腐蚀与防护-第7章-腐蚀控制方法课件.ppt

1、第六章第六章 腐蚀控制方法腐蚀控制方法主要内容主要内容l 重点掌握阴极保护和阳极保护重点掌握阴极保护和阳极保护l 熟悉联合防腐措施熟悉联合防腐措施l 了解衬里、涂料、镀层、缓蚀剂等防腐方法了解衬里、涂料、镀层、缓蚀剂等防腐方法 1 目前工程上常用的几种方法：目前工程上常用的几种方法：l 金属或非金属材料涂层金属或非金属材料涂层金属涂层包括：金属衬里、金属镀层、复合金属板等金属涂层包括：金属衬里、金属镀层、复合金属板等非金属涂层包括：衬里（橡胶、塑料、石墨）、搪瓷、非金属涂层包括：衬里（橡胶、塑料、石墨）、搪瓷、搪搪 玻璃、涂料等玻璃、涂料等l 电化学保护：电化学保护：阴极保护和阳极保护阴极保护

2、和阳极保护l 防腐蚀结构设计防腐蚀结构设计l 介质处理：介质处理：添加缓蚀剂添加缓蚀剂2第一节 阴极保护 阴极保护阴极保护：依靠：依靠外加直流电流外加直流电流或或牺牲阳极牺牲阳极，使被，使被保护金属成为阴极，从而减轻或消除金属的腐蚀的方保护金属成为阴极，从而减轻或消除金属的腐蚀的方法。法。思路思路：应用阴极保护之前，大多数产生腐蚀的金：应用阴极保护之前，大多数产生腐蚀的金属结构上都存在着阴极区和阳极区。如果能把所有的属结构上都存在着阴极区和阳极区。如果能把所有的阳极区都变成阴极区，于是整个金属结构变成阴极，阳极区都变成阴极区，于是整个金属结构变成阴极，这样就能消除腐蚀。这样就能消除腐蚀。一、一

3、、阴极保护原理阴极保护原理 腐蚀着的金属上既有阳极又有阴极，在外加直流腐蚀着的金属上既有阳极又有阴极，在外加直流电源下，其阴极保护原理如图所示。电源下，其阴极保护原理如图所示。3AK护护屏屏e牺牲阳极保护牺牲阳极保护AK辅辅助助阳阳极极e外加电流保护外加电流保护阴极保护原理阴极保护原理4EA1EA0ECEK0aSbNIA 1-EICIK 1IK 2I阴极保护原理的极化图分析阴极保护原理的极化图分析 外加阴极电流后，金属的腐蚀电位将向负方向移动，由原来的EC移至EA1，相应金属的腐蚀电流就由IC降至IA1，此时外加的阴极保护电流11AKIII保5EA1EA0ECEK0aSbNIA 1-EICIK

4、 1IK 2I阴极保护原理的极化图分析阴极保护原理的极化图分析 继续增大外加阴极电流，直到阴极极化使金属的电位移至阳极的初始电位EA0，此时金属上的阳极溶解电流 IA=0即阳极腐蚀溶解停止。金属得到保护。6 若使用恒电位法，使金属从EC阴极极化到EA1,此时对应的电流为I保，金属腐蚀速度将从IC降到IA1。如果极化到的电位相应于腐蚀原电池阳极过程的开路电位，腐蚀过程便停止，溶解电流降为零。此时的外加电流将是IK2。EA1EA0ECEK0aSbNIA 1-EICIK 1IK 2I 利用外加电流或利用恒电位法都可使金属发生阴极极化。7二、阴极保护电源来源二、阴极保护电源来源1.1.牺牲阳极牺牲阳极

5、 如：前面讲过的电偶腐蚀，两种不同金属中电位负的为阳极，受到腐蚀。这样的金属我们称之为牺牲阳极。牺牲阳极上的电位低于被保护金属，它输出的电流流经介质流向被保护金属结构。这就要求牺牲阳极必须与被保护金属结构保持电接触。这是一种较简单的阴极保护方法。对牺牲阳极材料的要求对牺牲阳极材料的要求：为了消除金属结构上的腐蚀电池，牺牲阳极材料必须足够为了消除金属结构上的腐蚀电池，牺牲阳极材料必须足够负负8 在介质中腐蚀速度低，材料消耗低在介质中腐蚀速度低，材料消耗低 具有良好的导电性具有良好的导电性 具有较高的电流效率，即消耗于自腐蚀的电能量具有较高的电流效率，即消耗于自腐蚀的电能量 要小要小 有较好的机械

6、性能，便于加工、成本低、容易获得有较好的机械性能，便于加工、成本低、容易获得2.2.外加电流系统外加电流系统 保护电流来自在被保护结构与阳极间连接的某个保护电流来自在被保护结构与阳极间连接的某个外加的直流电源。外加的直流电源。电源的正极必须与阳极连接电源的正极必须与阳极连接，这样，这样才能对被保护结构输出所需要的阴极电流。如果接错才能对被保护结构输出所需要的阴极电流。如果接错了，把正极接到被保护金属结构上，金属变成阳极，了，把正极接到被保护金属结构上，金属变成阳极，不但不被保护，反而加速腐蚀。不但不被保护，反而加速腐蚀。9三、阴极保护的基本参数三、阴极保护的基本参数 最小保护电流密度最小保护电

7、流密度：使金属腐蚀停止，达到完全保使金属腐蚀停止，达到完全保护时所需的最小电流密度。护时所需的最小电流密度。最小保护电位最小保护电位：阴极保护下，金属刚好完全停止腐阴极保护下，金属刚好完全停止腐蚀时的临界电位。蚀时的临界电位。这两个参数可通过实验确定。这两个参数可通过实验确定。最大保护电流密度最大保护电流密度：达到有效保护或完全保护所用达到有效保护或完全保护所用电流密度的最大值。超过此值，将发生过保护现象。电流密度的最大值。超过此值，将发生过保护现象。最大保护电位最大保护电位：达到有效保护或完全保护所用极化达到有效保护或完全保护所用极化电位的最负值。电位的最负值。10 过保护过保护：由于保护电

8、流密度过大或保护电位太负引由于保护电流密度过大或保护电位太负引起的腐蚀速度增加。起的腐蚀速度增加。分散能力分散能力与与遮蔽作用遮蔽作用 电流在被保护表面均匀分布的能力称为电流在被保护表面均匀分布的能力称为分散能力分散能力。分散能力越强，则阴极保护的效果越好。分散能力越强，则阴极保护的效果越好。遮蔽作用遮蔽作用是由于电流有选择电阻最小的途径流动是由于电流有选择电阻最小的途径流动的特性。被保护设备上距离阳极最近的部位电阻最小，的特性。被保护设备上距离阳极最近的部位电阻最小，将聚集很高的电流密度，而离阳极较远的部位，往往将聚集很高的电流密度，而离阳极较远的部位，往往不能获得足够的电流密度，致使保护效

9、果不好。不能获得足够的电流密度，致使保护效果不好。保护度保护度%100VVVZ121V1-保护前的腐蚀速度保护前的腐蚀速度V2-保护后的腐蚀速度保护后的腐蚀速度11需要指出的是：需要指出的是：要使腐蚀速率完全降到要使腐蚀速率完全降到零，实际上将要消耗很大的电流，甚至零，实际上将要消耗很大的电流，甚至发生了强烈的析氢腐蚀时，腐蚀率仍将发生了强烈的析氢腐蚀时，腐蚀率仍将不到零。因此要想达到最小保护电流密度是不现实不到零。因此要想达到最小保护电流密度是不现实的。所以说的。所以说“有效保护有效保护”比比“完全保护完全保护”更合适。更合适。实际实际上，阴极保护设计与使用合适的话，保护度可达到上，阴极保护

10、设计与使用合适的话，保护度可达到80%99%。12四、影响阴极保护涉及的因素四、影响阴极保护涉及的因素 对于一个具体的工程，在选择阴极保护系统之前，应考对于一个具体的工程，在选择阴极保护系统之前，应考虑的问题很多。虑的问题很多。1.1.所需总保护电流所需总保护电流 进行阴极保护，必须知道所需的总电流。这可用临时的试验装置来测定电流的需要量。若所需要的保护电流不大（1.51.52A2A），最好选用牺牲阳极保护。如果所需保护电流较大，采用外加电流保护比较经济。2.环境的变化环境的变化对于土壤，透气性差的土壤中，金属相对容易极化。13 若在氧容易到达结构表面的土壤中，结构要极化需较大的电流。另外，土

11、壤电阻率最低的地方，是最适合于安装牺牲阳极或外加电流系统的阳极。在水中，水的运动有显著的作用。若水静止，保护电流可取较小值。湍流的水，能冲刷结构表面，因此有极强的机械去极化作用。3.3.电的屏蔽电的屏蔽 对间距小，结构复杂，并进行阴极保护的构件，很容易发生电的屏蔽作用。从远处阴极保护电源来的电流，很容易被外层构件所吸收，只有少量电流能达到内层构件，于是外层构件就形成了一种电的屏蔽。14此时，阴极的数量和配置应尽量做到与被保护结构的各部位距离大致相等，使电流的分散均匀。4.4.经济因素经济因素 使用阴极保护时，应考虑阴极保护在经济上是否合算。如果阴极保护是解决腐蚀问题的经济办法，那么选择的阴极保

12、护系统应该是成本最低，其中需要考虑设计和安装成本、电源成本以及系统维护的成本。5.5.保护寿命保护寿命 设计时，应该知道被保护结构预期的使用期限。在实际应用阴极保护的地方，应该使阴极保护系统的设计寿命与被保护结构的寿命相同。寿命过低，保护效果不好；过高，则会增加成本，造成浪费。156.6.杂散电流的影响杂散电流的影响 在设计阴极保护系统之前，必须了解该地区是否有杂散电流。它主要来自电气化铁路、采矿机械、电焊等直流电源。杂散电流使被保护结构产生很快的腐蚀，通常比其它环境因素引起的腐蚀更加严重。在设计阴极保护时，应该很好地选择阳极系统的位置，尽量避开杂散电流。7.7.温度温度 温度对阴极保护设计的

13、影响，主要是改变介质的电阻。土壤和水的电阻通常是随着温度的升高而降低。热带海水电阻比寒冷地区的同样海水的电阻低得多。168.8.牺牲阳极材料牺牲阳极材料 适合做牺牲阳极的材料有铝、镁、锌。阳极材料可以浇铸成多种不同重量不同形状的牺牲阳极，以满足阴极保护设计的需要。9.9.外加电流阳极外加电流阳极 用于外加电流阴极保护系统的阳极，最好在输出电流时有一个符合实际的最低的腐蚀率。废钢管、棒及类似的废钢材料都可以用作外加电流保护系统的阳极。虽消耗较多，但来源广泛。含硅14.5%14.5%的铸铁作为阳极，其消耗速度很低，来源充足。碳或石墨消耗量很小，也可作为阳极，且容易成为所需的各种形状和尺寸。17 金

14、属铂的制品用作外加电流阳极，消耗速度极低，十分理想，但价格昂贵。通常将它镀在一种较便宜的材料上使用。1010、阳极回填料、阳极回填料 多数情况下，牺牲阳极埋入地下时，其周围都要用化学回填料。好处是：使阳极周围有均匀的介质，使阳极均匀消耗，发挥最大的效率。防止与土壤里的化学物质发生反应，否则会在阳极表面形成一层高电阻的钝化膜。防止有效电流排出，对其它金属形成杂散电流。18例如：用于镁阳极的回填料 锌阳极的回填料：50%熟石膏与50%膨润土75%的水合石膏的水合石膏20%膨润土膨润土5%硫酸钠硫酸钠11.11.预留保护参数的监测点预留保护参数的监测点 实际操作中，为了便于对保护参数进行测量和监控，

15、在被保护设备上预留保护参数的监测点。工程上往往是监控保护电位。总之，阴极保护比较适宜于腐蚀性不太强的介质，如：海水、土壤、中性盐溶液。在强腐蚀性介质中，因电能与护屏材料消耗太大，一般不采用。19五、阴极保护设计程序五、阴极保护设计程序（一）牺牲阳极设计（一）牺牲阳极设计1.根据被保护金属工作条件、表面涂层的有无与好2.坏，确定保护电流密度和保护电位以及保护后的腐3.蚀率。2.根据被保护面积 S 和保护电流密度 ip，确定总保护 电流强度 Ip：Ip=ip S3.确定牺牲阳极种类和规格型号。204.根据阳极消耗率R(kg/Aa)，阳极设计寿命T(a)和保 护电流Ip(A)，求出所需阳极总重量W(

16、kg):RTIaWp 式中：a 为安全系数，一般取1.11.25。5.根据保护电流 Ip 和每个牺牲阳极的发生电流量 Io，计算出理论上所需阳极个数 n。0pI/In 考虑到分散能力，计算个数时需加入修正系数。216.根据分散能力和保护半径决定阳极布置。7.复验阳极重量。根据阳极个数和单重计算总重，该 值应大于（4）的计算值。8.若为地下保护，应根据阳极性质和土壤条件确定牺 牲阳极的回填料。9.设计电联接方式和绝缘结构。10.选定参比电极和电位测量仪表，设计检测点和测 量接线。22（二）外加电源法设计（二）外加电源法设计1.确定保护电流密度、保护电位和保护效果。2.计算所需保护电流强度。3.选

17、择合适的辅助阳极材料。4.根据分散能力要求设计阳极的个数、分布及阳极结构，并验算辅助阳极实际的工作电流密度是否在允许值内。5.验算阳极重量。6.确定直流电源输出电压。7.确定控制方式：精确控制时，采用恒电位法或控制电流 法。8.选择直流电源类型、规格及个数；设计电联接及绝缘结构。23六、联合保护六、联合保护1.1.阴极保护和涂料联合防腐阴极保护和涂料联合防腐 只有涂料防腐时只有涂料防腐时 虽涂料可将金属与介质机械隔开，起到保护金属的作用，但由于涂层本身存在微孔、老化、龟裂、剥离及施工不良使涂层发生针孔、机械损伤等，大大缩短了涂层使用寿命；另外，裸露部分金属形成小阳极，涂层部分形成大阴极，使金属

18、腐蚀加剧。联合保护时联合保护时 裸露部分的金属表面，由于获得集中的保护电流而得到阴极保护，则可以弥补涂层的缺陷，防止涂层劣化，可大大延长设备的检修周期。24 例如例如，某油田的地下输油管道，在单独使用涂料防腐时，不到三年发生穿孔漏油，造成停产。在采用涂层与阴极保护联合防腐后，五年多未发现腐蚀穿孔现象。2.2.阴极保护和缓蚀剂联合防腐阴极保护和缓蚀剂联合防腐 采用缓蚀剂防腐采用缓蚀剂防腐 是为了加入少量某些物质，能使金属腐蚀程度大为降低，甚至停止。但在有些情况下，单独使用缓蚀剂效果不好，或使用量太大，不经济。联合防腐联合防腐 发电厂列管式海水凝汽器黄铜管的腐蚀，主要是黄铜脱锌引起的穿孔腐蚀破坏。

19、在海水中只加缓蚀剂FeSO4，防腐效果不好；若单独采用阴极25保护，由于遮蔽作用，只能对管板和管端起良好的保护作用。采用联合保护后，很好地解决了这一问题。26腐蚀事例腐蚀事例事例一事例一：某公司选用不锈钢管作地下输油管道。安装后大约一年准备投入使用，油从一端泵入，在另一端却未见油出现。检查发现管道上因腐蚀形成了许多小孔，油全部漏掉了。又发现该管道附近有一条碳钢管道实施了阴极保护，认为不锈钢是耐蚀材料，并没有将不锈钢连接到阴极保护系统。27阴极保护造成杂散电流腐蚀的防护方法：阴极保护造成杂散电流腐蚀的防护方法：最好的方法是在设计时将附近的管道和设施都纳入 阴极保护系统，一道进行保护。提高管道相交

20、段的绝缘等级，或涂覆新的绝缘层，以避免杂散电流流入。涂覆长度一般10m左右。在多管道地区，最好采用多个阳极站每个站的保护 电流较小，阳极离被保护管道较近，以缩小保护电 流范围。28事例二事例二：海边一座混凝土石油装运码头，混凝土台面支撑在钢管上。钢管表面涂漆并加阴极保护。电源负极连在钢筋上。阳极是镀铂钛悬挂在海水中。在石油装卸过程中，码头受到周期性机械应力，引起混凝土某些物理破坏。使用12年后发现，平台的混凝土台面出现严重胀裂，钢筋暴露出来。29 第二节 阳极保护 阳极保护是金属在电解液中利用外加阳极电流产生阳极极化而建立钝态的特性来产生保护的方法。直流电源直流电源辅助阳极辅助阳极被保护设备被

21、保护设备-Eiicpip30阳极保护原理阳极保护原理 依据金属钝化的原理。对于能够在某些电解质溶液中产生钝化的金属，若通以一定的电流，当电流密度达到致钝电流密度时，则金属表面开始产生钝化现象，形成钝化膜，从而阻止腐蚀的进行。阳极保护是把金属设备与外加直流电源正极相连，另有一个辅助阴极与外加直流电源负极相连。一、阳极保护的主要参数一、阳极保护的主要参数1.1.致钝电流密度致钝电流密度 icp 为了尽量减小设备投资和耗电量，希望致钝电流密度越小越好，可以减少阳极溶解量。主要取决于31金属的本身性质和介质条件，也与致钝时间有关。p131p131 当电流密度较小时，则不能建立钝态。由于致钝过程中有一部

22、分电流消耗在电解腐蚀上。电流密度小，电解腐蚀消耗的电流相对较多，而用于致钝的部分相对较少。当电流密度小到一定程度时，电流全部消耗于电解腐蚀了，因而无法致钝。所以，设计阳极保护时，要合理选择致钝电流密度。工程上一般采用逐步钝化法。即将被保护设备接上电源后，逐步注入腐蚀性溶液，使设备由下而上分段依次建立钝态。这样在整个致钝过程中，总的电流可大大减小，因而可选用容量较小的电器设备，还可减小金属设备的电解腐蚀。322.2.维钝电流密度维钝电流密度 ip 它直接反映金属设备在阳极保护下的腐蚀速度，越小越好。这样可减少常规消耗。ip与金属本性和介质条件有关。对于可钝化金属，若维钝电流密度很大，则采用阳极保

23、护意义不大。此时可采用涂料-阳极保护联合保护方式，达到较好的效果。3.3.钝化区范围钝化区范围 指稳定钝化区电位范围。该范围越大越好，这样实施阳极保护时，抗电位波动能力较强，不会出现钝态向活态转变的危险。反之，电位范围较窄时，生产上工艺条件稍有波动，金属就有可能重新活化，很难实施阳极保护。P132P132表表6-36-333二、阳极保护设计二、阳极保护设计1.1.选择辅助阴极材料选择辅助阴极材料 阴极材料在阳极保护过程中应该耐蚀，并且有一定机械强度、易制作、价格便宜。设计时，应适当地设计阴极面积，使阴极上具有必要的保护电流密度。2.2.辅助阴极的合理配置辅助阴极的合理配置 由于阳极保护也存在电

24、流遮蔽作用，在结构形状复杂的设备中，容易出现电流分布不均匀。造成距辅助阴极近的部位可能已经钝化甚至过钝化，而距阴极较远或电流不易达到的地方，可能仍处于活化状态。因此，阴极的布置需合理分布，通常需试验来确定。343.3.参比电极的选用和安装参比电极的选用和安装 阳极保护必须严格控制金属电位，监测金属的致钝和维钝电位时，就要用到参比电极。阳极保护所用参比电极要求工作稳定、可靠、便宜、易于制作和安装。若钝化区电位范围较窄，要求测定值精度高，可使用甘汞电极、硫酸铜电极；若钝化区范围较宽，可使用简单方便的固体金属电极，如：不锈钢、铸铁及碳钢等。35参比电极的安装位置，一般选参比电极的安装位置，一般选在距

25、阴极最远或电位最低处。在距阴极最远或电位最低处。FEDCBA+-A-参比电极B-辅助阴极C-被保护结构D-直流电源E-控制电路F-交流输入36三、阳极保护使用范围三、阳极保护使用范围 电解质溶液中连续液相部分的保护 氧化性介质中对钢铁的保护 致钝电流密度不大，维钝电流密度也不大，钝化区 电位范围不易过窄的场合37四、联合保护四、联合保护1.1.阳极保护与涂料联合防腐阳极保护与涂料联合防腐单纯阳极保护单纯阳极保护 其主要缺点是致钝电流大，需大容量的直流电源设备才能建立钝化。另外，单一阳极保护，当生产中液面波动或断电时，容易引起活化，活化后重新建立钝化较困难。联合防腐后联合防腐后 钝化时只需将涂料

26、覆盖不严的地方，如针孔、龟裂、及安装时碰破处进行致钝。2.2.阳极保护与无机缓蚀剂联合防腐阳极保护与无机缓蚀剂联合防腐38第三节 阴极保护与阳极保护的比较1.二者均为电化学保护，适用于连续液相部分的保护，不能保护气相部分。2.从原理上讲，金属在电解液中都可以进行阴极保护；而阳极保护是有条件的，只适用于金属在该电介质中能阳极钝化的情况，否则反会加速腐蚀。3.阴极保护时，电位偏离只是降低保护效率，不会加速腐蚀；而阳极保护时，电位如果偏离钝化电位区将会加速腐蚀，因此最好采用横电位仪控制最佳保护电位。4.对于强氧化性介质，如硫酸、硝酸等，采用阴极保护不如采用阳极保护。395.阴极保护时，若电位过负，则

27、设备可能产生氢脆，对加压设备很危险。而阳极保护时，设备是阳极，氢脆只会发生在辅助阴极上，危险性不大。6.阴极保护的辅助电极是阳极，要溶解的，因此在强腐蚀性介质中应用受限制。而阳极保护的辅助电极是阴极，本身得到一定程度的保护。40确定电化学保护类型的原则确定电化学保护类型的原则l在强氧化性介质中，可优先考虑阳极保护l在二者保护效果相差不多时，则优先考 虑采用阴极保护l如果氢脆不能忽略，则要采用阳极保护41第四节 衬里 衬里是一种利用材料特性，在钢铁表面选衬各种非金属材料或金属材料，以延长设备使用寿命的防腐方法。一、碳钢设备及衬里材料的表面处理一、碳钢设备及衬里材料的表面处理1.1.对被衬物表面的

28、要求对被衬物表面的要求 设备表面与衬里材料是用胶粘剂连接的。因此对被粘表面要求较为严格：42u 良好的润湿性良好的润湿性 润湿性润湿性表征了胶粘剂与被粘物之间直接接触的程度。要求润湿性越强越好，一般用接触角接触角来衡量。90，润湿性较差，润湿性较差=180，完全不润湿，完全不润湿 一般来讲，表面洁净的金属或无机材料的表面具一般来讲，表面洁净的金属或无机材料的表面具有高自由能，易润湿；而高分子材料则相反，需进行有高自由能，易润湿；而高分子材料则相反，需进行表面处理。表面处理。43u 表面应具有一定的粗糙度表面应具有一定的粗糙度 增加接触面积，有利于粘结强度提高。但粗糙度不宜过大，否则效果相反。u

29、 表面清洁表面清洁 表面洁净可具有较高的表面自由能。清洁表面主要是清除锈层、氧化物、油污等。2.2.金属表面处理金属表面处理 工程上常用机械法机械法和化学法化学法。机械法机械法 包括机械研磨、滚磨、喷砂、喷丸及高压水除锈等。其中喷砂法因其施工方便、质量好而应用广泛。44喷砂法喷砂法：在喷砂罐中通入0.50.6MPa压缩空气，夹带有棱角的石英砂、金刚砂经喷嘴以5070m/s高速喷到钢铁表面，依靠冲击和摩擦，将金属表面的铁锈、氧化皮及污垢清除，并获得粗糙度。化学法化学法 将金属件浸入无机酸中，从而除去表面的氧化物。（注意酸洗时应加缓蚀剂）（注意酸洗时应加缓蚀剂）3.3.衬里材料的表面处理衬里材料的

30、表面处理 高分子材料一般为低自由能，与胶粘剂的粘附力较小，通常经过机械和化学法处理来增加表面粗糙度及表面活性。无机材料主要是去除表面的水和油污。二、各种常用衬里二、各种常用衬里自学自学45第五节 介质处理 处理介质目的是改变介质的腐蚀性，以降低介质对金属的腐蚀作用。常用方法：l 去除介质中的有害成分l 调节介质的pH值l 降低气体介质中的水分46一、去除介质中的有害成分一、去除介质中的有害成分 例如：例如：锅炉给水的除氧锅炉给水的除氧。水中溶解氧会引起氧去极化的腐蚀过程。从锅炉给水中除去氧，是防止锅炉腐蚀的有效措施。1.1.热力除氧热力除氧 原理原理：根据气体溶解定律，气体在水中的溶解度与该气

31、体在液面上的分压成正比。在敞口设备中将水温升高，则气水界面上的水蒸汽分压增大，其它气体的分压降低，故各种气体在该水中的溶解度将下降。当水温达沸点时，气水界面上的水蒸气压力和外界压力相等，其它气体分压都为零。故此时水不再有溶解气体的能力。472.2.解吸除氧解吸除氧 原理原理：解吸除氧系根据亨利定律即氧在水中的溶解度与水接触的气体中氧的含量成正比故将待除氧的水与无氧或贫氧气体强烈搅拌混合，则水中的溶解氧快速扩散到气体中使水脱氧，达到除氧的目的。3.3.化学除氧化学除氧 原理原理：往水中加入化学药品以除去水中的氧。要求该药品具备能迅速地和氧完全反应，反应产物和药品本身对锅炉的运行无害等条件。常用药

32、品是联氨-（N2H4）、亚硫酸钠。4.4.真空除氧真空除氧48二、调节介质的二、调节介质的pH值值 锅炉给水及工业用冷却水，如果含有酸性物质，使其pH值偏低，则可能产生氢去极化腐蚀。而且钢材在酸性介质中很难形成表面保护膜。故此时必须提高其 pH值。常用的办法是加氨氨或胺胺。给水加氨处理 pH值调节到8.59.2为宜。应严格控制加氨量，避 免加速黄铜腐蚀。给水加胺处理 常用莫福林 C4H8ONH 和环己胺 C6H11NH2。49三、降低气体介质中的湿分三、降低气体介质中的湿分 腐蚀率通常随气体相对湿度增加而增加。常用的除湿方法：采用干燥剂吸收气体中的湿分 采用冷凝的方法从气体中除去湿分 提高温度

33、来降低气体中的相对湿度，使水汽不 致冷凝。50第六节 涂料层及镀层一、涂料一、涂料 涂料主要有油基性涂料（以干性油为主体）和树脂基涂料（以树脂为主）两大类。涂料起隔离介质的作用。涂料层机械性能，如强度、抗冲击性、耐磨蚀能力都比较低，而且涂层较薄，难免存在一些缺陷，如针孔、气泡。所以主要用于设备、管道、厂房外表面抗大气腐蚀的防护层或腐蚀环境不很苛刻的设备的内壁的保护。选择涂料时应根据具体的腐蚀环境，从耐蚀性、抗渗透性、粘结强度及价格等方面综合考虑。51二、金属覆盖层二、金属覆盖层 金属覆盖层按施工方法不同可分为：电镀、喷镀、化学镀、扩散渗透法、热敷法、辗压法。这里主要介绍电镀、热浸镀、喷镀和渗镀

34、层。按金属基体与金属覆盖层间的电位关系，金属覆盖层可分为阳极覆盖层和阴极覆盖层。l 阳极覆盖层 电位比主体电位负，在介质中为阳极。若覆盖层有孔或裂纹，则覆盖层金属溶解而使主体金属得到保护。如：铁镀锌。52l 阴极覆盖层 电位比主体电位正，在介质中为阴极。若覆盖层有孔和裂纹，则露出的主体金属与覆盖层形成小阳极大阴极的腐蚀电池，使主体金属遭受严重的局部腐蚀。故阴极覆盖层只有当其足够完整时，才能可靠地用来防腐蚀。如一般情况下，铁上的锡、铜镀层。53注意注意：金属的电位是随介质条件的不同而变化的。因此，覆盖层究竟是阳极层还是阴极层，要根据具体条件而定。锌对铁而言，一般条件下是典型的阳极覆盖层，但在70

35、80热水中，锌的电位变得比铁正了，因而成了阴极覆盖层。锡对铁而言，一般条件下为阴极层，但在有机酸中锡成了阳极覆盖层。54（一）（一）电镀电镀l 原理原理 电镀时，工件作为阴极与直流电源的负极相连，阳极与正极相连，电镀槽中放入含镀覆金属离子的盐溶液。接通电源时阳极发生金属溶解的氧化反应，如：CuCu2+2e阴极发生金属析出的还原反应 如：Cu2+2eCuA55l 应用应用 用于细小、精密的接触腐蚀性介质的仪器仪表零件 抗磨蚀轴类的修复 用于产品要求干净的零件 对于大型贮罐，电镀液可放入罐内，将罐体作为阴极l 电镀质量的影响因素 镀层均匀性 电流密度电流密度大，沉积加速，结晶较细致。但 不宜过大。

36、温度 温度高，镀层粗糙。溶液的搅拌56（二）（二）喷镀、热浸镀和渗镀喷镀、热浸镀和渗镀1.1.喷镀喷镀 用压缩空气将熔融状态下的金属雾化成微粒，喷射在工件表面上，形成金属覆盖层。喷镀前预先喷砂除锈并使其表面粗糙 喷镀不受设备及部件大小和形状的限制 喷镀的空隙率较大，需进行封闭处理：a)机械处理法：喷丸、木锤敲击、磨光、抛光等。b)热处理法：喷镀后扩散退火。c)加厚喷镀层和涂料封闭处理。57 喷镀法分为气喷镀和电喷镀a.气喷镀 用可燃气体乙炔用可燃气体乙炔氧焰燃烧时发出的热量将氧焰燃烧时发出的热量将1.1.金属丝熔化，再用压缩空气流将熔融金属金属丝熔化，再用压缩空气流将熔融金属喷喷2.2.镀于工

37、件上，成本低，操作方便镀于工件上，成本低，操作方便。b.电喷镀 利用直流电源使两根金属丝间产生电弧，从 而使不断给进的金属丝熔化，并用高速压缩空 气使之雾化和喷射于工件表面上。582.2.热浸镀热浸镀 以熔点比铁低的金属（铝、铅、锡）进行热浸，将要保护的零件浸在盛有熔融金属的槽中，或以一定的速度从盛有熔融金属的槽中通过，使零件表面覆上一层金属而得到保护。3.3.扩散渗铝扩散渗铝 将已喷铝或热浸镀铝的工件表面进行高温（8001000）热处理，使喷铝或浸铝层中的铝熔化并向基体内部扩散渗透，从而形成铝铁化合物或固溶体组织的表面，这种表面具有耐高温、抗氧化和防腐蚀的性能。59 第七节 缓蚀剂 在腐蚀环

38、境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法，称为缓蚀剂保护。这是一种简便、经济、效果好的防腐技术。应用广泛。缓蚀效率加后速度加前腐蚀速度，vvvvvI000 协同效应与拮抗效应60 缓蚀剂的保护具有严格的选择性。对某种介质和金属具有良好保护作用的缓蚀剂，对另一种介质或另一种金属不一定有同样效果。另外，还应考虑在应用缓蚀剂对产品质量有无影响，对生产过程有无堵塞、起泡等副作用及成本高低。61两个简单的缓蚀剂应用的例子两个简单的缓蚀剂应用的例子例例1 1：在稀盐酸中浸入铁片，可发现铁表面会有大量气泡产生，同时铁片会慢慢溶解。在此体系中加入少量苯胺，则气泡量大为减少，而铁片上的腐蚀受到强烈的抑制。例例2 2：在碳钢制的水贮槽中，在水气接触面上，常因水线腐蚀而产生红锈。若在水中加入少量的聚磷酸钠，则红锈的生成大大减弱。62