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第六篇 管道防腐与清洗 !$++ 第一章 金属腐蚀 第一节 金属腐蚀的基本原理 一、腐蚀的分类 金属的腐蚀一般可分为两大类，即化学腐蚀和电化学腐蚀。 ! 化学腐蚀 金属表面与介质直接发生化学作用而引起的破坏称为化学腐蚀。如金属与空气中的#$ 、 %# 或 % 等气体的作用。一般说来，在常温下化学腐蚀速度较慢，但在高温时则速度很 $ $ 快。如金属罐和管线采用氧气切割或气焊施工时，金属表面上产生的氧化皮就是铁在高温下 的化学腐蚀现象。即 ’() * +# , $-) # $ $ + 化学腐蚀的特点是： （）在腐蚀过程中没有电流产生； ! （）腐蚀产物直接生成于发生化学反应的表面区域。 $ $ 电化学腐蚀 金属在电解质溶液中，由于形成原电池而发生的腐蚀破坏称为电化学腐蚀。借助氧化还 原反应，能够产生电流的装置叫做原电池。或者说，把化学能变为电能的装置叫做原电池。 我们常用的干电池就是利用原电池原理制成的 （图 . / ! / !）。干电池主要由石墨、锌皮和电解质 （氯化 铵）组成。当用导线连接石墨和锌皮时，串联在导线中 的灯泡就亮了，说明有电流通过。电流是怎样产生的 呢？简单地说，是在原电池的回路中，由于锌在电解质 溶液中不断溶解的结果。锌溶解也就是锌受到腐蚀，而 对于石墨来讲，它在原电池工作过程中本身不发生变 图. / ! / ! 干电池工作原理示意图 化，我们称锌为阳极，石墨为阴极；阳极遭受腐蚀，阴 极不腐蚀。因此，当干电池没电时锌皮快腐蚀完了，就 是这个道理。同样道理，当金属表面上形成了一个短路的原电池，例如碳钢中的铁相当于干 电池的锌 （阳极）。钢中的某些成分 （如-) 0 ）相当于干电池的石墨 （阴极），这二个电极 + 是短路的 （直接接触），只要金属不在电解质溶液中就不会有电流产生，也不会有腐蚀作用， 但将碳钢放在电解质溶液中，其表面就会形成许多短路的微小电池，并伴有电流产生，即发 )$1 石油天然气管道安装设计维修管理与施工标准实务全书 生电化学腐蚀。在阳极区 被氧化为 $ % ，所放出的电子自阳极 （ ）流至钢表面的阴极 ! # ! % 区 （如 ）上，与 作用而还原成氢气，即 ! ’ ( 阳极反应： ! ! !$ % % $ 阴极反应： $( % % $ ! ( $ 总反应： ! % $( % ! !$ % % ( $ 在发生电化学腐蚀时，金属和外部介质发生了电化学反应，产生了电流，所以电化学腐 蚀的特点是： （）腐蚀过程中有电流产生； ) （）腐蚀过程可以分为两个相互独立进行的反应过程，阴极过程和阳极过程，其中阳极 $ 被腐蚀； （）在被腐蚀的金属周围有能引起离子导电的电解质。 综上所述，电化学腐蚀实际上是一个短路的原电池电极反应的结果，这种原电池又称为 腐蚀原电池。油气管道和储罐在潮湿的大气中、海水中、土壤中以及油气田的污水、注水系 统等环境中的腐蚀均属此类。腐蚀原电池与一般原电池的差别仅在于原电池是把化学能转变 为电能 （如干电池），作有用功，而腐蚀原电池则只能导致材料的破坏，不对外界作有用