腐蚀环境等级

滨海环境下金属的腐蚀与防护对策

摘 要：本文介绍了滨海环境下金属腐蚀的一些相关知识，包括其概念、电化学过程、海水及海洋大气腐蚀的的危害、环境特征、腐蚀介质、腐蚀类型，以及海洋环境中影响金属腐蚀的因素和如何做好海洋环境中的腐蚀与防护工作。

前言

金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。所谓环境是指和金属接触的物质；例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等，以及生产生活用的原材料和产品。金属发生腐蚀的部分，由单质变成化合物，至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。因此，研究腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。

一、海水对金属的腐蚀机理

海洋约占地球表面积的70%，是自然界中数量最大、而且腐蚀性最强的天然电解质溶液。

1、海水的特点

海水是一种含盐量相当大的腐蚀性介质，表层海水含盐量一般在3.20％-3.75％之间，随水深的增加，海水含盐量略有增加。盐分

中主要为氯化物，占总盐量的88.7％.由于海水总盐度高，所以具有很高的比电导率，海水平均比电导率约为4×10^

腐蚀环境下锈层的成分及分类

摘要

伴随着经济技术的发展，对钢材的耐蚀性要求不断提高。在不同的环境下，碳钢的腐蚀速率都有不同的变化。在大气环境，海洋环境等不同的环境下，影响腐蚀的因素不同，生成的腐蚀产物也有不同的变化，内外锈层的成分也在改变。大气环境下内锈层的成分主要以α-FeOOH和Fe3O4为主，外锈层为γ-FeOOH。海洋环境下，腐蚀产物有Fe3O4、γ-Fe2O3、α-Fe2O3、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、FeOCl、GR*(1)。

1 前 言

随着经济技术的发展，钢材被大量的应用于生活，工业中，但由于钢材在环境中的腐蚀，造成大量的损失，每年在大气环境下，有大量的材料遭到破坏。根据《2009年中国海洋经济统计公报》，2009年我国海洋生产总值31964亿元，腐蚀损失占生产总值5%计算，那么每年海洋损失达到1.598亿元。实际损失量远远大于这个数值。许多人对于碳钢腐蚀进行研究，此次对各种环境下的锈层成分成分进行总结。

2 大气腐蚀产物

对于腐蚀初期过程的锈层演化研究表明：碳钢的锈层的常见成分含有Fe2O3、α-FeOOH、γ-FeOOH、非晶的FeOOH和Fe3O4。铁锈的发展是一个极其复杂的过程，在最初的阶段

腐蚀环境下锈层的成分及分类

摘要

伴随着经济技术的发展，对钢材的耐蚀性要求不断提高。在不同的环境下，碳钢的腐蚀速率都有不同的变化。在大气环境，海洋环境等不同的环境下，影响腐蚀的因素不同，生成的腐蚀产物也有不同的变化，内外锈层的成分也在改变。大气环境下内锈层的成分主要以α-FeOOH和Fe3O4为主，外锈层为γ-FeOOH。海洋环境下，腐蚀产物有Fe3O4、γ-Fe2O3、α-Fe2O3、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、FeOCl、GR*(1)。

1 前 言

随着经济技术的发展，钢材被大量的应用于生活，工业中，但由于钢材在环境中的腐蚀，造成大量的损失，每年在大气环境下，有大量的材料遭到破坏。根据《2009年中国海洋经济统计公报》，2009年我国海洋生产总值31964亿元，腐蚀损失占生产总值5%计算，那么每年海洋损失达到1.598亿元。实际损失量远远大于这个数值。许多人对于碳钢腐蚀进行研究，此次对各种环境下的锈层成分成分进行总结。

2 大气腐蚀产物

对于腐蚀初期过程的锈层演化研究表明：碳钢的锈层的常见成分含有Fe2O3、α-FeOOH、γ-FeOOH、非晶的FeOOH和Fe3O4。铁锈的发展是一个极其复杂的过程，在最初的阶段

腐蚀环境下锈层的成分及分类

摘要

伴随着经济技术的发展，对钢材的耐蚀性要求不断提高。在不同的环境下，碳钢的腐蚀速率都有不同的变化。在大气环境，海洋环境等不同的环境下，影响腐蚀的因素不同，生成的腐蚀产物也有不同的变化，内外锈层的成分也在改变。大气环境下内锈层的成分主要以α-FeOOH和Fe3O4为主，外锈层为γ-FeOOH。海洋环境下，腐蚀产物有Fe3O4、γ-Fe2O3、α-Fe2O3、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、FeOCl、GR*(1)。

1 前 言

随着经济技术的发展，钢材被大量的应用于生活，工业中，但由于钢材在环境中的腐蚀，造成大量的损失，每年在大气环境下，有大量的材料遭到破坏。根据《2009年中国海洋经济统计公报》，2009年我国海洋生产总值31964亿元，腐蚀损失占生产总值5%计算，那么每年海洋损失达到1.598亿元。实际损失量远远大于这个数值。许多人对于碳钢腐蚀进行研究，此次对各种环境下的锈层成分成分进行总结。

2 大气腐蚀产物

对于腐蚀初期过程的锈层演化研究表明：碳钢的锈层的常见成分含有Fe2O3、α-FeOOH、γ-FeOOH、非晶的FeOOH和Fe3O4。铁锈的发展是一个极其复杂的过程，在最初的阶段

第一部分 腐蚀原理

一、 均匀腐蚀速度

1-1. 根据表1-1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。

表1-1 碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据 试 验 介 质 试样材料 矩形薄板试样尺寸(mm) 腐蚀前重W0(g) 浸泡时间t (hr) 腐蚀后重W1(g) 30% HNO3，25?C 碳 钢 20?40?3 18.7153 45 18.6739 铝 30?40?5 16.1820 45 16.1347 1-2. 奥氏体不锈钢和铝是硝酸工业中使用很多的材料。根据表1-2中的数据，分别计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速度Vp，并分析所得结果，比较两种材料的耐蚀性能。

表1-2 不锈钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据 试验介质 试样材料 圆形薄板试样尺寸(mm) 腐蚀前重W0(g) 浸泡时间t (tr) 腐蚀后重W1(g) 20%HNO3, 25?C 不锈钢 ?30?4 22.3367 400 22.2743 铝 ?40?5 16.9646 20 16.9151 98%H

第一部分 腐蚀原理

一、 均匀腐蚀速度

1-1. 根据表1-1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。

表1-1 碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据 试 验 介 质 试样材料 矩形薄板试样尺寸(mm) 腐蚀前重W0(g) 浸泡时间t (hr) 腐蚀后重W1(g) 30% HNO3，25?C 碳 钢 20?40?3 18.7153 45 18.6739 铝 30?40?5 16.1820 45 16.1347 1-2. 奥氏体不锈钢和铝是硝酸工业中使用很多的材料。根据表1-2中的数据，分别计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速度Vp，并分析所得结果，比较两种材料的耐蚀性能。

表1-2 不锈钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据 试验介质 试样材料 圆形薄板试样尺寸(mm) 腐蚀前重W0(g) 浸泡时间t (tr) 腐蚀后重W1(g) 20%HNO3, 25?C 不锈钢 ?30?4 22.3367 400 22.2743 铝 ?40?5 16.9646 20 16.9151 98%H

应力腐蚀和晶间腐蚀的区别

在不锈钢的问题上经常提到应力腐蚀和晶间腐蚀，他们的腐蚀到底有什么不同呢？如何区分呢？

1、晶间腐蚀

晶粒间界是结晶方向不同的晶粒间紊乱错合的界域，因而，它们是金属中各溶质元素偏析或金属化合物沉淀析出的有利区域。在某些腐蚀介质中，晶粒间可能先行被腐蚀。这种沿着材料晶粒间界先行发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的局部破坏现象，称为晶间腐蚀。特点是金属的外形尺寸几乎不变，大多数仍保持金属光泽，但金属的强度和延性下降，冷弯后表面出现裂缝，失去金属声，作断面金相检查时，可发现晶界或毗邻区域发生局部腐蚀，甚至晶粒脱落，腐蚀沿晶界发展推进较为均匀。 2、应力腐蚀

金属材料在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，经过一定时间后出现低于材料强度极限的脆性开裂现象，致使金属材料失效，这种现象称为应力腐蚀开裂。特点是出现腐蚀裂缝甚至断裂，裂缝的起源点往往在点腐蚀小孔或腐蚀小

坑的底部；裂缝扩展有沿晶间、穿晶粒和混合型三种，主裂缝通常垂直于应力方向，多半有分枝；裂缝端部尖锐，裂缝内壁及金属外表面的腐蚀程度通常很轻微，裂缝端部的扩张速度很快，断口具有脆性断裂的特征。

首先，试验方法不同，晶间腐蚀试验采用硫酸和硫酸铜，加热温度650

1.何谓化学腐蚀、电化学腐蚀？

2．详细推导V、VL和ia的关系，并标出推导过程中各符号的单位？

?

※<习题二>

3.名词解释：平衡电极电位、交换电流密度、非平衡电极电位、混合电位、共轭体系。

4.什么 是腐蚀原电池，它与干电池工作原理有何区别与联系，它是如何工作的？ 5. 计算Cu电极在0.1mol/LCuSO4和5 mol/LCuSO4溶液之间构成的浓差电池电动势（忽略其液接电位）。

6.请绘制Fe-H 2O体系的电位-pH图。

?

※<习题三>

7.什么是零电荷电位，它与自腐蚀电位是否有区别？ 8.电化学极化控制下决定腐蚀速率的主要因素是什么？

9.试画出由电化学控制的阳极极化曲线，请写出当阳极过电位大于120mV后的动力学方程。

10.试画出浓度极化控制的阴极极化曲线，并标出极限电流密度，指出极限电流密度的意义。

11.腐蚀电池分类的依据是什么？有哪些类型的腐蚀电池，产生的原因是什么？ 12.试用混合电位理论讨论Fe3+对铁在酸中腐蚀行为的影响。 13.试画出阴极和电阻混合控制的Evans图。

?

※<习题四>

14.析氢腐蚀有哪些特征？影响析氢过电位的因素有哪些？ 15.什么是吸氧腐蚀？影响因素有哪些？

?

※<习题五>

16.金属的自钝化

腐蚀磨损综述

报告人：郑** 学 号：S313**00**

腐蚀磨损综述

1.腐蚀磨损概述 2.金属的腐蚀磨损 2.1腐蚀磨损分类 2.2氧化磨损 2.3电化学腐蚀磨损 2.4金属腐蚀磨损测试技术 3.金属腐蚀磨损发展趋势 4.参考文献

腐蚀磨损综述

1.1 腐蚀磨损的定义两摩擦表面与周围介质发生化学或电化学反 应，在表面上形成的腐蚀产物粘附不牢，在摩擦 过程中被剥落下来，新的表面又继续和介质发生 反应，这种腐蚀和磨损的重复过程称为腐蚀磨损 (Corrosion Wear)。 腐蚀磨损行为与纯腐蚀行为和纯磨损行为均 有很大差异。

腐蚀磨损综述

1.2 研究背景材料的腐蚀磨损经常发生在泵、阀的过流部 件(泵体、叶轮等),管道内壁面，及腐蚀介质 中服役的摩擦副中。其中以双向流造成的破坏尤 其严重。 据统计，在石油化工，能源交通，水利电力 等行业的机械设备中，腐蚀磨损造成的损失占总 腐蚀量的9%,总磨损量的5%。 腐蚀磨损是一个物理、机械、化学和电化学 作用的综合作用，各种因素的影响错综复杂，给 研究工作带来了极大的困难，近几十年来人们不 断探索并就此问题进行了一些初步研究。

腐蚀磨损综述

1.3 研究现状20世纪80年代，南非科学家们首先采用先腐 蚀后磨损的方法，

选修1《化学与生活》教学设计 广州市第七中学 曾海刚 第三章 探索生活材料 第二节 金属的腐蚀和防护

第一课时 金属的腐蚀

一、教材分析

在高中课程标准必修教科书化学2中，已经介绍了化学能与电能的转换，即原电池的相关知识。本节是在此基础上，引导学生了解金属的腐蚀原理和防护方法等。

教材首先以彩色图片介绍锈迹斑斑的钢铁，铜器表面生成一层薄薄的铜绿来引入金属的腐蚀。金属的腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀两部分内容。在化学腐蚀中，以家用燃气灶的中心部位很容易生锈，（补充化学实验室的金属设备易腐蚀）而食品罐头放在南极已差不多90年了，却很少生锈为例（图3-14），强调温度（反应条件）对化学腐蚀的影响比较明显。在电化学腐蚀中，通过“科学探究”，让学生设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率较快，引出电化学腐蚀。为了降低难度，教科书中没有出现“吸氧腐蚀”和“析氢腐蚀”这两个名词，只是介绍了钢铁发生电化学腐蚀时在正极上发生的这两类原电池反应。最后强调指出化学腐蚀和电化学腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。

二、教学设计思路：

通过大量生活中金属被腐蚀的图片展示，引发学生对金属腐蚀现象的关注→通过金属腐蚀造成经济损失的具体数据