金屬腐蝕的防護(hù)與控制方法

1、金屬腐蝕的防護(hù)與控制方法金屬腐蝕的防護(hù)與控制方法金屬腐蝕的防護(hù)與控制方法正確選用金屬材料與合理設(shè)計(jì)金屬的結(jié)構(gòu)正確選用金屬材料與合理設(shè)計(jì)金屬的結(jié)構(gòu)電化學(xué)保護(hù)：電化學(xué)保護(hù)：陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)涂層保護(hù)：涂層保護(hù)：金屬涂層、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、非金屬涂層金屬涂層、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、非金屬涂層等等改變環(huán)境使其腐蝕性減弱：改變環(huán)境使其腐蝕性減弱：如添加緩蝕劑或去除如添加緩蝕劑或去除對(duì)腐蝕有害的成分等對(duì)腐蝕有害的成分等 正確選材與合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正確選材與合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正確選用金屬材料正確選用金屬材料 選擇耐蝕性滿足實(shí)際服役環(huán)境的材料選擇耐蝕性滿足實(shí)際服役環(huán)境的材料 除了耐蝕性要滿足工程所需，材料的物理除了耐

2、蝕性要滿足工程所需，材料的物理性能、機(jī)械性能和加工性能也要滿足服役性能、機(jī)械性能和加工性能也要滿足服役條件的要求，條件的要求， 考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性 在保證其它性能相近的情況下，盡量選擇在保證其它性能相近的情況下，盡量選擇對(duì)環(huán)境污染小且便于回收的材料對(duì)環(huán)境污染小且便于回收的材料正確選材與合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正確選材與合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)時(shí)要考慮腐蝕裕量設(shè)計(jì)時(shí)要考慮腐蝕裕量 合理設(shè)計(jì)構(gòu)件之間的連接方式合理設(shè)計(jì)構(gòu)件之間的連接方式 避免電偶腐蝕避免電偶腐蝕 避免構(gòu)件局部應(yīng)力集中避免構(gòu)件局部應(yīng)力集中緩蝕劑保護(hù)緩蝕劑保護(hù) 緩蝕劑是一種以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境（介

3、質(zhì)）中緩蝕劑是一種以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境（介質(zhì)）中時(shí)，可以防止或減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或幾種化學(xué)物質(zhì)的混時(shí)，可以防止或減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或幾種化學(xué)物質(zhì)的混合物。合物。 緩蝕劑正確使用具有如下特點(diǎn)：緩蝕劑正確使用具有如下特點(diǎn)： 基本上不改變腐蝕環(huán)境，選配合宜的緩蝕劑，很少的用量基本上不改變腐蝕環(huán)境，選配合宜的緩蝕劑，很少的用量就可以獲得良好的效果。就可以獲得良好的效果。 緩蝕劑的使用無(wú)需特殊的附加設(shè)備?；旧喜辉黾釉O(shè)備投緩蝕劑的使用無(wú)需特殊的附加設(shè)備。基本上不增加設(shè)備投資，使用簡(jiǎn)便、見(jiàn)效快。資，使用簡(jiǎn)便、見(jiàn)效快。 不改變金屬制品或設(shè)備構(gòu)建的材料性質(zhì)和表面狀態(tài)。由于不改變金屬制品或設(shè)備構(gòu)建的材料

4、性質(zhì)和表面狀態(tài)。由于用量少，可使環(huán)境介質(zhì)的性狀也基本不變。用量少，可使環(huán)境介質(zhì)的性狀也基本不變。 緩蝕劑的保護(hù)效果與使用的金屬材料、適用的環(huán)境介質(zhì)種緩蝕劑的保護(hù)效果與使用的金屬材料、適用的環(huán)境介質(zhì)種類(lèi)及工況條件（溫度、流速等）密切有關(guān)，在應(yīng)用中有嚴(yán)類(lèi)及工況條件（溫度、流速等）密切有關(guān)，在應(yīng)用中有嚴(yán)格的選擇性。格的選擇性。 同一配方有時(shí)可以同時(shí)防止多種金屬在不同環(huán)境中的腐蝕同一配方有時(shí)可以同時(shí)防止多種金屬在不同環(huán)境中的腐蝕。緩蝕劑的分類(lèi)與作用機(jī)理緩蝕劑的分類(lèi)與作用機(jī)理 分類(lèi)分類(lèi)（1）按緩蝕劑的化學(xué)組成分類(lèi)：無(wú)機(jī)緩蝕劑、有機(jī)緩蝕）按緩蝕劑的化學(xué)組成分類(lèi)：無(wú)機(jī)緩蝕劑、有機(jī)緩蝕（2）按緩蝕劑對(duì)電極過(guò)程

5、的影響：）按緩蝕劑對(duì)電極過(guò)程的影響： 陽(yáng)極型緩蝕劑：抑制陽(yáng)極陽(yáng)極型緩蝕劑：抑制陽(yáng)極 過(guò)程，增大陽(yáng)極極化，使腐蝕過(guò)程，增大陽(yáng)極極化，使腐蝕電位正移，從而使腐蝕電流下降。電位正移，從而使腐蝕電流下降。 陰極型緩蝕劑：抑制陰極陰極型緩蝕劑：抑制陰極 過(guò)程，增大陰極極化，使腐蝕過(guò)程，增大陰極極化，使腐蝕電位負(fù)移，從而使腐蝕電流下降。電位負(fù)移，從而使腐蝕電流下降。 混合型緩蝕劑：對(duì)陽(yáng)極過(guò)程和陰極過(guò)程同時(shí)具有抑制作用混合型緩蝕劑：對(duì)陽(yáng)極過(guò)程和陰極過(guò)程同時(shí)具有抑制作用，腐蝕電位的變化不大，但可以使腐蝕電流顯著下降。，腐蝕電位的變化不大，但可以使腐蝕電流顯著下降。緩蝕劑的分類(lèi)與作用機(jī)理緩蝕劑的分類(lèi)與作用機(jī)理

6、分類(lèi)分類(lèi)（3）按形成的保護(hù)膜特性分類(lèi)：）按形成的保護(hù)膜特性分類(lèi)： 氧化（膜）型緩蝕劑：使金屬表面生成致密而附著力好的氧化（膜）型緩蝕劑：使金屬表面生成致密而附著力好的氧化物膜，從而抑制金屬的腐蝕，又稱(chēng)鈍化型緩蝕劑，鈍氧化物膜，從而抑制金屬的腐蝕，又稱(chēng)鈍化型緩蝕劑，鈍化劑：鋼在中性介質(zhì)中常用的緩蝕劑化劑：鋼在中性介質(zhì)中常用的緩蝕劑NaCrO4、NaNO3 、 NaMoO4 沉淀（膜）型緩蝕劑：本身無(wú)氧化性，但它們能與金屬的沉淀（膜）型緩蝕劑：本身無(wú)氧化性，但它們能與金屬的腐蝕產(chǎn)物（如腐蝕產(chǎn)物（如Fe2+、Fe3+或與其共軛陰極反應(yīng)的產(chǎn)物（一或與其共軛陰極反應(yīng)的產(chǎn)物（一般是般是OH）生成沉淀，能夠

7、有效地覆蓋在金屬氧化膜的破）生成沉淀，能夠有效地覆蓋在金屬氧化膜的破損處，起到緩蝕作用。如中性水溶液中常用的緩蝕劑硅酸損處，起到緩蝕作用。如中性水溶液中常用的緩蝕劑硅酸鈉（水解產(chǎn)生鈉（水解產(chǎn)生SiO2凝膠物）、鋅鹽（與凝膠物）、鋅鹽（與OH反應(yīng)生成反應(yīng)生成Zn(OH)2沉淀膜）、磷酸鹽類(lèi)（與沉淀膜）、磷酸鹽類(lèi)（與Fe2+反應(yīng)形成反應(yīng)形成FePO4膜）膜）以及苯甲酸鹽（生成不溶性的羥基苯甲酸鐵鹽）以及苯甲酸鹽（生成不溶性的羥基苯甲酸鐵鹽）緩蝕劑的分類(lèi)與作用機(jī)理緩蝕劑的分類(lèi)與作用機(jī)理 分類(lèi)分類(lèi)（3）按形成的保護(hù)膜特性分類(lèi)：）按形成的保護(hù)膜特性分類(lèi)： 吸附型緩蝕劑：吸附在金屬吸附型緩蝕劑：吸附在金屬

8、/介質(zhì)上，形成致密的吸附層介質(zhì)上，形成致密的吸附層，阻擋水分和侵蝕性物質(zhì)接近金屬，抑制金屬腐蝕過(guò)程，阻擋水分和侵蝕性物質(zhì)接近金屬，抑制金屬腐蝕過(guò)程，起到緩蝕作用。這類(lèi)緩蝕劑大多含有起到緩蝕作用。這類(lèi)緩蝕劑大多含有O、N、S、P的極性的極性基團(tuán)或不飽和鍵的有機(jī)化合物。如鋼在酸中常用的緩蝕劑基團(tuán)或不飽和鍵的有機(jī)化合物。如鋼在酸中常用的緩蝕劑硫脲、喹啉、炔醇等類(lèi)的衍生物，鋼在中性介質(zhì)中常用的硫脲、喹啉、炔醇等類(lèi)的衍生物，鋼在中性介質(zhì)中常用的緩蝕劑笨駢三氮唑及其衍生物。緩蝕劑笨駢三氮唑及其衍生物。（4）按物理性質(zhì)分類(lèi)：）按物理性質(zhì)分類(lèi)： 水溶性緩蝕劑水溶性緩蝕劑 油溶性緩蝕劑油溶性緩蝕劑 氣相緩蝕劑氣

9、相緩蝕劑緩蝕劑的分類(lèi)與作用機(jī)理緩蝕劑的分類(lèi)與作用機(jī)理 分類(lèi)分類(lèi)（5）按用途分類(lèi)：）按用途分類(lèi)： 冷卻水緩蝕劑、鍋爐緩蝕劑、酸性緩蝕劑、油氣井緩蝕冷卻水緩蝕劑、鍋爐緩蝕劑、酸性緩蝕劑、油氣井緩蝕劑、石油化工緩蝕劑、工序間防銹緩蝕劑等。劑、石油化工緩蝕劑、工序間防銹緩蝕劑等。緩蝕劑的作用機(jī)理緩蝕劑的作用機(jī)理 無(wú)機(jī)緩蝕劑的作用機(jī)理無(wú)機(jī)緩蝕劑的作用機(jī)理 根據(jù)緩蝕劑阻滯腐蝕過(guò)程的特點(diǎn)，無(wú)機(jī)緩蝕劑可根據(jù)緩蝕劑阻滯腐蝕過(guò)程的特點(diǎn)，無(wú)機(jī)緩蝕劑可分為陽(yáng)極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕分為陽(yáng)極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑。劑。 陽(yáng)極型緩蝕劑陽(yáng)極型緩蝕劑 陽(yáng)極型緩蝕劑進(jìn)一步分為陽(yáng)極抑制型緩蝕劑（鈍陽(yáng)極型

10、緩蝕劑進(jìn)一步分為陽(yáng)極抑制型緩蝕劑（鈍化劑）和陰極去極化型緩蝕劑?；瘎┖完帢O去極化型緩蝕劑。 陰極型緩蝕劑陰極型緩蝕劑 混合型緩蝕劑混合型緩蝕劑緩蝕劑的作用機(jī)理緩蝕劑的作用機(jī)理 有機(jī)緩蝕劑的作用機(jī)理有機(jī)緩蝕劑的作用機(jī)理 主要通過(guò)在金屬表面形成吸附膜來(lái)阻止腐蝕。緩蝕作用機(jī)主要通過(guò)在金屬表面形成吸附膜來(lái)阻止腐蝕。緩蝕作用機(jī)理主要取決于有機(jī)緩蝕劑中極性基團(tuán)在金屬表面的吸附。理主要取決于有機(jī)緩蝕劑中極性基團(tuán)在金屬表面的吸附。有機(jī)緩蝕劑的極性基部分大多以電負(fù)性較大的有機(jī)緩蝕劑的極性基部分大多以電負(fù)性較大的N、O、S、P原子為中心原子，吸附于金屬表面，改變雙電層結(jié)構(gòu)，原子為中心原子，吸附于金屬表面，改變雙

11、電層結(jié)構(gòu)，以提高金屬離子化過(guò)程的活化能。而由以提高金屬離子化過(guò)程的活化能。而由C、H原子組成的非原子組成的非極性基團(tuán)則遠(yuǎn)離金屬表面作定向排列形成一層疏水層，阻極性基團(tuán)則遠(yuǎn)離金屬表面作定向排列形成一層疏水層，阻礙腐蝕介質(zhì)向界面的擴(kuò)散。礙腐蝕介質(zhì)向界面的擴(kuò)散。 有機(jī)緩蝕劑的極性基團(tuán)的吸附可分為物理吸附和化有機(jī)緩蝕劑的極性基團(tuán)的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。學(xué)吸附。緩蝕劑緩蝕劑 的選用原則的選用原則 緩蝕劑的濃度及協(xié)同作用緩蝕劑的濃度及協(xié)同作用 金屬材料金屬材料 介質(zhì)條件介質(zhì)條件 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)電化學(xué)保護(hù)電化學(xué)保護(hù) 陰極保護(hù)陰極保護(hù) 金屬在外加陰極電流的作用下，發(fā)生陰極極化使金屬的陽(yáng)金屬在外加陰極

12、電流的作用下，發(fā)生陰極極化使金屬的陽(yáng)極溶解速度降低，甚至極化到非腐蝕區(qū)使金屬完全不腐蝕極溶解速度降低，甚至極化到非腐蝕區(qū)使金屬完全不腐蝕，這種方法稱(chēng)為陰極保護(hù)。，這種方法稱(chēng)為陰極保護(hù)。 陰極保護(hù)參數(shù)陰極保護(hù)參數(shù)保護(hù)電位：指通過(guò)陰極極化使金屬結(jié)構(gòu)達(dá)到完全保護(hù)（最小保護(hù)電位：指通過(guò)陰極極化使金屬結(jié)構(gòu)達(dá)到完全保護(hù)（最小保護(hù)電位）或有效保護(hù)所需達(dá)到的電位值（合理保護(hù)電位保護(hù)電位）或有效保護(hù)所需達(dá)到的電位值（合理保護(hù)電位）保護(hù)電流密度：使被保護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到最小保護(hù)電位所需的陰極保護(hù)電流密度：使被保護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到最小保護(hù)電位所需的陰極電流密度稱(chēng)為最小保護(hù)電流密度。電流密度稱(chēng)為最小保護(hù)電流密度。陰極保護(hù)陰極保護(hù) 陰

13、極保護(hù)的兩種方法陰極保護(hù)的兩種方法犧牲陽(yáng)極保護(hù)犧牲陽(yáng)極保護(hù)外加電流陰極保護(hù)外加電流陰極保護(hù)陽(yáng)極保護(hù)陽(yáng)極保護(hù) 原理原理 對(duì)于具有鈍化行為的金屬設(shè)備和溶液體系，當(dāng)用外電對(duì)于具有鈍化行為的金屬設(shè)備和溶液體系，當(dāng)用外電源對(duì)它進(jìn)行陽(yáng)極極化，使其電位進(jìn)入鈍化區(qū)，維持鈍態(tài)使源對(duì)它進(jìn)行陽(yáng)極極化，使其電位進(jìn)入鈍化區(qū)，維持鈍態(tài)使腐蝕速度變得極其甚微，則得到陽(yáng)極保護(hù)。腐蝕速度變得極其甚微，則得到陽(yáng)極保護(hù)。 陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)恒電位儀（直流電源）、輔助陰極以及測(cè)量和恒電位儀（直流電源）、輔助陰極以及測(cè)量和 保護(hù)電位的參保護(hù)電位的參比電極組成。比電極組成。 陽(yáng)極保護(hù)參數(shù)陽(yáng)極保護(hù)參數(shù)致鈍電流密度、鈍化區(qū)電位范圍、維鈍電流密度致鈍電流密度、鈍化區(qū)電位范圍、維鈍電流密度金屬涂鍍層保護(hù)金屬涂鍍層保護(hù) 金屬鍍層保護(hù)金屬鍍層保護(hù)金屬鍍層保護(hù)原理金屬鍍層保護(hù)原理 陽(yáng)極性鍍層和陰極性鍍層陽(yáng)極性鍍層和陰極性鍍層金屬涂鍍層技術(shù)金屬涂鍍層技術(shù) 熱浸度、滲鍍、電鍍、刷鍍、化學(xué)鍍、包鍍、熱浸度、滲鍍、電鍍、刷鍍、化學(xué)鍍、包鍍、機(jī)械鍍、熱噴涂（火焰、等離子、電?。⒄婵諜C(jī)械鍍、熱噴涂（火焰、等離子、電?。⒄婵斟?、高能束表面改性等。鍍、高能束表面改性等。金屬涂鍍層保護(hù)金屬涂鍍層保護(hù) 非金屬涂層非金屬涂層無(wú)機(jī)涂層無(wú)機(jī)涂層 金屬的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、搪瓷涂層、硅酸鹽水泥涂金屬的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、搪瓷涂層、硅酸鹽水泥涂層、陶瓷涂層層、陶瓷涂