自然环境中金属的腐蚀.ppt

– 氧扩散控制：水温上升10℃，钢腐蚀速度提高30％ – 温度增加，化学反应加快，但溶氧降低 ? 水温的影响 淡水腐蚀的影响因素 第三十页，共59页。 – 流速较低：腐蚀速度随流速增加而增大 ? 到达金属表面上的氧增多，阴极作用增加 – 流速增加到一定程度：腐蚀速度急剧下降； ? 流速的影响 – 流速增到更高：腐蚀速度重新增加 ? 对金属表面保护层冲刷破坏 ? 强氧化条件，使钢铁进入钝态氧增多钝态 淡水腐蚀的影响因素 第三十一页，共59页。 6.2.2 海水腐蚀 海洋约占地球表面积的十分之七 海水含有各种盐分：腐蚀性非常强的天然电解质 常用金属和合金在海水中大多数会遭受腐蚀 舰船、海上平台、水下设备、海岸设施及使用 海水冷却的设备 第三十二页，共59页。 第三十三页，共59页。 一、海水的特性 海水中溶解的盐类：以氯化钠为主 – 通常把海水近似地看作3％或3.5％的NaCl溶液 盐度 – 1000g海水中溶解的固体盐类物质的总克数 大洋性海水的盐度平均值：35‰ 海水总盐度随地区而变化： – 江河入海口，海水被稀释，盐度变小。 – 在地中海、红海等封闭性内海中，由于水分急速蒸发， 盐度可高达40‰。 – 我国近海盐度的平均值约为32.1‰ 第三十四页，共59页。 海水中主要盐类的含量 一、海水的特性 第三十五页，共59页。 ? 高电导率：河水和雨水 ? 温度： 0－35℃ – 在正常情况下，海水表层被空气饱和 – 溶氧量随温度和盐度的升高而略有下降 – 通常为7.5~8.6； – 植物茂盛，CO2减少，溶氧上升，海水表面pH为8.1~8.3； – 海底有厌氧性细菌繁殖，溶氧量低且含有H2S，pH7； ? pH ? 溶氧 一、海水的特性 第三十六页，共59页。 ① 破坏氧化膜 ② 抢先吸附作用 ③ 形成电场效应 ④ 形成络合物－加速了金属的阳极溶解， 降低pH 二、海水腐蚀的特点 – 氯离子阻碍和破坏金属的钝化 阳极极化率很小 第三十七页，共59页。 用提高阳极极化率的方法来防止钢铁腐蚀是很困难的——与大气腐蚀有所区别 不锈钢在海水中也遭受严重的局部腐蚀——氯离子破坏钝化膜 极少数易钝化金属在海水中保持钝态 – Ti、Zr、Nb、Ta等 – 具有显著的阳极阻滞 二、海水腐蚀的特点 第三十八页，共59页。 阴极过程主要是氧去极化：腐蚀控制环节 –- 在海水pH条件下，析氢反应平衡电位约为-0.48V –- Pb、Zn、Cu、Ag、Au等金属不会发生析氢腐蚀 –- Fe在pH＝8.8，Cr在pH＝10.9以内虽有可能进行析氢 反应，其速度也很缓慢 海水中的氧去极化反应是： –- 反应平衡电位：+0.75V –- 氧的还原反应在Cu、Ag、Ni上比较容易进行，其次 是Fe、Cr。 二、海水腐蚀的特点 第三十九页，共59页。 海水腐蚀的电阻性阻滞作用很小 – 异种金属的接触能造成明显的电偶腐蚀 – 腐蚀电池作用更强烈、影响范围更远 – 海船的青铜螺旋桨可引起数十米外钢制船身的腐蚀 在海水中由于钝化膜的局部破坏，很容易 发生点蚀和缝隙腐蚀。 在高流速的海水中，易产生冲击腐蚀和空蚀 二、海水腐蚀的特点 第四十页，共59页。 海洋环境分类及腐蚀特点 第四十一页，共59页。 三、海水腐蚀的影响因素 复杂的盐类平衡溶液 溶解的气体、悬浮泥沙 生物、腐败的有机物质及污染物等 第四十二页，共59页。 盐度： – 氯化钠浓度在某一数值时，钢铁材料腐蚀速度达最大的浓度，溶盐超过一定值后，由于氧的溶解度降低，金属腐蚀速度下降。 pH： – 海水pH处于中性，对腐蚀影响不大。 – 深海处pH略有降低，不利于在金属表面生成 保护性碳酸盐层。 三、海水腐蚀的影响因素 第四十三页，共59页。 第一页，共59页。 6.1 大气腐蚀 大气腐蚀（Atmospheric Corrosion） —金属材料暴露在空气中，由于空气中的水和氧 的化学和电化学作用而引起的腐蚀。 最常见的大气腐蚀现象——生锈 世界上80%以上的金属构件在大气环境中使用 大气腐蚀损失占总腐蚀损失量50% 对于某些功能材料（微电子电路）、文物、 装饰材料等，轻微大气腐蚀也不允许 一、大气腐蚀概念 第二页，共59页。 大气腐蚀属于液膜下的电化学腐蚀 —区别于浸于电解质溶液中的腐蚀 大气腐蚀以均匀腐蚀为主 —也包括点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳等。 第三页，共59页。 二、大气腐蚀环境 大气环境不同　 腐蚀严重性不同 — 与地域、季节、时间等条件有关 — 地表