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金属管材防腐的研究论文

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金属管材防腐的研究论文

金属的腐蚀与防护金属有许多优良的性质,例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。金属材料至今依然是最重要的结构材料,广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。金属制品在生产和使用的过程中,受到各种损坏,例如,机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。 1、金属腐蚀的定义 金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。金属的腐蚀还有其他的表述。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。由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀,在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。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。因此,在绝大多数的情况下,金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。 2、金属腐蚀的分类 有多种分类方法。 (1)按腐蚀过程的分,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀,非电解质对金属的腐蚀等。引起金属化学腐蚀的介质不能导电。电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏,在腐蚀过程中有电流产生。引起电化学腐蚀的介质都能导电。例如,金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程,而化学腐蚀没有这个特点。电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。 (2)按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布,分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀,是指腐蚀分布于整个金属的表面。全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀;也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。尽管此种腐蚀的腐蚀量不大,但是由于其局部腐蚀速度很大,可造成设备的严重破坏,甚至爆炸,因此,其危害更大。金属在不同的环境条件下可以发生不同的局部腐蚀。例如孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀;干腐蚀和湿腐蚀等。当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。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。据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值%~%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!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。金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。(1)改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。(2)形成保护层在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法,物理方法和电化学方法实现的。①金属的磷化处理钢铁制品去油、除锈后,放人特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5 μm~20 μm,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。②金属的氧化处理将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为 μm~ μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。③非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。例如,船身、车厢、水桶等常涂抽漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁。色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。④金属保护层它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如Zn、Sn、Pb和A1等,热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。(3)改善腐蚀环境改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。(4)电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法。①牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电池,被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。②外加电流法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害,但也可以利用腐蚀的原理为生产服务,发展为腐蚀加工技术。例如,在电子工业上,广泛采用印刷电路。其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀,就可以得到线条清晰的印刷电路板。三氯化铁腐蚀铜的反应如下:2FeCl3 + Cu==2FeC12 + CuCl2此外,还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术,比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好,分辨率更高。

举例子,特别是户外建筑,从化学原理分析,通俗一点

防腐性能的涂料/金属系统的电化学阻抗谱摘要:为了探讨防腐性能的有机涂层/金属系统,电化学阻抗谱(顺)等在 % NaCl溶液中的化学成分和形成规模腐蚀产物分析了激光拉曼显微和模式。有机涂层/金属系统观察了扫描电子显微镜( SEM ) 。特点和脱层进程有机涂层/金属体系进行了系统,重点是对运输corosive中期和变化的涂层/金属结果表明,阻抗跌幅在增加在中等再次下跌是在有关腐蚀产物 é浓度的C1的涂层,这破坏了腐蚀产品的规模,随着浸泡时间。 关键词:有机涂料;电化学阻抗谱;腐蚀产品的规模; anticorosion 有机涂层是一种常见的方法,使金属从水,氧气,并corosive离子有三个重要因素侵蚀的金属有机涂层可以防止corosive中等以评估涂层耐力, raveling离子运输的corosive内涂层和界面上的涂层/金属体系非常重要,一般的方法来评价涂层盐雾,湿热老化,和ultravioletaging 。这些方法只能确定的性质,涂层的表面腐蚀。但不能审查变化的腐蚀速率。 电化学阻抗谱(信息系统)是cornmonly用于研究腐蚀过程的内涂层和界面上的涂层/金属体系。信息系统是一个功能强大的工具,可以提供双.. 1ayer电容和极化电阻。从改变这些参数作为时间函数的或其他方面的变数,重要信息的动力学COrOsion过程可以得到。 这样做的目的是研究工作的anticorosion绩效金属有机涂层的显微拉曼光谱测量和扫描电子显微镜( SEM ) 。运输Corosive离子涂层内的变化涂层/金属界面的分析中以评估

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金属材料腐蚀与防护论文

在网站上找了一份,希望对你有帮助。一电化学腐蚀原理?1.腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化,所释放的电子完全为氧化剂消耗,构成一个自发的短路电池,这类电池被称之为腐蚀电池。腐蚀电池分为三(或二)类:(1)不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。例如:在铜板上有一铁铆钉,其形成的腐蚀电池。铁作阳极(负极)发生金属的氧化反应:Fe→Fe2++2e-;(Fe→Fe2++2e)=-.阴极(正极)铜上可能有如下两种还原反应:(a)在空气中氧分压=21kPa时:O2+4H++4e-→2H2O;(O2+4H++4e-→2H2O)=,(b)没有氧气时,发生2H++2e-→H2;(2H++2e-→H2)=0V,有氧气存在的电池电动势E1=-()=;没有氧气存在时,电池的电动势E2=0-()=。可见吸氧腐蚀更容易发生,当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起,相当于电池的外电路短接,于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。Fe氧化成Fe2+进入溶液,多余的电子转向铜极上,在铜极上O2与H+发生还原反应,消耗电子,并且消耗了H+,使溶液的pH值增大。在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2,接着又被空气中氧继续氧化,即:Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。这样不断地进行下去,机械部件就受到腐蚀。(2)电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。例如工业用钢材其中含杂质(如碳等),当其表面覆盖一层电解质薄膜时,铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。该微型电池中铁是阳极:Fe→Fe2++2e-碳作为阴极:如果电解质溶液是酸性,则阴极上有氢气放出(2H++2e-→H2);如果电解质溶液是碱性,则阴极上发生反应O2+2H2O+4e-→4OH-。总结:从上面的分析可以看出:所形成的腐蚀电池阳极反应一般都是金属的溶解过程:M→Mz++ze-阴极反应在不同条件下可以是不同的反应,最常见的有下列两种反应:?①在缺氧条件下,H+离子还原成氢气的反应(释氢腐蚀)2H++2e-→H2。(=)该反应通常容易发生在酸性溶液中和在氢超电势较小的金属材料上。②氧气还原成OH-离子或H2O的反应(耗氧腐蚀)中性或碱性溶液中O2+2H2O+4e—→4OH-。(=)在酸性环境中,O2+4H++4e-→2H2(=)2.腐蚀电流一旦组成腐蚀电池之后,有电流通过电极,电极就要发生极化,因而研究极化对腐蚀的影响是十分必要。在金属腐蚀文献中,将极化曲线(电势~电流关系)绘成直线(横坐标采用对数标度),称为Evans(埃文斯)极化图(图10—8)。在Evans极化图中的电流密度j腐蚀表示了金属腐蚀电流,实际上代表了金属的腐蚀速率。影响金属表面腐蚀快慢(即腐蚀电流j)的主要因素:①腐蚀电池的电动势——两电极的平衡电极电势差越大,最大腐蚀电流也越大。②金属的极化性能——在其它条件相同的情况下,极化程度愈大(即极化曲线的斜率),腐蚀电流愈小。③氢超电势——释氢腐蚀时,氢在金属表面析出的超电势逾大,极化曲线的斜率就逾大,腐蚀电流反而减小。二、金属的稳定性“在所处环境下金属材料的稳定性如何?”是研究金属腐蚀与防腐首先必须考虑的问题。因此,金属-水系统的电势—pH图无疑是很有用的工具。1.电势(E)—pH关系的一般表达式若有如下电极反应:xO(氧化态)+mH++ze-?-→yR(还原态)+nH2O例如:Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++4H2O式中O代表氧化态、R代表还原态;x,m,z,y,n为各反应物、产物的计量系数。当T=时E=-(10—14)因pH=-lg[a(H+)],a(H2O)=1上式可写成E=--(10—15)在a(R),a(O)被指定时,电势E与pH值成直线关系。①.电势与pH无关的反应:②.这些反应只有电子得失,没有H+或OH-离子参加。例如反应Zn2+(aq)+2e-=Zn(s);E(Zn2++2e-→Zn)=[a(Zn2+)/a(Zn)]。当a(Zn2+)=10-6、a(Zn)=时,E(Zn2++2e-→Zn)=.水溶液中的氢、氧电极反应因为反应在水溶液中进行,反应与H2,O2,H+,OH-有关。所以凡是以水作为溶剂的反应系统都一定要考虑氢、氧电极反应。氢电极反应(①线):电极反应式2H+(a)+2e-→H2(p);当p(H2)=时,有E(2H++2e-→H2)=(10—13)在E—pH图上是一条截距为零的直线,斜率为。氧电极反应(②线):电极反应式O2(p)+2H+(a)+2e-→H2O(l)在(H2O)=1、p(O2)=时,E(O2+2H++2e-→H2O)=该式表示氧电极反应的E—pH直线与氢电极的E—pH直线斜率相同,仅截距不同。4.电势-pH图的应用(1)图10—9中每条线上的点都表示Zn—H2O系统的一个平衡状态。凡不在直线上的任何一点均为非平衡状态,且每条线上方为该线所代表电极反应中氧化态稳定区,下方为还原态稳定区。因此,在图上分别得到Zn2+,Zn,Zn(OH)2的各自稳定存在区。线②以上是O2(氧化态)的稳定区,下方是H2O(还原态)的稳定存在区;在线①以上是H+(氧化态)的稳定区、线①以下是H2(还原态)的稳定存在区。(2)在E—pH图中任意两条线所代表的电极反应都能构成一个化学反应。例如线①与②所代表的电极反应构成的化学反应为:O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)。该反应可视为氧电极和氢电极组成的燃料电池。一般而言,高电势区直线所代表电极反应中的氧化态能氧化低电势区直线所代表反应中的还原态即:[氧化态]上+[还原态]下→[还原态]上+[氧化态]下且二直线相距愈远,以此二直线所代表电极反应组成电池时,电池的电动势就愈大,因此该氧化还原反应的趋势就愈大。如Zn2++2e-=Zn是线段a代表的平衡系统,该平衡位于①线下方,说明Zn在水溶液中是不稳定的。溶液中H+被还原成H2(g),Zn被氧化成Zn2+的反应2H++Zn=Zn2++H2是自发进行的。又因Zn的稳定区也在O2还原反应的②线以下,Zn被氧化成Zn2的反应:+2H++Zn=Zn2++H2O①线与a线反应组成电池:②线与a线组成电池,比①线距离线a更远,说明在含有O2的水溶液中Zn的热力学稳定性更差。(3)E—pH图可用来指导防腐、金属保护等方面的研究。从图10—9可知,当E<-时,Zn在酸性溶液中,既使在有氧存在的情况下都可以稳定存在,这就是金属电化学防腐的阴极保护原理;(4)水-Fe的E-pH图:Fe2++2e-→Fe(1线)Fe2O3+6H++2e=2Fe2++3H2O(2线)Fe3++e-=Fe2+(3线)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(4线)Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++3H2O(5线)3Fe2O3+2H++2e-=2Fe3O4+H2O(6线)Fe3O4+8H++8e-=3Fe+4H2O(7线)总之,E—pH图在解决水溶液中发生的一系列反应及平衡问题,如元素分离,湿法冶炼,金属防腐,金属电沉积,地质问题等方面均得到广泛的应用。三、电化学保护1.阳极保护(适用有钝化曲线的金属)凡是在某些化学介质中,通过一定的阳极电流,能够引起钝化的金属,原则上都可以采用阳极保护法防止金属的腐蚀。例如我国化肥厂在碳铵生产中的碳化塔已较普遍地采用阳极保护法,取得了良好效果,有效地保护了碳化塔和塔内的冷却水箱。使用此法注意点:钝化区的电势范围不能过窄,否则容易由于控制不当,使阳极电势处于活化区,则不但不能保护金属,反将促使金属溶解,加速金属的腐蚀。2.阴极保护就是在要保护的金属构件上外加阳极,这样构件本身就成为阴极而受到保护,发生还原反应。阴极保护又可用两种方法来实现。(1)称为牺牲阳极保护法:它是在腐蚀金属系统上联结电势更负的金属,即更容易进行阳极溶解的金属(例如在铁容器外加一锌块)作为更有效的阳极,称为保护器。这时,保护器的溶解基本上代替了原来腐蚀系统中阳极的溶解,从而保护了原有的金属。此法的缺点是用作保护器的阳极消耗较多。(2)外加电流的阴极保护法:目前在保护闸门、地下金属结构(如地下贮槽、输油管、电缆等)、受海水及淡水腐蚀的设备、化工设备的结晶槽、蒸发罐等多采用这种方法,它是目前公认的最经济、有效的防腐蚀方法之一。该法是将被保护金属与外电源的负极相连,并在系统中引入另一辅助阳极,与外电源的正极相连。电流由辅助阳极(由金属或非金属导体组成)进入腐蚀电池的阴极和阳极区,再回到直流电源B。当腐蚀电池中的阴极区被外部电流极化到腐蚀电池中阳极的开路电势,则所有金属表面处于同一电势,腐蚀电流消失。因此,只要维持一定的外电流,金属就可不再被腐蚀。(3)气相中阴极保护。电化学方法能否在气相环境中使用是人们一直希望解决的问题。1988年,中国研究出了气相环境中的阴极保护技术,用于架空金属管道、桥梁、铁轨、海洋工程构件上的飞溅区保护,并在架空金属管道的实际试验中取得了非常好的保护效果,使材料的寿命延长了20多倍,为气相环境中的构件保护提供了一个崭新的途径。气相阴极保护原理与溶液中的阴极保护原理相同,只是用固体电介质代替溶液,成为阴极保护电流从阳极层流向阴极层的主要离子迁移通道。外加阴极电流从辅助阳极流入,经过固体电介质至阴极(即被保护的结构材料),从而使处于气相环境中的结构得到保护。3.缓蚀剂的防腐作用把少量的缓蚀剂(如万分之几)加到腐蚀性介质中,就可使金属腐蚀的速率显著的减慢。这种用缓蚀剂来防止金属腐蚀的方法是防腐蚀中应用得最广泛的方法之一。下面我们根据极化图来说明缓蚀剂抑制金属腐蚀的基本原理。电化学腐蚀的速率是由阳极过程和阴极过程的极化特征所决定的。只要加入的缓蚀剂能够抑制上述过程中的一种或二种,腐蚀速率就会降低。根据缓、蚀剂所能抑制的过程,我们可以把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。加入缓蚀剂,加快极化程度,降低腐蚀电流。作用的机理主要是在电极表面形成钝化膜或者吸附膜。缓蚀剂的种类繁多,属于无机类的缓蚀剂有亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐,磷酸盐等等;属于有机类的缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类等等。具体使用时,需根据要保护的金属种类和腐蚀介质等条件通过筛选试验来确定。

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关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文

无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文,仅供参考,欢迎大家阅读。

摘要: 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素,对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究,并同时指明了部分经常使用的化学涂料,对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的,它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告,尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。

关键词: 金属腐蚀;因素;防护方式

化学工业、石油化工、原子能等领域中,因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏,不但会让社会承受重大的损失,还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害,继而对人们的身体健康造成威胁,一些物质在短时间内不会消失,会长时间内对环境以及人身造成威胁;同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全,例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故,一般会导致爆炸、火灾等重大的事故,使人们的生命财产承受巨大的损失。

1、金属腐蚀的类别

金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分,主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀;根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局,重点包含全面腐蚀与局部腐蚀;此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀;干腐蚀与湿腐蚀等。

2、影响金属腐蚀的因素

①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的,腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生,假如到达或者超越特定的相对湿度,锈蚀就会以较快的速度出现和恶化,通常而言,钢铁的临界相对湿度大概是75%。

②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2,CO2,Cl-,灰尘等,多数皆为酸性气体。

③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。

④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度,进而加快腐蚀的速度。

3、防护方式

金属腐蚀的防护方式具有多样性,重点对象为金属本质,将被保护金属和腐蚀介质进行隔离,或者对金属的表面进行操作,改变腐蚀条件和电化学保护等。

改善金属本质

按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金,或者于金属内加入合金元素,提升它的耐腐蚀性,能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方,于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。

构成保护层

于金属表面设置各类保护层,将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离,此为预防金属腐蚀的最佳方式。

金属的磷化处理

在钢铁制品去油、除锈操作之后,添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡,就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜,此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色,厚度通常是5至20μm之间,于空气内具备较强的耐腐蚀能力。

金属的氧化处理

把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内,加热,在它的'表面就能够产生一层厚是~μm的蓝色氧化膜(主要组分是Fe3O4),来实现钢铁防腐蚀的目标,这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度,不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。

非金属涂层

通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层,叫做非金属涂层,亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆,车辆的表面经常喷漆等。

金属保护层

其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生,不仅可以通过电镀、化学镀实现,还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。

改善腐蚀条件

改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如,能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质,也就是缓冲剂,来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质,将其适量的融入至腐蚀介质内,即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小,便捷和廉价,因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。

电化学保护法

此类方式为以电化学原理为基础的,于金属设备上进行操作,让其变成腐蚀电池中的阴极,进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。

阴极保护

此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极,变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极,让其变成阳极,使其腐蚀,也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道,地下水管、输油管等。

4、结语

不管是在社会中的哪个领域,金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义,对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等,应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性,其形成的因素也是多种多样的,这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战,值得所有人员做出相应的努力。

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研究金属腐蚀的权威期刊

《腐蚀科学与防护技术》自1989年创刊以来,刊物的质量及水平不断提高。目前已成为“中国科技论文统计源期刊”,“中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊”;并被“中国核心期刊(遴选)数据库”、“中国学术期刊(光盘版)”、中国科学引文索引等收录;同时被国际重要检索性刊物如CA、MA、SA等摘引收录。主要刊登金属腐蚀与防护领域中有所创见的研究报告、综述,技术报告等稿件,适于科研、教学、工程技术人员阅读参考。全部文章均附英文摘要,图题及表题也用英文标出,以飨国内外不同读者并便于国际检索。

《中国腐蚀与防护学报》 双月刊 刊 《全面腐蚀控制》 月刊 刊 《石油化工腐蚀与防护》 双月刊 /刊 《腐蚀与防护》 月刊 /刊 《腐蚀科学与防护技术》 双月刊 /刊

金属腐蚀与防护论文模板

化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。自有人类以来就开始了对化学的探索,因为有了人类就有了对化学的需求。它与我们的生活息息相关,在我们的日常生活中无处不在。下面是我为大家收集关于健康生活与无处不在的化学论文模板,欢迎借鉴参考。

浅谈生活中无处不在的化学

前言:生活中到处都涉及化学,了解化学不仅仅帮我们提高生活质量,而且能提高我们对世界的认识,更好地保护人类的生存环境。

正文:

毫无疑问因为化学而有了很多物质上的创新。因为化学家们的实验工作,我们才有了塑料、玻璃、药物、火药和电子产品等。这些东西又是怎样研制成的呢化学家们先是提出问题再构成假设,假设是任何科学实验的基础,根据假设反复进行科学实验。我们日常生活中不同的烹饪牛排的 方法 和蒸馏上乘的威士忌的方法都是透过实验而得知。化学是我们日常常生活的一部分,不管我们意识到与否,化学渗透到生活的每一方面。烹饪技术高超的家庭主妇从某种好处上说就是一名化学家。怎样将食品中的化学成分调配好是一门艺术。烧烤完全是化学反应,你烧烤的食物好坏在于化学成分的调配。蔗糖受热熔化会转成焦糖。了解这一点,就能做出使人食欲顿开的食物。另一方面烧烤用的苏打和食物是化学在现实生活中应用的典范。我们懂得食用油和酱油会因为氧化反应而变质同时色彩发生变化因此我们能够观察色彩而辨别食用油和酱油是否安全食用。我们用特氟龙锅来油煎食物,用铁锅来做汤,这些全包含化学原理。我们都明白水和空气的基本成分,也明白生活中诸多用化学方法制成的产品如食盐,含氢和氯的酸性物质,还有蔗糖。了解这些能帮忙我们记住元素周期表上化学元素的缩写。这能帮忙我们解除生活中的遇到的许多复杂化学名称。了解物质之间

的阳性反应。能帮忙你处理日常事务,而了解物质间的阴性反应会挽救你的生命,阴性化学反应能造成伤害性的条件,如爆炸、烧伤和有害气体。

某些化合物放在一齐能消除异味。市场上很多产品就是利用这一化学原理来消除异昧的。在医药上,所有的药物都是透过化学反应制成的。还有采用将物质混合起化学反应来杀菌比药物治疗要有效的多,这也是在利用化学原理。很多软膏和消毒剂还有一些肥皂洗涤剂等都是利用这些化学混合物的作用制成的。另外医学上常说的胶化、胶质和悬胶这些术语都是来自化学。化妆品都内含化合物,脱毛剂之所以能脱毛是因为物质之间的化学反应。

化学反应能释放能量,由这一原理燃料发动机得以发明创造并工作。热传导或热传递是热学原理在现实生活的应用。如做饭时要点燃液态天然气带给热能。

我们明白我们呼吸时吸收的是氧气,将氧气与氮气和二氧化碳气体分开,人体需要的是氧气,所以当我们看到烟烟主要包含一氧化碳,而一氧化碳浓度较大的气体对人体有害,甚至会使人窒息而亡)或闻到臭味的东西时如硫化氢气体,我们会屏住呼吸或者捂住鼻子以防止异味气体进入我们的呼吸系统。我们的饮食完全是化学。我们的饮料和食物之间将有化学反应。唾液会感知到食物的酸甜苦辣。之后饮料和食物将和人体消化器官内的酶发生化学反应以获得卡路里,蛋白质、维他命或者是矿物质,这些都是人体的健康所必需的。了解这些我们就不会吃那些对我们的身体有害的东西。热的食物和饮料不能放

在塑料盘子和塑料杯子里。如果放了,塑料物质会溶进饮料和食物当中,而塑料物质对人体是有害的。.

我们在穿衣服时,看衣服的色彩就明白衣服是否发霉。我们的汗液基本上呈酸性,所以当汗液粘在衣服上如果不及时除掉,衣服会变黄。我们佩戴的饰品、穿的鞋同样也是这样。所有这些都包含化学原理。

总而言之,化学在我们身边。我们呼吸的空气,我们吃的食物,我们人体与物质的科学影响着我们的健康。了解化学就是在了解你身边的世界。了解得越多就越能健康的生活。

课程感想:接下来是我的一些关于学习本课程的感想:本课程与其他课程最大的不同点就是大部分课程都在实验室中进行。透过做各种各样的搞笑的实验,我不仅仅锻炼了自己的动手潜力,更是增加了对于学习化学的兴趣。原先化学与我们的生活是如此地接近,原先我们能够利用化学知识做出这么多东西来,这是我在上这门课之前所未曾想到的。尽管在这门课上我们做的实验仅仅是一些很简单很表面的实验,但也正是这些简单的实验才能激发对于化学兴趣,对于研究问题的用心性和探索潜力,这是这门课有别于其他地方的存在,也是最让我印象深刻的地方。

化学需要回归生活

在如今学子遍布的年代我不相信还有人不明白化学,有人把它当作一门课,有人把它当作一门科学,也有人认为它是一种艺术。从两百多年前它被正式确立以来,可谓发展迅速,然而这种迅速并不比数学、物理乃至其他自然科学快步多少,甚至于没有其他自然科学的进步就不会有化学的大发展。举例而言,没有量子理论的建立,就没有现代化学。当多少“砖家”还在高呼“社会离不开化学,让更多的人了解化学”之类高傲言论,人们对化学的兴趣反而减少了。社会离不开化学,但社会也同样离不开其他一切,不至于这些专家脑子里除了化学装不了其他。我难以想象一堆专家对着日常生活的吃喝拉撒去评论它们的组成、结构、性质乃至变化的画面。

化学是普通的,和其他千千万万学科知识一样,都是我们生活的一个组成部分,没有等阶之差,更不该被所谓的魔化。一个熟知化学的人会因为生活中的种种现象能被解释而欣慰,一个不了解化学的人也会因无需关注缘由,自由无虑开怀。何况一个熟悉计算机内部结构的未必使的好计算机,而一个玩的好计算机的人未必熟悉其内部构造。

诚然,化学的发展带给了人类日新月异的生活,小到日常生活随处用到的塑料袋,大到一个国家的石油化工,化学带给了人们前所未有的生活体验。然而带来这些的根本是人类对未知不断探求的结果。第一个吃螃蟹的人是可敬的,然而即使无人吃螃蟹,螃蟹也不会丧失它的美味。化学是人与自然之间的一扇门,这一扇门的有无并不影响自然的存在与否。我们透过这扇门了解自然,我们赞美这扇门,但自然的神奇并非有了这扇门才存在,何况了解自然并非这一道门。

现实中,太多的人关注这扇门的材质纹理,以致忘了门后的自然世界。以化学实验来说,众所周知,化学是实验的科学,化学学科建立之初,人们用实验验证未证实的理论或是发现未知的物质。然而,此刻提起实验人们想到的不是实验目的,而是高大上的实验室和实验设备,甚至是令人眼红的实验经费。为了什么做实验早已被忘得一干二净,仿佛只要有豪华的装置一切实验毫无疑问均可成功,既然一切实验都是成功的,什么目的再关注自然没有好处,连宇宙都能够按照人为意志演化了。

没有高大上的实验配置,实验无法成功,自然无需去做。我在一个地级市上

高中,校园以物资不足为由三年中学生只进三次实验室,一次参观,两次简单地摸摸瓶瓶罐罐,做个酸碱反应之类。至于其他校园,比可观之。

汉弗莱·戴维在十九世纪初用伏打电池发现了钾、钙、镁等金属,是化学发现史上发现元素最多的人。当时的实验条件可想而知,伏打电池作为电池界的老祖宗什么状况大家也很容易想象,如此恶劣的条件下戴维都能发现多种金属可见做实验与实验条件毫无关联。不幸的是太多校园以实验条件不行制约学生的实验操作潜力,连一些老师都以“校园实验室太简陋”为由避开实验课操作。

然而化学实验并没有什么高大上和不可触及,我们经常听到衣服脏了用汽油洗、用食盐洗之类都是化学实验,是生活中的化学实验,是抛弃了豪华外衣的化学实验。事实上,只要你想,随时都可进行实验,进行你所求目的,所解疑问的实验。

多少人从初中学到大学,应对一本比一本厚的化学书,没见到一个日常生活中能够做的实验。上百页的书,上百页的理论,一个又一个名词,一个又一个术语,就是不见一个能做的实验事实。甚至于一本四五百页的有机化学学完,还分不清手里拎的塑料袋到底是聚乙烯还是聚丙烯。偏偏这时一进教室,老师教你的是聚异戊二烯之类。

我不想说我们学了一堆不靠谱的理论,但我们确实学了一堆虚无理论。好比有人问老子何为道,老子回答说:“道可道,十分道。”那么到底什么是道呢?道可道,十分道!

化学是门伟大的科学,但它的基础是实用。多少人看不懂计算机理论书籍,但使用起计算机无比熟练;同样多少人看得懂化学理论,做起实验一个比一个生疏,甚至一个博士后能把实验室和自己一块炸了。计算机几十年发展迅速,因为每一个计算机行家都在实践操作。计算机行业黑客出了无数,写理论书的黑客没有几个;化学行业诺贝尔奖每年一两个,却连初中老师都出版教材。

化学教学需要脱离空无高大上的理论,回到基础的实用性上,至少,回归生活。能把一个学生教到分不清塑料袋是聚乙烯还是聚丙烯的学科,哪怕它是宇宙的终极理论也毫无用处。化学是生活的学科,教会学生天然气是甲烷不是一氧化碳比教会他碳纳米管是什么远要有用。

我在那里无意提一些生活中的化学知识,例如化妆品,酒水饮料,食物之类,

这些网上随处可寻。可就是这些网上随处可寻得知识在大多中学禁止学生上网的禁令下,书上也不教,以致一些到了大学便不再上化学课的学子一生都不明白。当然,生活中的化学并非酒水等能够概全,我们也需要明白一些理论知识,但是立足于可观事实之上的理论,不是你给我说什么链式反应之类,它是真的是假的又如何,我还能去找国家主席申请一个原子弹炸炸试试,就说为了验证链式反应?然后原子弹炸了我说链式反应是真的,万一没炸我说链式反应是假的,或者防止偶然状况,再申请一个继续炸?

我想大家都没有傻到这种地步。

当然,这并不是说高深理论毫无用处。人类是探索型生物,对一切未知都有着无比的好奇心。然而高楼平地起,没有扎实的地基在豪华的大厦也要倾倒。这也正是化学 教育 需要回归生活的好处。

浅谈化学与生活

关键词:化学;生活;人类

摘要:人类的生活大致可分为精神生活和物质生活两个方面,物质生活离不开物质,精神生活也离不开物质。由于化学是以物质的组成、结构、性质和应用为主要研究对象的一门科学,改造原有物质和制造新物质就成了化学的主要研究资料。本文将从:关注营养平衡、促进身心健康、生活中的材料、保护生存环境等四方面来介绍化学对人类生活的影响,进一步证明化学与人类社会密不可分的关系。

一、关注营养平衡

生命本身就是一种奇迹。只要走进大自然,无论是公园、农田、森林、草原还是崇山峻岭,江河湖海,我们都会发现有数不清的动物和植物。生命要为生存而感激太阳,同时也要感谢化学,感谢把能量转化为生命物质的化学过程。

1、糖

糖类是绿色植物光合作用的产物,对于人和大多数动物来说,属于最基本也是最廉价的能量来源。在我国居民的食物构成中,人们每一天摄取的热能中大约有75%来自糖类。糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物,糖类也叫做碳水化合物。糖类中最重要也是最简单的糖是葡萄糖,它在自然界中分布十分广泛,存在于葡萄等带甜味的水果里。淀粉也属于糖类,主要存在于植物的种子或块根里,其中谷类含淀粉较多。例如,大米中淀粉约80%,小麦含淀粉约70%,马铃薯含淀粉约20%。淀粉虽属于糖类,但没有甜味,需要进一步化学反应转成葡萄糖才能够被人吸收。纤维素也是糖类,它不能被人类吸收,但也有重要作用,例如,它能够刺激人体消化。

2、蛋白质

蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就没有生命。肌肉,血清,血红蛋白,毛发,指甲等都是有不同的蛋白质构成的,一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关。大学生每一天需要摄入80~90g蛋白质,才能满足需要,保证身体健康。蛋白质会在人体内被水解成氨基酸,然后被人体吸收。不同的食物中内含的蛋白质数量及成分不同,营养价值也不同,合理搭配各种食物,能够使氨基酸相互补充,提高膳食中蛋白质的吸收与利用。

3、油脂

油脂的主要成分是高级脂肪酸与甘油所生成的酯,叫做甘油三脂。在人体中,油脂主要在小肠中被消化吸收,实质上是脂类被酶催化水解生成高级脂肪酸和甘油,脂肪酸在人体中主要有以下几种功能:(1)供给人体热量;(2)储存能量;(3)合成磷脂、固醇等物质;(4)参与人的生理过程如促进发育等。

4、维生素和微量元素

在20世纪初期,科学家发现,如果用只含糖类,脂肪,蛋白质和水喂养,实验动物不能存活。但加入微量牛奶后,实验动物就能正常生长了,科学家经过反复论证,实验,认为正常膳食中还务必有微量维生素,矿物质等。

二、促进身心健康

“生命在于运动”,这是人们从实际生活中 总结 出的一条真理。合理选取饮食,正确使用药物和培养良好的生活习惯是保障身心健康的重要方面,而这些都离不开化学。

1、合理选取饮食

1)水的重要性

人们每一天都要补充必须量的水分,水是人体的重要组成成分,是人体含量最多的一种物质,约占人体体重的三分之二。人体的水需要不断补充,没人每一天要补充水。能够说,没有水就没有生命。水是一种很好的溶剂。食物中许多物质如糖等要溶于水才能被吸收。水溶液在血管细胞间川流不息,把氧气和营养物质运送到组织细胞,又把代谢废物送到体外。此外,水还有调节体温的作用。

2)食物的酸碱性

在日常生活中,食物的选取与其酸碱性关系很大。食物的酸碱性是按食物在体内代谢最终产物的性质来分类的,有重要的生理好处。因为人体正常的生理过程对所涉及的体液都有较严格的酸碱性要求。例如在正常状况下,人体的pH总持续弱碱性范围(),否则,就会出现酸中毒或碱中毒。由于人体具有自动缓冲系统,能使血液的pH总持续在正常范围内,到达生理平衡。但这种调控潜力是有限的,还需要透过选取酸性食物或碱性食物来加以控制。

3)食品添加剂

为了改善食物的色、香、味或补充食品在加工过程中失去的营养成分,以及防止食物变质等,我们经常会在食品中加入一些天然的或化学合成的物质即食品添加剂。食品添加剂的品种有许多,主要包括这几种:着色剂、调味剂、防腐剂、营养强化剂等。随着食品工业的发展,食品添加剂已经成为人类生活中不可缺少的物质。但不合理的使用食品添加剂会损害人体健康。

2、正确选取药物

统计数据证明:我国居民的平均估计寿命由1949年时的35岁,提高到2000年的岁;传染病在死亡病因中所占的比率由35%降到5%。其中主要原因是普遍应用了各种新型药物。化学对此做出了重大贡献。

1)人工合成药物

主要包括解热镇痛药、抗生素、抗酸药等等。解热镇痛药如阿司匹林是人们熟知的感冒药,具有镇痛作用。是第一个重要的人工合成药物。阿司匹林的应用开辟了医药化工的全新领域,是至今销量最大的药物。青霉素是最重要的抗生素,即消炎药。青霉素有阻止多种细菌生长的优异功能。抗酸药能够治疗胃痛,能中和胃里过多的胃酸,缓解胃部不适。

2)天然药物

天然药物取自植物、动物和矿物,来源丰富。化学对中药有重要好处。许多中草药的有效成分已经分离。例如具有止咳平喘功能的麻黄碱是从中药麻黄碱中提取的生物碱。

三、生活中的材料

材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。没有半导体材料,就不可能有此刻的计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊结构材料,就不可能有这天的宇航技术;没有光导纤维,就不可能有现代的光通信;没有有机高分子材料,人类的生活就不可能像这天这样丰富多彩。化学是材料科学发展的基础。

1、合金

合金是由两种或两种以上的金属(或金属与费金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械的特性。因此,尽管目前已经制得的纯金属只有80多种,但由这些纯金属制得的合金已达数千种,大大拓展了金属材料的适用范围和价值。生活中常用的合金有铁合金、铝合金和铜合金等。

2、玻璃、陶瓷和水泥材料

一般的住宅玻璃是普通玻璃,制造普通玻璃的主要原料是纯碱,石灰石和石英。制造陶瓷的主要原料是粘土。陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。常用的硅酸盐水泥的原料主要是石灰石和粘土。

3、金属的腐蚀和防护

金属的腐蚀现象十分普遍。例如,钢铁生锈,铜器表面生成铜绿等等。腐蚀可使金属的机械性能、色泽和外形等方面发生变化,严重时可使机器设备、仪器和仪表等报废。所以防止金属腐蚀也是亟待解决的问题。金属的腐蚀主要包括电化学腐蚀及化学腐蚀,因此要从这两方面思考来进行金属的防护:金属腐蚀的本质是金属失去电子转成阳离子的过程,越活泼的金属越易被腐蚀,因此想要保护金属,能够在要保护的金属上连接一种比该金属更活泼的金属。此外也能够在金属表面涂漆,烤蓝,加氧化膜,镀金属等等,需要根据不同的状况选取不同的防护方式。

4、塑料、纤维和橡胶材料

合成材料的品种很多,塑料,合成纤维和合成橡胶就是常说的三大合成材料。塑料的品种很多,用途各不相同,主要有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、脲醛塑料等等。纤维和橡胶是生活中常用的材料,合成纤维具有优良的性能,如强度高、弹性好等等。而橡胶是制造汽车、飞机和医疗器械等所必需的材料,是重要的战略物资。

四、保护生存环境

20世纪以来,随着科学技术的迅猛发展,人类创造了空前丰富的物质财富。而与此同时,自然资源的过度开发和消耗,污染物的超多排放,导致全球性的资源短缺,环境污染和生态恶化。保护环境,保护地球已成为人类的共同的呼声。

环境问题的最终解决要靠科技进步。在这个过程中,化学是大有可为的。改善大气质量,污水处理和实现垃圾的资源化等都要依靠化学方法,要依靠化学等科学的发展。

1、改善大气质量

大气的污染危害是多方面的,它即危害人体健康,又影响动植物的生长,严重时会影响地球的气候。如构成酸雨、是全球气候变暖和破坏臭氧层等。为了改善大气质量,我们应当减少煤等化石燃料燃烧产生的污染、减少汽车等机动车尾气污染,减少室内空气污染等。lwfree

2、爱护水资源

如前文介绍。水是重要的资源,同时也是宝贵的自然资源。随着工农业生产的迅速发展和人口的急剧增长,水资源日趋紧张。同时,由于废物排放,污染了水资源,加剧了水资源的短缺。水体污染主要包括:重金属污染、植物营养物质污染等等。为改善水质,最根本的 措施 是控制工业废水和生活污水的排放,例如:重复利用废水,回收废水中的有效成分,减少废水的排放量;采用革新工艺,减低废水中的有用成分等。

3、垃圾资源化

垃圾处理要遵循无害化,减量化和资源化的原则,目前常用的方法有卫生填埋,堆肥和焚烧。

五、结语

综上所述,我们能够初步得出化学在当今人类追求高品质的现代化生活中,在各科学追求深入发展和进步的路途中都起着重大的作用。化学世界多姿多彩,在学习和生活实践中多掌握一些化学常识总是能够为我们的生活增加一些亮丽的色彩与更多的便捷。但也要注意化学的使用规则,按照必须的规范要求进行操作。总之,在我们身边化学无处不在,生活离不开化学,化学源于生活。

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关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文

无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文,仅供参考,欢迎大家阅读。

摘要: 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素,对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究,并同时指明了部分经常使用的化学涂料,对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的,它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告,尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。

关键词: 金属腐蚀;因素;防护方式

化学工业、石油化工、原子能等领域中,因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏,不但会让社会承受重大的损失,还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害,继而对人们的身体健康造成威胁,一些物质在短时间内不会消失,会长时间内对环境以及人身造成威胁;同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全,例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故,一般会导致爆炸、火灾等重大的事故,使人们的生命财产承受巨大的损失。

1、金属腐蚀的类别

金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分,主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀;根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局,重点包含全面腐蚀与局部腐蚀;此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀;干腐蚀与湿腐蚀等。

2、影响金属腐蚀的因素

①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的,腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生,假如到达或者超越特定的相对湿度,锈蚀就会以较快的速度出现和恶化,通常而言,钢铁的临界相对湿度大概是75%。

②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2,CO2,Cl-,灰尘等,多数皆为酸性气体。

③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。

④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度,进而加快腐蚀的速度。

3、防护方式

金属腐蚀的防护方式具有多样性,重点对象为金属本质,将被保护金属和腐蚀介质进行隔离,或者对金属的表面进行操作,改变腐蚀条件和电化学保护等。

改善金属本质

按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金,或者于金属内加入合金元素,提升它的耐腐蚀性,能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方,于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。

构成保护层

于金属表面设置各类保护层,将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离,此为预防金属腐蚀的最佳方式。

金属的磷化处理

在钢铁制品去油、除锈操作之后,添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡,就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜,此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色,厚度通常是5至20μm之间,于空气内具备较强的耐腐蚀能力。

金属的氧化处理

把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内,加热,在它的'表面就能够产生一层厚是~μm的蓝色氧化膜(主要组分是Fe3O4),来实现钢铁防腐蚀的目标,这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度,不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。

非金属涂层

通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层,叫做非金属涂层,亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆,车辆的表面经常喷漆等。

金属保护层

其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生,不仅可以通过电镀、化学镀实现,还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。

改善腐蚀条件

改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如,能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质,也就是缓冲剂,来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质,将其适量的融入至腐蚀介质内,即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小,便捷和廉价,因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。

电化学保护法

此类方式为以电化学原理为基础的,于金属设备上进行操作,让其变成腐蚀电池中的阴极,进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。

阴极保护

此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极,变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极,让其变成阳极,使其腐蚀,也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道,地下水管、输油管等。

4、结语

不管是在社会中的哪个领域,金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义,对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等,应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性,其形成的因素也是多种多样的,这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战,值得所有人员做出相应的努力。

你可以看看一些关于防腐蚀的片子 得到心得后 再写吖

腐蚀是金属表面部分或者全部剥离、溶解或软化的化学反应。“生锈”经常被误用或者误解,它仅仅指铁和钢。“腐蚀”不仅包含黑色金属,而且包含有色金属。以下内容主要讨论腐蚀的成因和纠正措施。移除热量是金属加工液最重要的功能之一。有效移除热量,就能保证刀具的良好使用寿命,以及工件的几何精度。和油相比,水在移除热量方面性能更卓越;但纯水和新加工的金属接触后会导致腐蚀。因此,腐蚀是每位用户,也是水基金属加工液制造商必须面对的问题。干切削过程也会面对腐蚀问题,并不仅仅由水基金属加工液引起。引起金属表面腐蚀有许多种原因,下面做具体介绍。1季节性腐蚀腐蚀可以发生在一年内的任何时候。一般来说,7~9月的温度和相对湿度较高,在美国东部和中西部更容易发生腐蚀。干旱地区,如克罗拉多州、新墨西哥州、亚利桑那州、犹他州及加州,这些地方的相对湿度较低,腐蚀情况就很少发生。2手印腐蚀当工件接触人手后,就容易发生腐蚀。搬运过程中新机床和金属工件表面留下的手印,会导致腐蚀。这种情况普遍存在于皮肤呈酸性的人群,以及表面光洁度高的工件。使用手印中和剂能防止类似的手印腐蚀。随着温度上升,包括腐蚀在内的化学反应速度就会更快。夏季高温和空气中的水分和氧气也是加速腐蚀的原因。当水分凝结在工件表面,就会形成电池的电解液。秋冬季节能提供防锈保护的加工液浓度,当湿度持续上升时,就不再提供有效的防锈保护。因此,适当的浓度调整非常必要。秋冬季节,浓度1:30()已经足够;但湿热季节,浓度可能需要提高到1:25(4%),或者不再看到工件表面生锈为止。需要注意的是,提高中央槽系统的浓度,会导致泡沫和皮炎问题。金属加工液用户也可能需要增加防锈添加剂,这取决于金属加工液的种类、用户对化学品的限制、添加剂的有效性以及所使用的加工液。3pHpH值是金属加工液控制腐蚀的一个重要参数。超过9的高pH值,可以保护黑色金属,但对有色金属腐蚀防护不利,如:铝、黄铜和青铜。水硬度会影响加工液的平衡,不同地理区域的水硬度是不同的,调节水硬度会优化加工液的表现性能。单机条件下如果pH值较低,最简单的解决方法是倾倒和清洗,然后按照推荐浓度加新鲜金属加工液。如果是加工黑色金属的中央槽系统,可以用适当添加剂,将pH值调整到。如果pH值特别高,往往是金属加工液已经受到污染,需要倾倒和换新液。4污垢再循环金属加工液的金属微粒,往往被认为是“污垢”或“碎屑”。如果没有及时清理,碎屑会在工件表面堆积而形成电池,碎屑下面的金属往往会生锈。单机条件下,应及时排空—清洗—用清水冲洗,按照推荐浓度加新鲜金属加工液。5水通常水中的化学物质是积累的,会提高加工液的腐蚀程度。所有水包含离子,部分离子富有侵蚀性,会导致大部分金属腐蚀。水含有超过100×106的氯化物、超过100×106的硫化物,或50×106硝酸盐,这些离子被认为富有侵蚀性。氯化物、硫化物和硝酸盐破坏金属表面的防护层,导致腐蚀。持续加水会提高中央槽系统的氯化物、硫化物和硝酸盐含量。金属加工液使用时间越长,离子的侵蚀性更高。每种金属加工液的配方,都需要维持浓度来发挥“最佳点”。定期检测金属加工液浓度,可以避免加工性能和环境问题。如果用户怀疑水有侵蚀性时,可取样并通过全分析来确定。当中央槽系统的金属加工液被怀疑导致腐蚀,请取样并检测离子含量。当氯化物、硫化物和硝酸盐浓度超过可接受范围,可使用去离子水或者蒸馏水作为工艺用水,也可选择防腐蚀性能高的金属加工液。溶解在水中的固体,可以破坏金属加工液很多的渴望性能。最熟悉的例子就是“水硬度”,是由于钙和镁离子溶解在水中引起。二价离子和皂类、润湿剂和乳化剂反应所形成化合物,溶解度会降低。这种不溶解的成分,耗竭机床和工件防锈剂。硬水指的是含量超过250×106碳酸钙或者15“德国克”(德国硬度标准)。硬度越高,越容易产生腐蚀。电导率是另一个检测金属加工液中溶解离子的方法。高电导率增加了腐蚀、金属加工液的不稳定、残留物和其他问题。超过4MilliSiemens/cm被认为高电导率。3pHpH值是金属加工液控制腐蚀的一个重要参数。超过9的高pH值,可以保护黑色金属,但对有色金属腐蚀防护不利,如:铝、黄铜和青铜。水硬度会影响加工液的平衡,不同地理区域的水硬度是不同的,调节水硬度会优化加工液的表现性能。单机条件下如果pH值较低,最简单的解决方法是倾倒和清洗,然后按照推荐浓度加新鲜金属加工液。如果是加工黑色金属的中央槽系统,可以用适当添加剂,将pH值调整到。如果pH值特别高,往往是金属加工液已经受到污染,需要倾倒和换新液。4污垢再循环金属加工液的金属微粒,往往被认为是“污垢”或“碎屑”。如果没有及时清理,碎屑会在工件表面堆积而形成电池,碎屑下面的金属往往会生锈。单机条件下,应及时排空—清洗—用清水冲洗,按照推荐浓度加新鲜金属加工液。5水通常水中的化学物质是积累的,会提高加工液的腐蚀程度。所有水包含离子,部分离子富有侵蚀性,会导致大部分金属腐蚀。水含有超过100×106的氯化物、超过100×106的硫化物,或50×106硝酸盐,这些离子被认为富有侵蚀性。氯化物、硫化物和硝酸盐破坏金属表面的防护层,导致腐蚀。持续加水会提高中央槽系统的氯化物、硫化物和硝酸盐含量。金属加工液使用时间越长,离子的侵蚀性更高。每种金属加工液的配方,都需要维持浓度来发挥“最佳点”。定期检测金属加工液浓度,可以避免加工性能和环境问题。如果用户怀疑水有侵蚀性时,可取样并通过全分析来确定。当中央槽系统的金属加工液被怀疑导致腐蚀,请取样并检测离子含量。当氯化物、硫化物和硝酸盐浓度超过可接受范围,可使用去离子水或者蒸馏水作为工艺用水,也可选择防腐蚀性能高的金属加工液。溶解在水中的固体,可以破坏金属加工液很多的渴望性能。最熟悉的例子就是“水硬度”,是由于钙和镁离子溶解在水中引起。二价离子和皂类、润湿剂和乳化剂反应所形成化合物,溶解度会降低。这种不溶解的成分,耗竭机床和工件防锈剂。硬水指的是含量超过250×106碳酸钙或者15“德国克”(德国硬度标准)。硬度越高,越容易产生腐蚀。电导率是另一个检测金属加工液中溶解离子的方法。高电导率增加了腐蚀、金属加工液的不稳定、残留物和其他问题。超过4MilliSiemens/cm被认为高电导率。3pHpH值是金属加工液控制腐蚀的一个重要参数。超过9的高pH值,可以保护黑色金属,但对有色金属腐蚀防护不利,如:铝、黄铜和青铜。水硬度会影响加工液的平衡,不同地理区域的水硬度是不同的,调节水硬度会优化加工液的表现性能。单机条件下如果pH值较低,最简单的解决方法是倾倒和清洗,然后按照推荐浓度加新鲜金属加工液。如果是加工黑色金属的中央槽系统,可以用适当添加剂,将pH值调整到。如果pH值特别高,往往是金属加工液已经受到污染,需要倾倒和换新液。4污垢再循环金属加工液的金属微粒,往往被认为是“污垢”或“碎屑”。如果没有及时清理,碎屑会在工件表面堆积而形成电池,碎屑下面的金属往往会生锈。单机条件下,应及时排空—清洗—用清水冲洗,按照推荐浓度加新鲜金属加工液。5水通常水中的化学物质是积累的,会提高加工液的腐蚀程度。所有水包含离子,部分离子富有侵蚀性,会导致大部分金属腐蚀。水含有超过100×106的氯化物、超过100×106的硫化物,或50×106硝酸盐,这些离子被认为富有侵蚀性。氯化物、硫化物和硝酸盐破坏金属表面的防护层,导致腐蚀。持续加水会提高中央槽系统的氯化物、硫化物和硝酸盐含量。金属加工液使用时间越长,离子的侵蚀性更高。每种金属加工液的配方,都需要维持浓度来发挥“最佳点”。定期检测金属加工液浓度,可以避免加工性能和环境问题。如果用户怀疑水有侵蚀性时,可取样并通过全分析来确定。当中央槽系统的金属加工液被怀疑导致腐蚀,请取样并检测离子含量。当氯化物、硫化物和硝酸盐浓度超过可接受范围,可使用去离子水或者蒸馏水作为工艺用水,也可选择防腐蚀性能高的金属加工液。溶解在水中的固体,可以破坏金属加工液很多的渴望性能。最熟悉的例子就是“水硬度”,是由于钙和镁离子溶解在水中引起。二价离子和皂类、润湿剂和乳化剂反应所形成化合物,溶解度会降低。这种不溶解的成分,耗竭机床和工件防锈剂。硬水指的是含量超过250×106碳酸钙或者15“德国克”(德国硬度标准)。硬度越高,越容易产生腐蚀。电导率是另一个检测金属加工液中溶解离子的方法。高电导率增加了腐蚀、金属加工液的不稳定、残留物和其他问题。超过4MilliSiemens/cm被认为高电导率。

电化学金属腐蚀与防护论文

浅议化工压力容器的防腐蚀管理论文

一、引言

压力容器是化工生产中各种反应的发生场所,化学反应多处在高温高压的环境下,为了保证化学反应的正常进行以及安全的化工生产,就必须密切关注压力容器的使用寿命和自身完整性。导致压力容器使用寿命缩短和自身完整性被破坏的因素分作两种,一是机械性破裂,二是环境破裂。机械性破裂指的是遭受外力撞击而发生的破损;环境破裂指的是腐蚀。机械性破裂多来自外界,容易发现和处理;环境破裂(腐蚀)多发于压力容器内部,不易察觉和处理。本文就化工压力容器发生腐蚀的类型、原因、防治措施等方面,论述一些管理措施。

二、化工压力容器腐蚀的常见类型

化工压力容器常见的腐蚀类型包括:物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。

1、物理腐蚀

在常温常压下,除了极少数的活泼金属,其他的大部分金属,相互之间不会发生反应。但是在高温高压的环境中,当低熔点的金属变成液态的时候,就会对高熔点的未变成液态的固态金属产生物理溶解作用,这种纯粹是物理性质的剥蚀溶解作用,故称作物理腐蚀。例如,液态锌溶解剥蚀钢制容器就是典型恶物理腐蚀现象。

2、化学腐蚀

化学腐蚀的起因是化学反应。物质的原子被重新排列组合生成新物质的过程,称为化学反应。化学反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等现象,是否生成新的物质,是判断一个反应是否为化学反应的依据。化工压力容器里的化学原料与容器内壁通过置换反应、分解反应、合成反应、氧化还原反应,生成新的物质,改变了化工压力容器材质,削弱了容器耐压耐温的强度。

3、电化学腐蚀

电化学反应指的是,化工压力容器内壁金属与容器内的液态化学原料,由于存在阴阳离子呈现聚集区域的分别,而产生电位差,形成电流回路,使得容器内表面的金属原子不断被剥离出电子,金属原子结构被破坏,最终,内壁金属被不断剥离掉落,形成腐蚀。在化工压力容器内,金属容器与化学原料发生最多的就是电化学反应,电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。

4、应力腐蚀

化学原料在化工压力容器内部不是静止的,而是在搅拌、反应等作用力下,不断地流动、旋转、翻腾的。多种物质混杂甚至成粘稠状的化学原料在运动中会对容器内壁产生冲刷作用,不论是粘拉或是挤压,统称为应力作用,由此产生的腐蚀称作应力腐蚀。应力腐蚀的发展速度很快,没有外形的明显变化,不易察觉,其造成的破坏性很严重。

三、化工压力容器腐蚀的生成原因与防控举措

1、腐蚀的生成原因

(1)容器本身原因。容器本身引发腐蚀的原因有:①金属化学成分。金属材料具有与容器内的化学原料发生化学反应的特性,金属材料杂质比较多,金属材料的合金成分、比例、加工工艺不合格。②容器制造工艺。在冲压、热处理、焊接等加工过程中,容器金属材料会发生内应力变化。(2)环境原因。在化工生产中,压力容器一方面要承受高温高压的考验,一方面要克服化学原料的各种腐蚀,这些都是有条件有限度的,若是超出了承受的极限,必然会发生腐蚀现象。在加入酸碱等性质的不同化学原料的时候,如果没有按照配方比例严格操作,容器内化学反应物的成分、PH值、浓度、氧化能力等必然会加深腐蚀;在高温高压的环境中,金属的抗腐蚀作用会快速下降,温度与压力越高,抗腐蚀的性能越差;当化学原料流动的速度越快,冲击磨损和空泡磨损的作用就会越大,容器内壁保护膜的脱落速度会因为应力作用而加大。

2、防腐蚀的防控举措

(1)选择合格的压力容器材料。化工压力容器的生产、安装、使用,必须严格执行国标,按照容器的使用用途、安装环境选择合适的容器材料,根据不同的情况,在容器钢材中加入镍、铜、钛、铬等不同的合金,在容器表面进行不同的氧化保护膜的制作。另外,应充分考虑压力容器的安置环境,配置防毒、防爆、防火等附属设施设备。(2)选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的作用是减缓设备的腐蚀速度,根据配比,只需加入原料总量的千分之几、万分之几,就可以有效地保护压力容器内壁的抗腐蚀性能,同时不会对正常的化学反应有任何影响。是一种比较经济实惠的`抗腐蚀方法。(3)提高容器焊接质量。化工压力容器的体积都比较大,需要采用焊接技术拼接制作,一般使用的是电弧焊和氩弧焊这两种焊接工艺。从焊条的选择、焊接的方法、焊接的质量、焊后的热处理,都要按照生产工艺与图纸要求,严格执行,仔细检查,使用晶间腐蚀试验和超声波探伤射线探伤等检验手段,杜绝出现细小的缺陷。最终目的是为了保持焊接区的金相组织与性能,彻底消除焊缝的残余应力,防止产生裂纹。(4)电化学保护。根据电化学原理,采用牺牲阳极保护法或外加电流法,将被保护的金属作为阴极,分别通过牺牲铝、锌、合金等外加阳极,通过外加直流电保护阴极的方法,防止或减缓压力容器金属的腐蚀。(5)使用防腐材料。防腐涂料一般由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等非金属材料调配而成,将其均匀涂抹在压力容器内壁,待干燥后可以形成一层薄膜,削弱化学原料的渗透作用,降低腐蚀电流,从而达到较好的防腐效果。该方法是目前采用最广泛的一种防腐手段。(6)敷设防护衬里。对于腐蚀性很强的化学原料,仅仅使用上述方法是不能有效防控的,此时就需要敷设防护衬里。防护衬里的材料有不锈钢、钛合金、特种陶瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢、合成橡胶等。防护衬里的适用性比较单一,成本比较高,一般只在特殊情况下采用。(7)内壁覆盖法。内壁覆盖法是在容器内壁镀一层耐腐蚀金属或陶瓷,亦或通过化学反应使容器金属内壁自身生成一种致密的保护膜。从而隔绝化学原料、水、氧气等与容器钢材的接触,阻止其被腐蚀。内壁覆盖法是一种较为便宜的通用的防护方法。(8)加强日常维护。化工压力容器的防腐蚀,根本之道在于有效预防。因此,增强员工责任心,加强日常的检查维护,是最有效的防腐蚀管理措施。严格执行压力容器的相关使用检修规程、进行定期巡视检查、取样,做好压力容器的运行档案记录工作,在毫末间分析腐蚀状况,做好积极的应对工作,减缓或抑制腐蚀破坏,确保设备的运行安全。

四、结论

总之,化工企业的相关人员要高度重视压力容器的腐蚀现象,时刻保持警惕,及时发现并正确处理压力容器的腐蚀现象,从而抑制或减缓腐蚀破坏,延长设备使用寿命,保证化工设备的安全运行。

谢谢哈 我也要写论文的。。

在网站上找了一份,希望对你有帮助。一电化学腐蚀原理?1.腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化,所释放的电子完全为氧化剂消耗,构成一个自发的短路电池,这类电池被称之为腐蚀电池。腐蚀电池分为三(或二)类:(1)不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。例如:在铜板上有一铁铆钉,其形成的腐蚀电池。铁作阳极(负极)发生金属的氧化反应:Fe→Fe2++2e-;(Fe→Fe2++2e)=-.阴极(正极)铜上可能有如下两种还原反应:(a)在空气中氧分压=21kPa时:O2+4H++4e-→2H2O;(O2+4H++4e-→2H2O)=,(b)没有氧气时,发生2H++2e-→H2;(2H++2e-→H2)=0V,有氧气存在的电池电动势E1=-()=;没有氧气存在时,电池的电动势E2=0-()=。可见吸氧腐蚀更容易发生,当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起,相当于电池的外电路短接,于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。Fe氧化成Fe2+进入溶液,多余的电子转向铜极上,在铜极上O2与H+发生还原反应,消耗电子,并且消耗了H+,使溶液的pH值增大。在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2,接着又被空气中氧继续氧化,即:Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。这样不断地进行下去,机械部件就受到腐蚀。(2)电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。例如工业用钢材其中含杂质(如碳等),当其表面覆盖一层电解质薄膜时,铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。该微型电池中铁是阳极:Fe→Fe2++2e-碳作为阴极:如果电解质溶液是酸性,则阴极上有氢气放出(2H++2e-→H2);如果电解质溶液是碱性,则阴极上发生反应O2+2H2O+4e-→4OH-。总结:从上面的分析可以看出:所形成的腐蚀电池阳极反应一般都是金属的溶解过程:M→Mz++ze-阴极反应在不同条件下可以是不同的反应,最常见的有下列两种反应:?①在缺氧条件下,H+离子还原成氢气的反应(释氢腐蚀)2H++2e-→H2。(=)该反应通常容易发生在酸性溶液中和在氢超电势较小的金属材料上。②氧气还原成OH-离子或H2O的反应(耗氧腐蚀)中性或碱性溶液中O2+2H2O+4e—→4OH-。(=)在酸性环境中,O2+4H++4e-→2H2(=)2.腐蚀电流一旦组成腐蚀电池之后,有电流通过电极,电极就要发生极化,因而研究极化对腐蚀的影响是十分必要。在金属腐蚀文献中,将极化曲线(电势~电流关系)绘成直线(横坐标采用对数标度),称为Evans(埃文斯)极化图(图10—8)。在Evans极化图中的电流密度j腐蚀表示了金属腐蚀电流,实际上代表了金属的腐蚀速率。影响金属表面腐蚀快慢(即腐蚀电流j)的主要因素:①腐蚀电池的电动势——两电极的平衡电极电势差越大,最大腐蚀电流也越大。②金属的极化性能——在其它条件相同的情况下,极化程度愈大(即极化曲线的斜率),腐蚀电流愈小。③氢超电势——释氢腐蚀时,氢在金属表面析出的超电势逾大,极化曲线的斜率就逾大,腐蚀电流反而减小。二、金属的稳定性“在所处环境下金属材料的稳定性如何?”是研究金属腐蚀与防腐首先必须考虑的问题。因此,金属-水系统的电势—pH图无疑是很有用的工具。1.电势(E)—pH关系的一般表达式若有如下电极反应:xO(氧化态)+mH++ze-?-→yR(还原态)+nH2O例如:Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++4H2O式中O代表氧化态、R代表还原态;x,m,z,y,n为各反应物、产物的计量系数。当T=时E=-(10—14)因pH=-lg[a(H+)],a(H2O)=1上式可写成E=--(10—15)在a(R),a(O)被指定时,电势E与pH值成直线关系。①.电势与pH无关的反应:②.这些反应只有电子得失,没有H+或OH-离子参加。例如反应Zn2+(aq)+2e-=Zn(s);E(Zn2++2e-→Zn)=[a(Zn2+)/a(Zn)]。当a(Zn2+)=10-6、a(Zn)=时,E(Zn2++2e-→Zn)=.水溶液中的氢、氧电极反应因为反应在水溶液中进行,反应与H2,O2,H+,OH-有关。所以凡是以水作为溶剂的反应系统都一定要考虑氢、氧电极反应。氢电极反应(①线):电极反应式2H+(a)+2e-→H2(p);当p(H2)=时,有E(2H++2e-→H2)=(10—13)在E—pH图上是一条截距为零的直线,斜率为。氧电极反应(②线):电极反应式O2(p)+2H+(a)+2e-→H2O(l)在(H2O)=1、p(O2)=时,E(O2+2H++2e-→H2O)=该式表示氧电极反应的E—pH直线与氢电极的E—pH直线斜率相同,仅截距不同。4.电势-pH图的应用(1)图10—9中每条线上的点都表示Zn—H2O系统的一个平衡状态。凡不在直线上的任何一点均为非平衡状态,且每条线上方为该线所代表电极反应中氧化态稳定区,下方为还原态稳定区。因此,在图上分别得到Zn2+,Zn,Zn(OH)2的各自稳定存在区。线②以上是O2(氧化态)的稳定区,下方是H2O(还原态)的稳定存在区;在线①以上是H+(氧化态)的稳定区、线①以下是H2(还原态)的稳定存在区。(2)在E—pH图中任意两条线所代表的电极反应都能构成一个化学反应。例如线①与②所代表的电极反应构成的化学反应为:O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)。该反应可视为氧电极和氢电极组成的燃料电池。一般而言,高电势区直线所代表电极反应中的氧化态能氧化低电势区直线所代表反应中的还原态即:[氧化态]上+[还原态]下→[还原态]上+[氧化态]下且二直线相距愈远,以此二直线所代表电极反应组成电池时,电池的电动势就愈大,因此该氧化还原反应的趋势就愈大。如Zn2++2e-=Zn是线段a代表的平衡系统,该平衡位于①线下方,说明Zn在水溶液中是不稳定的。溶液中H+被还原成H2(g),Zn被氧化成Zn2+的反应2H++Zn=Zn2++H2是自发进行的。又因Zn的稳定区也在O2还原反应的②线以下,Zn被氧化成Zn2的反应:+2H++Zn=Zn2++H2O①线与a线反应组成电池:②线与a线组成电池,比①线距离线a更远,说明在含有O2的水溶液中Zn的热力学稳定性更差。(3)E—pH图可用来指导防腐、金属保护等方面的研究。从图10—9可知,当E<-时,Zn在酸性溶液中,既使在有氧存在的情况下都可以稳定存在,这就是金属电化学防腐的阴极保护原理;(4)水-Fe的E-pH图:Fe2++2e-→Fe(1线)Fe2O3+6H++2e=2Fe2++3H2O(2线)Fe3++e-=Fe2+(3线)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(4线)Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++3H2O(5线)3Fe2O3+2H++2e-=2Fe3O4+H2O(6线)Fe3O4+8H++8e-=3Fe+4H2O(7线)总之,E—pH图在解决水溶液中发生的一系列反应及平衡问题,如元素分离,湿法冶炼,金属防腐,金属电沉积,地质问题等方面均得到广泛的应用。三、电化学保护1.阳极保护(适用有钝化曲线的金属)凡是在某些化学介质中,通过一定的阳极电流,能够引起钝化的金属,原则上都可以采用阳极保护法防止金属的腐蚀。例如我国化肥厂在碳铵生产中的碳化塔已较普遍地采用阳极保护法,取得了良好效果,有效地保护了碳化塔和塔内的冷却水箱。使用此法注意点:钝化区的电势范围不能过窄,否则容易由于控制不当,使阳极电势处于活化区,则不但不能保护金属,反将促使金属溶解,加速金属的腐蚀。2.阴极保护就是在要保护的金属构件上外加阳极,这样构件本身就成为阴极而受到保护,发生还原反应。阴极保护又可用两种方法来实现。(1)称为牺牲阳极保护法:它是在腐蚀金属系统上联结电势更负的金属,即更容易进行阳极溶解的金属(例如在铁容器外加一锌块)作为更有效的阳极,称为保护器。这时,保护器的溶解基本上代替了原来腐蚀系统中阳极的溶解,从而保护了原有的金属。此法的缺点是用作保护器的阳极消耗较多。(2)外加电流的阴极保护法:目前在保护闸门、地下金属结构(如地下贮槽、输油管、电缆等)、受海水及淡水腐蚀的设备、化工设备的结晶槽、蒸发罐等多采用这种方法,它是目前公认的最经济、有效的防腐蚀方法之一。该法是将被保护金属与外电源的负极相连,并在系统中引入另一辅助阳极,与外电源的正极相连。电流由辅助阳极(由金属或非金属导体组成)进入腐蚀电池的阴极和阳极区,再回到直流电源B。当腐蚀电池中的阴极区被外部电流极化到腐蚀电池中阳极的开路电势,则所有金属表面处于同一电势,腐蚀电流消失。因此,只要维持一定的外电流,金属就可不再被腐蚀。(3)气相中阴极保护。电化学方法能否在气相环境中使用是人们一直希望解决的问题。1988年,中国研究出了气相环境中的阴极保护技术,用于架空金属管道、桥梁、铁轨、海洋工程构件上的飞溅区保护,并在架空金属管道的实际试验中取得了非常好的保护效果,使材料的寿命延长了20多倍,为气相环境中的构件保护提供了一个崭新的途径。气相阴极保护原理与溶液中的阴极保护原理相同,只是用固体电介质代替溶液,成为阴极保护电流从阳极层流向阴极层的主要离子迁移通道。外加阴极电流从辅助阳极流入,经过固体电介质至阴极(即被保护的结构材料),从而使处于气相环境中的结构得到保护。3.缓蚀剂的防腐作用把少量的缓蚀剂(如万分之几)加到腐蚀性介质中,就可使金属腐蚀的速率显著的减慢。这种用缓蚀剂来防止金属腐蚀的方法是防腐蚀中应用得最广泛的方法之一。下面我们根据极化图来说明缓蚀剂抑制金属腐蚀的基本原理。电化学腐蚀的速率是由阳极过程和阴极过程的极化特征所决定的。只要加入的缓蚀剂能够抑制上述过程中的一种或二种,腐蚀速率就会降低。根据缓、蚀剂所能抑制的过程,我们可以把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。加入缓蚀剂,加快极化程度,降低腐蚀电流。作用的机理主要是在电极表面形成钝化膜或者吸附膜。缓蚀剂的种类繁多,属于无机类的缓蚀剂有亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐,磷酸盐等等;属于有机类的缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类等等。具体使用时,需根据要保护的金属种类和腐蚀介质等条件通过筛选试验来确定。

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