金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)(公開課課件)

金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)歡迎來到金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)公開課！腐蝕概述金屬腐蝕是指金屬材料與周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的破壞現(xiàn)象。腐蝕是一種自然現(xiàn)象，在自然界中普遍存在，對(duì)金屬材料的性能和使用壽命造成嚴(yán)重影響。腐蝕的形式均勻腐蝕金屬表面均勻發(fā)生腐蝕，腐蝕速率較慢。局部腐蝕金屬表面局部發(fā)生腐蝕，腐蝕速率較快，危害性更大。穿孔腐蝕金屬表面形成穿孔，腐蝕速度極快。金屬腐蝕的電化學(xué)原理1電化學(xué)腐蝕2電極反應(yīng)3陽極反應(yīng)4陰極反應(yīng)5腐蝕電池金屬腐蝕的影響因素環(huán)境因素溫度、濕度、酸堿度等金屬本身因素金屬種類、純度、表面狀態(tài)等其他因素應(yīng)力、微生物等溶解壓力腐蝕金屬與溶液之間存在溶解壓力差，導(dǎo)致金屬離子進(jìn)入溶液，發(fā)生腐蝕。溶解壓力腐蝕是金屬腐蝕的基本形式之一，在酸性溶液中尤為明顯。電化學(xué)腐蝕1陽極反應(yīng)金屬原子失去電子，形成金屬離子。2陰極反應(yīng)溶液中的氫離子或氧氣獲得電子，形成氫氣或氫氧根離子。3腐蝕電池陽極和陰極之間形成電流回路，加速腐蝕過程。金屬的陽極極化1陽極極化是指金屬表面形成氧化膜，阻礙陽極反應(yīng)進(jìn)行。2陽極極化可降低腐蝕速率，但過度的陽極極化會(huì)導(dǎo)致鈍化，降低金屬的耐腐蝕性。金屬的陰極極化1陰極極化是指陰極反應(yīng)受到阻礙，降低陰極反應(yīng)速率。2陰極極化可降低腐蝕速率，但過度的陰極極化會(huì)導(dǎo)致腐蝕電池的電流密度減小，降低腐蝕速率。局部電池腐蝕差異腐蝕金屬表面存在微觀差異，形成局部電池，加速腐蝕。應(yīng)力腐蝕金屬表面存在應(yīng)力集中，形成局部電池，加速腐蝕?？p隙腐蝕金屬表面存在縫隙，縫隙內(nèi)溶液的成分與外界不同，形成局部電池，加速腐蝕?？p隙腐蝕是局部腐蝕的一種常見形式，通常發(fā)生在金屬的連接處、焊縫處等部位。應(yīng)力腐蝕應(yīng)力金屬材料受到外力作用，產(chǎn)生應(yīng)力。腐蝕環(huán)境金屬材料處于腐蝕性環(huán)境中。應(yīng)力腐蝕裂紋應(yīng)力與腐蝕共同作用，形成裂紋，導(dǎo)致金屬失效。微生物腐蝕細(xì)菌腐蝕細(xì)菌在金屬表面形成生物膜，加速腐蝕。真菌腐蝕真菌分泌有機(jī)酸，腐蝕金屬。藻類腐蝕藻類在金屬表面生長(zhǎng)，形成生物膜，加速腐蝕。高溫腐蝕1氧化金屬與氧氣反應(yīng)，形成氧化物。2硫化金屬與硫化物反應(yīng)，形成硫化物。3碳化金屬與碳反應(yīng)，形成碳化物。腐蝕的危害1設(shè)備失效腐蝕導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)效率。2安全事故腐蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，引發(fā)安全事故。3環(huán)境污染腐蝕產(chǎn)物污染環(huán)境，造成生態(tài)破壞。腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失腐蝕造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，每年全球的腐蝕損失高達(dá)數(shù)萬億美元。腐蝕不僅影響生產(chǎn)，還導(dǎo)致資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。腐蝕預(yù)防的重要性腐蝕的防護(hù)措施陰極保護(hù)通過外加電流，使金屬成為陰極，減緩腐蝕。陽極保護(hù)通過外加電流，使金屬表面形成致密的氧化膜，阻止腐蝕?；瘜W(xué)抑制劑保護(hù)在腐蝕環(huán)境中添加化學(xué)物質(zhì)，抑制腐蝕反應(yīng)。陰極保護(hù)犧牲陽極法使用電位更負(fù)的金屬作為犧牲陽極，保護(hù)被保護(hù)金屬。外加電流法通過外加直流電源，使被保護(hù)金屬成為陰極，減緩腐蝕。陽極保護(hù)通過外加電流，使金屬表面形成致密的氧化膜，阻止腐蝕。陽極保護(hù)適用于具有鈍化特性的金屬，例如不銹鋼、鈦等。化學(xué)抑制劑保護(hù)緩蝕劑在腐蝕環(huán)境中添加緩蝕劑，抑制腐蝕反應(yīng)。脫氧劑在腐蝕環(huán)境中添加脫氧劑，去除溶解氧，抑制腐蝕。殺菌劑在腐蝕環(huán)境中添加殺菌劑，殺死微生物，抑制微生物腐蝕。涂層防護(hù)有機(jī)涂層油漆、樹脂等涂層，隔離金屬與腐蝕環(huán)境。無機(jī)涂層陶瓷、玻璃等涂層，具有耐高溫、耐腐蝕的特性。金屬涂層鍍鋅、鍍鉻等金屬涂層，保護(hù)金屬表面。金屬表面處理1機(jī)械加工打磨、拋光等，提高金屬表面光潔度，減緩腐蝕。2化學(xué)處理酸洗、堿洗等，去除金屬表面氧化物，提高耐腐蝕性。3電化學(xué)處理電鍍、陽極氧化等，在金屬表面形成保護(hù)層，提高耐腐蝕性。合金選擇1選擇具有良好耐腐蝕性的合金，例如不銹鋼、耐酸合金等。2根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境選擇合適的合金，提高金屬的耐腐蝕性能。工藝設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu)，避免應(yīng)力集中，降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。工藝控制嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝，防止腐蝕性物質(zhì)的引入，減少腐蝕發(fā)生。環(huán)境控制控制環(huán)境溫度、濕度，減少腐蝕性物質(zhì)的濃度，降低腐蝕速率。對(duì)腐蝕性環(huán)境進(jìn)行處理，例如通風(fēng)、除塵、中和等，減少腐蝕發(fā)生。維修與保養(yǎng)1定期檢查定期檢查金屬設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。2及時(shí)維修對(duì)腐蝕部位進(jìn)行及時(shí)維修，防止腐蝕進(jìn)一步發(fā)展。3更換部件對(duì)腐蝕嚴(yán)重的部分進(jìn)行更換，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。腐蝕事故分析事故原因分析分析腐蝕事故的原因，找到腐蝕發(fā)生的根本原因。預(yù)防措施制定針對(duì)事故原因，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，防止類似事故再次發(fā)生。腐蝕監(jiān)測(cè)與檢測(cè)在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)金屬設(shè)備的腐蝕情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕問題。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)對(duì)金屬材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，評(píng)估材料的耐腐蝕性能。腐蝕管理體系制定標(biāo)準(zhǔn)制定腐