可以抑制金屬的腐蝕。3、吸附膜型緩蝕劑的作用機(jī)理能形成吸附膜的緩蝕劑大多是有機(jī)緩蝕劑，因而在討論緩蝕劑的吸附理論時(shí)，主要考慮有機(jī)緩蝕劑。吸附膜型緩蝕劑是通過(guò)緩蝕劑分子上極性基團(tuán)的物理吸附作用，使緩蝕劑吸附在金屬表面。這樣，一方面改變金屬表面的電荷狀態(tài)和界面性質(zhì)，使金屬表面的能量狀態(tài)趨于穩(wěn)定化，從而增加腐蝕反應(yīng)的活化能，使腐蝕速度減慢；另一方面被吸附的緩蝕劑上的非極性基團(tuán)，尚能在金屬表面形成一層疏水性保護(hù)膜，阻礙著與腐蝕反應(yīng)有關(guān)的電

29、荷或物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，因而也使腐蝕速度減小。 三、 緩蝕作用的影響因素1、濃度的影響緩蝕劑濃度對(duì)金屬腐蝕速度的影響，大致有三種情況：a、緩蝕效率隨緩蝕劑濃度的增加而增加。b、緩蝕劑的緩蝕效率與濃度的關(guān)系有極值。c、當(dāng)緩蝕劑用量不足時(shí)，不但起不到緩蝕作用，反而會(huì)加速金屬的腐蝕或引起孔蝕2、  溫度的影響溫度對(duì)緩蝕效果的影響也有下列三種情況：a、在較低溫度范圍內(nèi)緩蝕效果很好，當(dāng)溫度升高時(shí)，緩蝕效率便顯著的下降。b、在一定溫度范圍內(nèi)對(duì)緩蝕效果影響不大，但超過(guò)某溫度時(shí)卻使緩蝕效果顯著降低。c、 隨著溫度的升高，緩蝕效率也增高。3、 流動(dòng)速度的影響腐蝕介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)緩蝕劑的使用效果也有相當(dāng)大的影響。大致有下面三種情況：a、 流速加快時(shí)，緩蝕效率降低。b、 流速增加時(shí)，緩蝕效率提高。c、介質(zhì)流速對(duì)緩蝕效率的影響，在不同使用濃度時(shí)還會(huì)出現(xiàn)相反的變化。 6.3、金屬表面覆蓋層為了達(dá)到防護(hù)的目的，金屬覆蓋層必須具備一定的性質(zhì)，其基本要求如下：1、 覆蓋層本身在介質(zhì)中耐蝕，與基體金屬結(jié)合牢固，附