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材料宏观腐蚀学—— 材料腐蚀调查与损失评估 一、概述1.腐蚀危害 腐蚀是材料和周围环境发生化学或电化学反应而导致的一种破坏，它给人类带来巨大的经济损失和社会危害。 腐蚀造成的经济损失包括“更换设备和构件费、修理费”等直接损失和“停产损失”等间接损失，此外，还有材料、能源等自然资源的浪费和污染环境及危害人身安全所造成的损失。表1、2列出一些典型案例。 2.调查方法目前采用的方法有三种：1）Uhlig法：从生产制造方面单纯地累加直接防蚀费进行评估。2）Hoar法：按各使用领域地腐蚀损失和防蚀费的总和进行推算。3）Battelle法：根据企业生产关联表，用投入/产出矩阵方法进行统计。 结合我国具体条件，采用发送调查表等方法对一些行业的腐蚀损失进行调查，然后用Uhlig法和Hoar法可对我国腐蚀损失进行估算。 二、国外腐蚀损失调查 70年代前后，英国、美国、日本等国都进行了较为系统的腐蚀损失调查，结果如图1。由图可知，腐蚀和防治腐蚀可占各国GNP的1～5％，其中1/4可通过现有的腐蚀知识和控制技术予以避免。 日本腐蚀防蚀协会用Uhlig和Hoar法估算的1997/1998年直接腐蚀损失为39,380亿日元和52,580亿日元。若同时考虑间接损失，则整个腐蚀损失要比Uhlig法算的高2倍多。 英国由涂料研究协会和材料科学会联合组成调查委员会，重点调查化工/石油、钢结构和汽车工业，并采用”寿命周期成本法”和”检测风险分析”减少腐蚀损失的程度 。 美国在1999年议会委托拨款100万美元，在2年内由CC Technologies Laboratories和NACE International执行一个评估美国金属腐蚀的计划，已公布部分调查结果。 2. 用Uhlig法试评估我国腐蚀损失1）表面涂装费 计算表面涂装费所需的防蚀费是在调查了不同用途的涂料使用量后，算出涂料费和涂装作业费的和。根据日本1977年的腐蚀损失调查报告，涂装作用费一般是涂料费的5倍，在海运业方面是涂料费的10倍。 我国涂料生产厂有8,000多家，年生产能力约为250～300万吨。2000年我国涂料产量约为200万吨，以这些数据为基准，按涂料费用15,000元/吨和18,000元/吨分别计算，结果如表5、6所示。 1299.9 2000 总计 49.5 5 50 5.5 110 其它 0 5.5 110 水器、家具 31.5 5 70 2.5 50 设备、机械 37.8 5 70 3.0 60 家电 180 5 100 10.0 200 石油化工、化工 船舶、海洋、集装箱 412.5 10 100 12.5 250 重防腐船舶 138.6 5 70 11.0 220 汽车 450 5 50 50.0 1000 建筑 涂料费和涂装费亿元 涂装费（涂料费的倍数） 防蚀所占 比例 使用比例 使用数量 ×103吨 用途 表5 按15000元/吨计算 1559.86 2000 总计 59.4 5 50 5.5 110 其它 0 5.5 110 水器、家具 37.80 5 70 2.5 50 设备、机械 45.36 5 70 3.0 60 家电 216 5 100 10.0 200 石油化工、化工 船舶、海洋、集装箱 495 10 100 12.5 250 重防腐船舶 166.3 5 70 11.0 220 汽车 540 5 50 50.0 1000 建筑 涂料费和涂装费亿元 涂装费（涂料费的倍数） 防蚀所占 比例 使用比例 使用数量 ×103吨 用途 表6 按18000元/吨计算 * * 北京科技大学腐蚀与防护中心 李晓刚教授 ～200 152 51 2.7 147 Ti 15～20 101 18 2.5 123 Zn 30～40 95 24 3.4 308 Cu ～80 91 35 5.1 1170 Al 16～30 319 109 1.3 1×106 Fe 每公斤材料能耗 千瓦-h 乐观计算年数 a 可用年数 a 年消耗增加率 ％ 储量 mt 金属 表1 地球上重要金属资源的估计储量 表2 我国的一些腐蚀事故案例 大火烧了25分钟 高温管线硫化物腐蚀 广东某石化厂焦化装置发生重大火灾 2000年6月16日 停产达半年，直接经济损失达2亿多元，间接损失巨大 硫化物腐蚀 北京某化工厂18个乙烯原料储罐发生火灾 1997年6月27日 当场炸死30余人，重伤50多人 环境敏感断裂 液化气罐爆炸 1979 仅第一次爆炸的直接经济损失达7000万元 腐蚀断裂 天然气管线腐蚀断裂、爆炸 1971 特大爆炸，人员伤亡，日产百万