《金屬的腐蝕與防護(hù)》課件

金屬的腐蝕與防護(hù)本課程介紹金屬腐蝕機(jī)理及防護(hù)技術(shù)。了解腐蝕類(lèi)型、影響因素及防護(hù)措施。結(jié)合實(shí)例講解防腐應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)。腐蝕概述2.5萬(wàn)億全球損失每年腐蝕造成經(jīng)濟(jì)損失4%GDP占比中國(guó)腐蝕損失比例65%可預(yù)防通過(guò)防護(hù)措施可避免腐蝕的歷史與現(xiàn)實(shí)意義1古代青銅器腐蝕2工業(yè)革命機(jī)械設(shè)備腐蝕3現(xiàn)代橋梁腐蝕斷裂4未來(lái)挑戰(zhàn)新材料防腐腐蝕影響的行業(yè)分布石油化工管道設(shè)備腐蝕船舶海水腐蝕交通橋梁腐蝕建筑鋼筋腐蝕軍工裝備腐蝕腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失國(guó)家腐蝕防護(hù)政策與標(biāo)準(zhǔn)GB/T19249-2003腐蝕術(shù)語(yǔ)ISO8044國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)防腐蝕產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)創(chuàng)新行業(yè)規(guī)范質(zhì)量控制引發(fā)腐蝕的主要環(huán)境因素溫度腐蝕速率翻倍濕度超65%加速含氧量氧化反應(yīng)化學(xué)介質(zhì)酸堿鹽影響常見(jiàn)腐蝕類(lèi)型概覽腐蝕分均勻與局部類(lèi)型電化學(xué)與化學(xué)腐蝕機(jī)理不同均勻腐蝕表面均勻減薄整體表面同步損失生銹過(guò)程從表面向內(nèi)滲透典型實(shí)例裸露鋼結(jié)構(gòu)局部腐蝕——點(diǎn)蝕特征小面積深度損傷表面形成針孔狀坑洞危害性極大典型案例不銹鋼容器穿孔鋁合金表面坑洼局部腐蝕——縫隙腐蝕發(fā)生部位螺栓連接處易發(fā)區(qū)域金屬搭接處預(yù)防措施密封填充縫隙局部腐蝕——晶間腐蝕腐蝕特征沿晶界發(fā)展焊縫區(qū)熱影響區(qū)最易發(fā)生檢測(cè)方法顯微觀察局部腐蝕——應(yīng)力腐蝕裂紋應(yīng)力存在殘余或外加腐蝕介質(zhì)特定環(huán)境裂紋形成垂直于應(yīng)力突發(fā)斷裂無(wú)預(yù)警破壞電偶腐蝕（異種金屬腐蝕）腐蝕電池形成兩種金屬接觸電勢(shì)差活潑金屬作陽(yáng)極電子轉(zhuǎn)移陽(yáng)極金屬溶解腐蝕加速局部損耗嚴(yán)重腐蝕的電化學(xué)基礎(chǔ)陽(yáng)極反應(yīng)M→M^n++ne^-金屬失去電子陰極反應(yīng)O?+2H?O+4e^-→4OH^-氧還原反應(yīng)電子流動(dòng)形成回路腐蝕微觀機(jī)理陽(yáng)極區(qū)金屬溶解Fe→Fe2?+2e?電子轉(zhuǎn)移至陰極通過(guò)金屬內(nèi)部導(dǎo)電陰極區(qū)還原反應(yīng)O?+2H?O+4e?→4OH?氫氧化物形成Fe2?+2OH?→Fe(OH)?環(huán)境因素對(duì)腐蝕影響——水分臨界濕度空氣濕度＞65%顯著加速腐蝕電解質(zhì)作用水分提供電解質(zhì)環(huán)境雨水影響酸雨加劇腐蝕干濕循環(huán)比持續(xù)濕潤(rùn)更危害環(huán)境因素對(duì)腐蝕影響——溫度溫度°C腐蝕速率pH與腐蝕速率酸性環(huán)境氫離子加速腐蝕中性環(huán)境腐蝕速率適中堿性環(huán)境鈍化膜保護(hù)氧氣、鹽分影響含氧量溶解氧促進(jìn)腐蝕氧濃差電池鹽分含量氯離子破壞鈍化膜海水腐蝕最嚴(yán)重鹽霧試驗(yàn)評(píng)估耐蝕性金屬材料本身特性鉻含量＞12%形成鈍化膜純度雜質(zhì)增加腐蝕傾向晶粒結(jié)構(gòu)影響抗蝕能力合金元素Mo、Ti提高耐蝕性腐蝕產(chǎn)物與腐蝕形貌不同金屬產(chǎn)生特征性腐蝕產(chǎn)物腐蝕形貌可輔助判斷腐蝕類(lèi)型腐蝕速率測(cè)定失重法精確稱(chēng)重計(jì)算電化學(xué)法極化曲線測(cè)試厚度測(cè)量超聲波測(cè)厚數(shù)據(jù)處理mm/a單位換算腐蝕的危害與后果設(shè)備失效提前報(bào)廢功能喪失爆炸事故壓力容器破裂管道泄漏環(huán)境污染有害物質(zhì)釋放水源污染經(jīng)濟(jì)損失維修成本停產(chǎn)損失腐蝕的正面作用化學(xué)蝕刻電子元件圖形制作犧牲陽(yáng)極保護(hù)重要設(shè)備電池原理電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能防腐蝕的基本原則隔絕介質(zhì)涂層阻隔材料改性合金化提高耐蝕性電化學(xué)保護(hù)陰極保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免積水區(qū)域材料選擇與改性材料類(lèi)型耐蝕性能適用環(huán)境不銹鋼優(yōu)良大氣、淡水鋁合金良好中性環(huán)境鎳基合金極佳強(qiáng)酸強(qiáng)堿鈦合金極佳海水、氯化物金屬防護(hù)涂層環(huán)氧涂料化工設(shè)備防護(hù)聚氨酯涂料戶(hù)外耐候氟碳涂料超長(zhǎng)壽命金屬鍍層防護(hù)熱鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)最常用電鍍鎳鉻裝飾兼防護(hù)熱浸鋁高溫抗氧化陰極保護(hù)原理犧牲陽(yáng)極法利用活潑金屬鋅塊保護(hù)船體簡(jiǎn)單無(wú)需電源外加電流法直流電源供電惰性陽(yáng)極可調(diào)節(jié)保護(hù)電流使金屬電位降至免蝕區(qū)陰極保護(hù)行業(yè)應(yīng)用大型鋼結(jié)構(gòu)常采用陰極保護(hù)與涂層結(jié)合使用防護(hù)效果最佳陽(yáng)極保護(hù)與其應(yīng)用原理使金屬處于鈍化區(qū)應(yīng)用環(huán)境硫酸、磷酸介質(zhì)控制方式精確控制電位典型設(shè)備酸儲(chǔ)罐、酸洗設(shè)備腐蝕抑制劑吸附型抑制劑吸附于金屬表面形成保護(hù)膜氧化性抑制劑促進(jìn)表面鈍化沉淀型抑制劑形成難溶保護(hù)膜環(huán)境改善型去除有害成分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防腐避免積水合理排水設(shè)計(jì)傾斜表面減少縫隙連續(xù)焊接密封處理降低應(yīng)力應(yīng)力消除處理合理支撐材料兼容避免電偶腐蝕絕緣連接環(huán)境控制與改善通風(fēng)除濕降低濕度污染物去除過(guò)濾有害氣體pH調(diào)節(jié)中和酸堿溫度控制降低反應(yīng)速率防腐蝕新材料稀土耐蝕鋼微量添加提高耐蝕性超疏水涂層水滴不附著石墨烯涂料極強(qiáng)阻隔性久經(jīng)考驗(yàn)的工業(yè)案例長(zhǎng)江大橋多層涂裝體系70年壽命設(shè)計(jì)定期維護(hù)"藍(lán)鯨一號(hào)"平臺(tái)犧牲陽(yáng)極保護(hù)特種涂層防腐合金綜合防腐體系實(shí)例腐蝕檢測(cè)與監(jiān)測(cè)方法——宏觀觀察目視檢查觀察腐蝕跡象敲擊法判斷結(jié)構(gòu)完整性攝影記錄記錄腐蝕狀態(tài)尺寸測(cè)量檢測(cè)厚度變化腐蝕檢測(cè)與監(jiān)測(cè)——失重法樣品準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)尺寸、表面處理環(huán)境暴露固定時(shí)間周期樣品清洗去除腐蝕產(chǎn)物精確稱(chēng)重計(jì)算腐蝕速率電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)極化曲線法測(cè)定腐蝕電流確定腐蝕速率交流阻抗法表征界面性質(zhì)評(píng)價(jià)防護(hù)效果精確快速測(cè)定非破壞檢測(cè)（NDT）無(wú)需損壞設(shè)備即可檢測(cè)腐蝕用于管道、儲(chǔ)罐等關(guān)鍵設(shè)備持續(xù)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)智能傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腐蝕速率無(wú)線傳輸遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集云平臺(tái)分析大數(shù)據(jù)處理預(yù)警系統(tǒng)異常自動(dòng)報(bào)警腐蝕管理與信息化戰(zhàn)略管理長(zhǎng)期防腐規(guī)劃2全生命周期設(shè)計(jì)到報(bào)廢數(shù)據(jù)庫(kù)管理檢測(cè)記錄存儲(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估腐蝕風(fēng)險(xiǎn)分析未來(lái)防腐蝕發(fā)展趨勢(shì)自修復(fù)材料損傷自動(dòng)修復(fù)綠色防腐無(wú)毒環(huán)保抑制劑3D打印應(yīng)用定制防腐結(jié)構(gòu)納米防腐納米復(fù)合材料腐蝕與可持續(xù)發(fā)展節(jié)能降耗減少能源消耗材料循環(huán)延長(zhǎng)使用壽命減少污染避免泄漏事故資源節(jié)約減少原材料使用重大腐蝕失效案例分析福特汽車(chē)橋應(yīng)力腐蝕斷裂設(shè)計(jì)缺陷死亡事故核電廠冷卻水管應(yīng)力腐蝕破裂材料選擇錯(cuò)誤放射性泄漏腐蝕威脅公共安全成功防護(hù)實(shí)例分享鳥(niǎo)巢防腐特種涂裝系統(tǒng)南海油田陰極保護(hù)系統(tǒng)高鐵軌道復(fù)合防腐設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn)：鐵釘腐蝕對(duì)比樣品準(zhǔn)備清潔鐵釘