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1、第三章金屬常見的腐蝕形式1全面腐蝕與局部腐蝕2電偶腐蝕3點(diǎn)蝕4縫隙腐蝕5晶間腐蝕6力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞第一節(jié)全面腐蝕與局部腐蝕1全面腐蝕:腐蝕分布在整個(gè)金屬表面,腐蝕的分布和深度相對(duì)較均勻。腐蝕量大,腐蝕速度較穩(wěn)定,危險(xiǎn)性小,可預(yù)測(cè);陰極陽極為微電極,面積大致相等,反應(yīng)速度較穩(wěn)定。2局部腐蝕:腐蝕主要集中在金屬表面某些局部區(qū)域,其余大部分區(qū)域幾乎不腐蝕。腐蝕的分布和深度很不均勻,金屬損失總量不大,危險(xiǎn)性很大,突發(fā)性破壞。第二節(jié)電偶腐蝕1電偶腐蝕(異金屬接觸腐蝕):當(dāng)兩種具有不同電位的金屬相互接觸(或通過電子導(dǎo)體連接),并浸入電解質(zhì)溶液時(shí),電位較負(fù)的金
2、屬腐蝕速度變大,而電位較正的金屬腐蝕速度減緩。主要因素:不同的金屬的不同電位兩種金屬的電極電位相差越大,電偶腐蝕越嚴(yán)重。2電偶序電位較負(fù)的金屬是陽極,加速腐蝕電位較正的金屬是陰極,受到保護(hù)判斷標(biāo)準(zhǔn)電極電位→腐蝕電位→電偶序×(穩(wěn)定電位)√電偶序:根據(jù)金屬(或合金)在一定條件下測(cè)得的穩(wěn)定電位的相對(duì)大小排列而制成的表。(p43Tab.3-1)電偶序與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)序區(qū)別:含義:電偶序按非平衡可逆體系的穩(wěn)定電位排列電動(dòng)序按純金屬在平衡可逆的標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)得的電極電位排列用途:電偶序判斷在一定介質(zhì)中兩種金屬耦合時(shí)產(chǎn)生電偶腐蝕的可能性(陽極?陰極?)電動(dòng)序判斷金屬的腐蝕傾向使用
3、電偶序的注意事項(xiàng):(1)根據(jù)相對(duì)位置√具體數(shù)據(jù)?不涉及腐蝕速度(2)同一組內(nèi)的金屬或合金電位數(shù)值相差不大,無顯著電偶效應(yīng),可聯(lián)合使用(3)表上方的金屬或合金電位低于下方的,兩種耦合的金屬位置距離越遠(yuǎn),電位差值越大,陽極金屬(電位較負(fù))腐蝕程度顯著增加。(4)腐蝕介質(zhì)的導(dǎo)電性:介質(zhì)導(dǎo)電性差,電阻大,電偶腐蝕電流不易分散而集中在陽極上,腐蝕加劇。3影響因素(1)環(huán)境電偶腐蝕中一般較不耐蝕的金屬是陽極,但環(huán)境不同電位有時(shí)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。(Tab.3-2)(2)面積效應(yīng)電偶腐蝕電池中陰極和陽極面積之比對(duì)腐蝕過程的影響。陰、陽極面積比的增大與陽極的腐蝕速度呈直線函數(shù)關(guān)系,增加
4、極為迅速。大陽極-小陰極,陽極腐蝕速度較慢;大陰極-小陽極,陽極腐蝕速度加劇。(3)介質(zhì)導(dǎo)電性介質(zhì)的電導(dǎo)率高,則較活潑金屬的腐蝕可能擴(kuò)展到距接觸點(diǎn)較遠(yuǎn)的部位,即有效陽極面積增大,腐蝕不嚴(yán)重。在電解質(zhì)溶液中,如果沒有維持陰極過程的溶解氧,氫離子或其他氧化劑,不能發(fā)生電偶腐蝕。如在封閉熱水體系中,銅與鋼的連接不產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。4防止(1)設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用電偶序中相近的金屬元素,并盡量避免大陰極/小陽極的面積組合;(2)施工中可考慮在不同金屬的連接處加以絕緣。(法蘭連接處用絕緣材料的墊片)(3)涂料涂覆在陰極性金屬,減小陰極面積;(4)緩蝕劑,減緩介質(zhì)的腐蝕性;(5)
5、設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到易于腐蝕的陽極部件在維修時(shí)易于更換或修理。第三節(jié)點(diǎn)蝕1點(diǎn)蝕:破壞主要集中在某些活性點(diǎn)上并向金屬內(nèi)部深處發(fā)展,腐蝕深度大于孔徑,而其他地方幾乎不腐蝕或腐蝕輕微。特點(diǎn):孔徑小,金屬損失量??;蝕孔產(chǎn)生有誘導(dǎo)期;自催化作用下加速進(jìn)行,破壞性和隱患較大;蝕孔沿重力方向生長(zhǎng);點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生的具有自鈍化性能的金屬或合金上,并在含氯離子的介質(zhì)中更易發(fā)生。2機(jī)理點(diǎn)蝕為什么要有誘導(dǎo)期?為什么僅在極其局部的區(qū)域內(nèi)發(fā)生?點(diǎn)蝕核的形成及材料表面狀況鈍化金屬(鈍化膜):溶解—修復(fù)基底金屬與鄰近完好鈍化膜之間構(gòu)成局部電池(基底金屬為陽極,鈍化膜為陰極)→點(diǎn)蝕核→孔口介質(zhì)pH增大
6、→有沉淀生成→孔口沉積形成閉塞電池→保護(hù)穴位→酸度增加,腐蝕速度增大(自催化酸化作用)→蝕坑增大→誘導(dǎo)期結(jié)束(進(jìn)入高速溶解階段)金屬表面膜不完整蝕孔內(nèi)金屬電位較負(fù),陽極;蝕孔外金屬電位較正,陰極;——活態(tài)-鈍態(tài)腐蝕電池(大陰極/小陽極)孔內(nèi)(陽極):Fe→Fe2++2eCr→Cr3++3eNi→Ni2++2e孔外(陰極):?O2+H2O+2e→2OH-——宏觀腐蝕電池以不銹鋼在氯化鈉溶液中點(diǎn)蝕為例孔內(nèi)金屬離子濃度增加→氯離子向孔內(nèi)遷移Fe2++2Cl-→FeCl2FeCl2+2H2O→Fe(OH)2+2HCl→酸性增加導(dǎo)致金屬的更大溶解→Fe(OH)2在孔口氧
7、化為Fe(OH)3疏松沉淀→氯離子不斷向孔內(nèi)遷移→水解pH下降→環(huán)境不斷惡化——由閉塞電池引起孔內(nèi)酸化從而加速腐蝕的作用,稱“自催化酸化作用”3影響因素:材料,介質(zhì)成分,流速和溫度(1)材料具有自鈍化特性的材料易發(fā)生點(diǎn)蝕,鈍化膜局部有缺陷時(shí),點(diǎn)蝕核在這些點(diǎn)上優(yōu)先形成。材料的表面粗糙度和清潔度對(duì)耐點(diǎn)蝕能力有顯著影響,光滑和清潔的表面不易發(fā)生點(diǎn)蝕。(2)介質(zhì)成分多數(shù)點(diǎn)蝕破壞是由氯化物和含氯離子引起的。在陽極極化條件下,介質(zhì)只要含有一定量的氯離子便可使金屬發(fā)生點(diǎn)蝕。氯離子——激發(fā)劑氯離子濃度增加,點(diǎn)蝕更易發(fā)生。在氯化物中,以含有氧化性金屬離子的氯化物(CuCl2,F(xiàn)
8、eCl3等)為強(qiáng)烈的點(diǎn)蝕促進(jìn)劑。(3)