腐蚀与防护概论第四章 工业及自然环境中的腐蚀.pptVIP

第四章 工业及自然环境中的腐蚀 第一节 石油天然气生产设备腐蚀 第二节 化工与石油化工设备腐蚀 第三节 基础设施的腐蚀 第四节 火力发电厂设备腐蚀 第五节 水利枢纽金属结构腐蚀 第六节 电子设备金属材料的腐蚀 第一节 石油天然气生产设备腐蚀 从石油勘探、开采到油气生产加工都使用大量钢管和容器，如各种钻探用的钻柱和管柱、油气输送和储存用的各种管道和贮罐等。 石油天然气生产包括油气开发和油气储运两个部分。 油气开发部分的腐蚀： 主要包括钻井、采油和采气以及地面油气集输系统腐蚀，如钻杆、油套管、抽油杆的断裂、穿孔和挤毁。此外还包括油田注水系统的腐蚀问题。 例如，塔里木的轮南油田其原始地层压力在50MPa以上，温度为120℃左右，氯离子含量高达130g/L，CO2分压0.7~3.5MPa。这样恶劣的腐蚀环境对井下设备造成了十分严重的腐蚀。 孔蚀：又叫点蚀、坑蚀，是一种集中发生在某些点处并向金属内部发展的孔、坑状腐蚀。 钝化膜破坏理论认为带有氧化膜的金属与Cl- 等活性阴离子接触，由于Cl- 半径较小易于穿过表面膜，使之局部破损成为蚀孔核心。在表面膜受到破坏的部位，露底金属呈活化状态成为阳极，未受破坏处仍处于钝态成为阴极，构成大阴极—小阳极的宏观腐蚀电池。 油气储运部分： 我国目前有油气长输管道2万多千米，各种油管、油库数量庞大，埋地油、气、水管道服役环境十分复杂，往往要穿越河流、公路、乡村、城镇、沼泽等地带，受到直流、交流杂散电流干扰，因此很容易在土壤中发生腐蚀穿孔，造成油、气、水的跑冒滴漏，产生巨大的经济损失。 第二节 化工与石油化工设备腐蚀 在化学工业中存在各种酸、碱、盐和有机溶剂等强腐蚀介质。此外，化工生产过程愈来愈多地要求在高温、高压和连续操作的条件下运行，所以腐蚀损失尤为严重。 化工设备的腐蚀事故常常是由于应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳、氢脆或孔蚀等难以预测的局部腐蚀形式引起的。 应力腐蚀：是在拉应力和特定腐蚀介质协同作用下发生的金属的破断现象。 应力腐蚀产生的条件 （1）存在一定的拉应力 （2）材料的应力腐蚀敏感性：材料的强度水平越高，越易发生应力腐蚀。 （3）对介质的选择：某种材料只有在特定的腐蚀介质中才会发生。 易于发生应力腐蚀开裂的金属——介质体系 腐蚀疲劳：是指金属材料在腐蚀介质和交变应力共同作用下引起的破坏。 氢脆：是指氢对金属的破坏。在腐蚀性环境下，裂纹尖端溶液酸化，氢离子H+浓度提高，并且被还原变成吸附氢原子H，向金属内部扩散，使裂纹尖端区脆化，促进裂纹扩张，使金属发生脆性断裂。 化工生产的腐蚀危害还表现在，由于跑、冒、滴、漏以及泄出废气、废液所造成的环境污染严重。例如，氯碱厂的腐蚀会造成氨气、盐酸等的泄漏等等。 化工企业共分为17个行业，其中腐蚀最严重的行业是氯碱和电石、化肥、纯碱、农药、染料和无机盐等六个行业。 第三节 基础设施的腐蚀 基础设施（如公路、桥梁等）大多以钢筋混凝土结构为主体，而钢筋腐蚀是钢筋混凝土结构破坏的主要原因。 特别是以桥梁为代表的钢筋混凝土基础设施的腐蚀破坏，成为当今世界突出的问题。 环境污染对钢筋腐蚀的影响 1、 CO2的影响 混凝土中钢筋保持钝化状态的临界碱度是pH=11.5。而工业生产中有大量CO2排到大气中，CO2与混凝土中的Ca（OH）2起化学反应，生成中性的碳酸盐CaCO3使混凝土“碳化”。“碳化”的结果可使pH9。此时，钢筋锈蚀就是不可避免的了。 2、SO2对钢筋的腐蚀 SO2、SO3及其形成的酸雨，一方面中和混凝土中的Ca（OH）2，使混凝土变得不稳定，碱度降低。另一方面，所生成的硫酸盐使混凝土进一步发生膨胀侵蚀作用，可使混凝土胀裂、酥化。混凝土自身遭破坏，自然会降低或丧失对其内钢筋的保护能力。 提高混凝土自身耐久性与防护能力的主要技术指标： 1、密实性 影响混凝土耐久性的因素，按重要程度排列次序是：钢筋腐蚀、冻融破坏、化学侵蚀等。而这些因素影响力，无不取决于混凝土的密实性。 2、抗裂性 混凝土抗裂性（宏观、微观裂纹）应该最大限度地保证和提高。 3、高碱度 最大限度地、长时期地确保混凝土具有高碱度（pH＞12），为钢筋保持钝化状态提供一个必要的环境。 以氯盐为主的腐蚀环境中保护钢筋的措施 第四节 火力发电厂设备腐蚀 电力工业的锅炉及汽轮发电机组均以千吨计，主设备不可能大量采用耐蚀材料。 为防止火力发电厂腐蚀，首要的是采取合理的防腐蚀水质处理设计，使锅炉机组使用的水汽介质尽可能纯净，在此基础上采取辅助性防腐蚀水质处理。 火电厂热力设备的腐蚀主要表现为锅炉、凝气器和气轮机等设备的腐蚀。其中锅炉设备占70%以上。 锅炉腐蚀中最常见的是水冷管壁、再热器、过热器和省煤器（四管）的腐蚀爆管，占锅炉故障的60%以上。 抑制“四管”爆