第1章 腐蚀引论.pptVIP

金属为什么会发生腐蚀？ Q1：腐蚀过程是否发生？——热力学 Q2：腐蚀速率是多少或管线能维持多久？——腐蚀动力学 * 1 * * 第一章 腐蚀引论 掌握腐蚀的定义； 了解腐蚀的探测方法； 了解如何减缓腐蚀。 1.1 什么是腐蚀？ 广义地 腐蚀指材料与环境相互作用而导致的失效。 材料包含所有的天然和人造材料，包括塑料、陶瓷和金属。 目前大部分书都主要指埋地管线用碳钢和低合金钢的腐蚀 热力学角度 指金属转化成低能量氧化物的过程。 材料总是趋向最低能量状态存在。多数金属处于热力学不稳定状态，具有寻求低能量状态（如氧化物或其他化合物）的倾向。 腐蚀 腐蚀过程 腐蚀过程包括金属丢失电子的氧化反应和消耗电子的还原反应。 氧化反应： 还原反应： 通常地，氧化反应称为阳极反应，还原反应称为阴极反应。腐蚀发生必须同时进行上述两个电化学反应。 大多数通用工程材料的腐蚀发生在水（含水）环境，从性质上说一个电化学过程。 差异腐蚀电池 当腐蚀过程电化学反应在不同区域进行时称为差异腐蚀电池。 腐蚀微电池示意图 阳极区：金属被氧化的区域，电流从金属表面流向电解质溶液。 阴极区：金属离子离开表面，电流通过电解质溶液流向氧、水或其他物质被还原的区域。 组成 （1）阳极（2）阴极 （3）用于连接阳极和阴极的导电金属通道（通常是管线本身） （4）阳极和阴极必须处于导电的电解质溶液（通常是潮湿的土壤） 电偶腐蚀是差异腐蚀电池的类型之一 1.2 如何探测腐蚀 当金属在电解质溶液中，由于腐蚀的电化学特征，在金属和电解质溶液界面产生电位差。 利用电压表可测量土壤中两种不同金属间的电位差。金属和参比电极之间的电位差，称为腐蚀电位或开路电位。土壤环境中，通常用铜/饱和硫酸铜参比电极（CSE）。 通过测量电位可以估计不同金属在一定环境中的相对耐蚀性，也可以判断电偶腐蚀发生的可能性。 电位测量的另外一个用途 判断电偶腐蚀的发生 同一环境中两块金属连接后，电偶对中电位较负的金属称为差异腐蚀电池的阳极，电位较正的金属称为阴极。通常，组成电偶对的两种金属电位差愈大，电偶腐蚀愈严重。 利用电位测量也可以检测埋地管线是否存在差异腐蚀电池。 1.3 减缓腐蚀 主要方法是涂层和阴极保护。 涂层：一般是电绝缘材料，在金属表面形成一层连续的膜，将金属与周围电解质溶液隔离，使二者之间增加一个很高的电阻，防止电化学反应发生。 阴极保护：使金属表面成为电化学电池阴极而减缓金属表面腐蚀速率。可以通过运用外部电源或牺牲阳极，使金属电位向负方向偏移实现。