化工防腐与防护课件

化工腐蚀与防护培训化工腐蚀与防护培训1◆第一章绪论◆第四章防腐蚀技术◆第三章耐腐蚀材料

◆第二章腐蚀原理◆第一章绪论◆第四章防腐蚀技术2第一章绪论★1.1什么是腐蚀？材料和周围环境发生相互作用而引起的破坏或变质。金属的腐蚀指金属和周围介质发生化学或电化学的作用所引起的破坏。非金属腐蚀指非金属材料由于直接的化学作用所引起的破坏。三个本要素腐蚀的对象：金属、非金属材料腐蚀的性质：电化学、化学腐蚀的后果：破坏或变质第一章绪论★1.1什么是腐蚀？材料和周围环境发生相互作31.2.1经济损失：直接损失和间接损失★1.2腐蚀的危害性直接损失：指采用防护技术的费用和发生腐蚀破坏以后的维修、更换费用和劳务费用。间接损失：指设备发生腐蚀破坏造成停工、停产；跑、冒、滴、漏造成物料流失；腐蚀使产品污染，质量下降，设备效率降低，能耗增加；在计算壁厚时需增加腐蚀裕度，造成钢材浪费等。工业发达国家每年由于金属腐蚀的直接损失约占全年国民经济总产值的2～4%。我国每年因腐蚀造成直接经济损失在4000至6000亿元，相当一个中等省一年的国民生产总值。金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和。

1.2.1经济损失：直接损失和间接损失★1.2腐蚀的危41.2.3造成金属资源和能源的浪费1.2.2对安全和环境的危害

生产过程中的腐蚀造成设备跑、冒、滴、漏，污染环境，甚至着火、爆炸，从而引起厂房、设备破坏。特别是化工生产在高温、高压、强腐蚀介质条件下，危害性更大，直接威胁人员的身体健康和生命安全，可能造成惨重的人员伤亡事故，严重损害社会效益。腐蚀是一个重大的不安全因素。因腐蚀每年约30%的钢铁产品报废，10%的钢铁将全部变为无用的铁锈。以此计算我国每年因腐蚀损失的钢铁约为1000万吨，相当于首钢全年的钢铁产量。仅锅炉结垢降低传热效率一项，我国每年就要多消耗1750万吨标准煤，它相当于全国煤炭行业两年的增产量。1.2.3造成金属资源和能源的浪费1.2.2对安全和环51.2.4阻碍新技术的发展腐蚀问题往往会直接影响许多新技术、新工艺的实施，尤其在化工产品开发方面，因腐蚀问题解决不了，致使一些新产品迟迟不能投产。

▲腐蚀是自然界中所有物体都要面对的消损破坏现象，不仅消耗资源、污染环境，甚至危及人类的安全和健康。人类无法根除腐蚀，但可以控制腐蚀，只要采取现有的有效的防腐蚀措施，就可以延长设备和装备的使用寿命，积极推广采用节电、节能、环保和循环利用等防腐蚀新设备、新技术、新工艺、新材料，我国至少可以减少30%的腐蚀损失约1500亿元，占GDP的1%－1.5%。1.2.4阻碍新技术的发展腐蚀问题往往会直接影响许多新技术6腐蚀的分类按环境分类：大气腐蚀土壤腐蚀海水腐蚀高温气体腐蚀化工介质腐蚀

按形态分类：全面腐蚀局部腐蚀

按腐蚀机理分类：电化学腐蚀化学腐蚀★1.3金属腐蚀的分类腐蚀的分类按环境分类：按形态分类：按腐蚀机理分类71.按腐蚀机理化学腐蚀电化学腐蚀金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏1.按腐蚀机理化学腐蚀电化学腐蚀金属与非电解质直接发生化学作82.按腐蚀破坏的形式全面腐蚀局部腐蚀在力学和环境因素共同作用下的腐蚀2.按腐蚀破坏的形式全面腐蚀局部腐蚀在力学和环境因素9全面腐蚀均匀的全面腐蚀不均匀的全面腐蚀全面腐蚀均匀的全面腐蚀不均匀的全面腐蚀10局部腐蚀点蚀缝隙腐蚀选择性腐蚀晶间腐蚀穿晶腐蚀电偶腐蚀局部腐蚀点蚀缝隙腐蚀选择性腐蚀晶间腐蚀穿晶腐蚀电11力学和环境因素共同作用下的腐蚀

氢致开裂应力腐蚀断裂腐蚀疲劳磨损腐蚀力学和环境因素氢致开裂应力腐蚀断裂腐蚀疲劳磨损腐蚀123.按腐蚀环境分类

在自然环境中的腐蚀工业环境介质中的腐蚀

大气腐蚀

土壤腐蚀

淡水和海水腐蚀

微生物腐蚀

在酸性溶液中的腐蚀在碱性溶液中的腐蚀在盐类溶液中的腐蚀在工业水中的腐蚀在熔盐中的腐蚀在液态金属中的腐蚀3.按腐蚀环境分类在自然环境中的腐蚀工业环境介质中的腐蚀13

化学腐蚀历程：氧化剂直接与金属表面的原子碰撞、化合而形成腐蚀产物。

电化学腐蚀历程：：金属腐蚀的氧化还原反应有着两个同时进行却又相对独立的过程。第二章腐蚀机理

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2.1金属腐蚀机理2.1.1金属的电化学腐蚀历程化学腐蚀历程：氧化剂直接与金属表面的原子碰撞、化合而14化工防腐与防护课件152.1.2腐蚀过程的产物ZnCueNaCl溶液Zn2+OH-Zn(OH)2Zn—Cu电偶电池2.1.2腐蚀过程的产物ZnCueNaCl溶液Zn2+16

(a)Zn块和Cu块通(b)Zn块和Cu块直(c)Cu作为杂质分过导线联接接接触（短路）布在Zn表面

阳极Zn:Zn→Zn2++2e（氧化反应）阴极Cu:2H++2e→H2↑（还原反应）HCl溶液ZnCuKZnCuHCl溶液CuCuCu

A2.1.3腐蚀电池1.腐蚀电池的构成(a)Zn块和Cu块通(b)Zn块和Cu块172.腐蚀电池的工作环节阳极反应通式：Me→Men++ne产物有二种：可溶性离子，如Fe-2e＝Fe2+不溶性固体，如2Fe+3H2O＝Fe2O3+6H++6e阴极反应通式：D+ne＝[D·ne]3.腐蚀电池的形成原因金属方面环境方面成分不均匀金属离子浓度差异组织结构不均匀氧含量的差异表面状态不均匀温度差异应力和形变不均匀热处理差异2.腐蚀电池的工作环节3.腐蚀电池的形成原因18腐蚀电池形成原因举例(d)应力及形变差异(e)氧浓度差异(f)金属离子浓度差异

(a)不同金属组合(b)金属中含杂质(c)表面状态不同渗碳体铝钢铁新管道新管道应力集中砂土粘土铜铜表面状态不同，缝内Cu2+浓度比缝外高腐蚀电池形成原因举例(d)应力及形变差异192.2.1金属全面腐蚀的评定失重腐蚀速度V-

单位：g∕m2.h

V-与Vp之间的换算年腐蚀深度Vp

单位：mm/y★

2.2腐蚀的评定方法2.2.1金属全面腐蚀的评定失重腐蚀速度V-V-与Vp之间20一级：良好，有轻微腐蚀或基本无腐蚀。二级：可用，有明显的腐蚀，如轻度变形、变色、失强或增减重量等。三级：不适用，有严重的变形破坏或失强2.2.2非金属腐蚀的评定一级：良好，有轻微腐蚀或基本无腐蚀。二级：可用，有明显的腐蚀21★

2.3影响金属腐蚀的因素2.3.1内在因素1.金属的性质：决定于金属的化学稳定性，标准电极电位值评定，电位越高，化学稳定性越高。2.金属的成分：

一般杂质存在会降低金属的耐蚀性，而加入某些元素，可提高金属的耐蚀性。3.金属的组织结构：化学成分一定，受热或冷却的温度和速度不同，使金属内部产生不同的组织结构，影响耐蚀性。4.金属的表面状态:

多数情况下，粗糙的金属表面比光滑的金属表面容易腐蚀。金属表面的机械损伤、缝隙、孔穴、焊接缺陷等薄弱部位，容易引起局部腐蚀。5.金属的应力★2.3影响金属腐蚀的因素2.3.1内在因素1.金属的222.3.2外在因素1.介质的PH值：

一般规律：酸性（PH＜7）介质比碱性（PH＞7）的腐蚀性强，PH值越小，酸性越强，腐蚀性越强。例外，铁在浓硫酸中耐蚀，表面致密氧化膜；2.介质中的有害介质：介质中的活性离子是有害杂质，如氯离子的存在是引起不锈钢小孔腐蚀和应力腐蚀破裂的重要因素。3.介质的温度和压力：

一般情况下，温度升高会增加反应速度，促进溶液对流、扩散，从而加速腐蚀速度。4.介质的流速介质的流动会造成介质对金属表面的冲刷，使金属表面膜容易损坏，加速金属的腐蚀。2.3.2外在因素1.介质的PH值：23★

2.4化工设备的防腐方法2.4.1提高金属的耐腐蚀性能1.采用贵金属和纯金属多数情况下，粗糙的金属表面比光滑的金属表面容易腐蚀。金属表面的机械损伤、缝隙、孔穴、焊接缺陷等薄弱部位，容易引起局部腐蚀。2.采用耐蚀合金根据不同用途加入不同种类和数量的合金元素，制成耐蚀的低合金钢和耐蚀不锈钢。3.表面处理经过不同的表面处理，可不同程度的提高耐蚀性能。如不锈钢的钝化、铝和铝合金的氧化、钢铁的“发蓝”、磷化4.热处理可以改善金属内部的组织结构，消除一些不利因素。★2.4化工设备的防腐方法2.4.1提高金属的耐腐蚀性242.4.2改善腐蚀环境1.降低介质的腐蚀性在腐蚀过程中，不是所有的介质成分都起同样的作用。（1）除去介质中的有害杂质，如一些活性粒子和溶解氧等；（2）调节介质的PH值，一般情况下，在酸性介质中金属的保护膜容易被破坏，在中性和碱性介质中腐蚀性较小；2.改善设备结构和工艺条件3.加缓蚀剂2.4.3采用耐腐蚀覆盖层1.金属覆盖层电镀、喷镀、化学镀、热浸镀、复合钢板、金属衬里材料：锌、铜、铬、镍、钛、银、金2.非金属覆盖层：最常用（1）涂层：（2）衬里层：橡胶、塑料、砖板2.4.2改善腐蚀环境1.降低介质的腐蚀性2.4.3采用252.4.4电化学保护1.阴极保护（1）外加电流阴极保护海上码头、船舶、地下管道（2）牺牲阳极保护阴极：被保护金属牺牲阳极：电位低金属海上设备、地下管道2.阳极保护阳极：被保护金属、钝化膜辅助阴极材料：碳钢、不锈钢2.4.5采用耐腐蚀非金属材料塑料、玻璃钢、石墨、陶瓷、花岗石2.4.4电化学保护1.阴极保护2.4.5采用耐腐蚀非金26第三章耐腐蚀材料★3.1耐腐蚀金属材料碳钢和铸铁纯铁：碳含量＜0.012%杂质含量＜0.02%碳钢：碳含量0.05%~1.7%铸铁：碳含量1.7%~4%（1）在碱性溶液、有机溶剂和干燥气体中，耐蚀性好（2）在中性溶液、水和潮湿大气中，有一定的腐蚀，可用（3）在常温下的浓硫酸和浓氢氟酸中，可用（4）在稀硫酸、盐酸、硝酸和磷酸介质中，不可用高硅铸铁：含硅量在14%~18%（1）含硅量大于14%，形成SiO2保护膜；超过18%，耐蚀性不会提高，严重影响物理力学性能第三章耐腐蚀材料★3.1耐腐蚀金属材料碳钢和铸铁27（2）普通高硅铸铁（STSi-15）耐酸性能优良：热硫酸、室温盐酸、磷酸、硝酸、有机酸等（3）用途：酸泵、塔节、管道、阀门等（4）不适用的介质：氢氟酸、热盐酸、氟化物、碱（溶解SiO2保护膜）（5）缺点：硬度高、不能进行机械加工，脆性大、机械强度较差，热导率小、膨胀系数大，容易碎裂；（6）使用时注意：遵守正确的加工工艺，不能随意撞击，不能局部加热或骤冷骤热；3.耐蚀低合金钢合金元素不超过3%的碳钢优点：强度高，综合性能好，Mn、Cr、Mo、V、Si

（2）普通高硅铸铁（STSi-15）耐酸性能优良：热硫酸、室28不锈钢：Cr含量大于13%的钢按化学成分：铬钢、铬镍钢、铬锰钢、铬锰镍钢等按显微组织：奥氏体、铁素体、马氏体等按用途：耐海水、耐应力、耐浓硝酸、耐硫酸等

使用中出现的腐蚀：点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀破裂钛及钛合金耐蚀性好：各种氯化物、湿氯、硝酸、＜5%的盐酸、＜10%的硫酸不耐蚀的介质：氢氟酸、＞5%的盐酸、＞10%的硫酸35℃以上的磷酸铜及铜合金耐腐蚀的介质：稀盐酸和中等浓度硫酸、醋酸、碱类不耐蚀的介质：硝酸、＞50%的硫酸、氨和铵盐溶液中

不锈钢：Cr含量大于13%的钢29特点：（相对于金属材料而言）一般没有金属光泽、不导电或导电性很小（石墨除外）导热性差耐腐蚀高分子材料

合成树脂、工程塑料、合成橡胶无机硅酸盐材料（1）天然：以石英和长石为主形成的岩石，如花岗石（2）人造：铸石、陶瓷、搪瓷等其它石墨、硫磺黏结材料★3.2耐腐蚀非金属材料特点：（相对于金属材料而言）★3.2耐腐蚀非金属材料30第四章防腐蚀技术★4.1防腐蚀施工的表面处理清除基体表面的锈层、油污、旧的防腐蚀层和其它污染杂物，以获得干净、均一、并有一定粗糙度的表面，从而增强防腐层与基体的结合力，保证防腐施工质量，延长防腐层的使用寿命。4.1.1表面处理的目的4.1.2对防腐设备的要求对金属设备的要求（1）在满足工艺要求的基础上，结构尽量简单；（2）设备的形状与尺寸满足防腐施工要求，眼睛能检查到、手和工具能触及，不应有死角；（3）设备加工尽量采用焊接，避免产生缝隙腐蚀，

最好是双面对接焊，避免搭接焊，焊缝连续、平整、无气孔第四章防腐蚀技术★4.1防腐蚀施工的表面处理清除基体表31（4）容器的底部及出口管结构应便于物料排放和防腐施工，避免出现死角；（5）设备表面应平整，凹凸不得超过2mm，所有拐角部位都应加工成半径不小于3mm的圆弧，不允许有棱角和锐角存在；（6）设备接管处的焊缝应平整圆滑，管口不得伸进设备内表面；（7）设备本体需要焊接支承点、配件、配管时，不应将其直接焊接在罐体上，在罐体外侧焊接加强板，然后再连接配件，避免局部受力变形；（8）设备基础应平整、稳固，防止局部下部下沉，以免使设备变形引起防腐层的损坏；（9）设计制造设备时，应避免将两种不同的金属或厚薄相差很大的板材直接连在一起，防止由于电位不同引起电偶腐蚀或受热变形不一样引起防腐层破坏；（10）对设备的试压、试漏等检测工作，均应在防腐施工前进行完毕，已经防腐施工完的设备，不应再进行动火、切割、焊接、开孔等工作（4）容器的底部及出口管结构应便于物料排放和防腐施工，避免出32（11）对已投产的设备、管道需要进行防腐检修时，应使设备、管道与生产系统隔离，并将其中的各种物料清理干净，置换合格后，方可进行防腐施工。若需对设备、管道进行补焊或其他技术改造时，必须在防腐施工前完成。2.对水泥混凝土设备及构件的要求（1）结构尽量简单，整体性好，便于施工，拐角部位应制成圆弧形，不应有棱角和锐角；（2）必须养护完全，并达到一定的强度，表面平整，无明显的凹陷、蜂窝针孔和裂纹，不空鼓，不起砂，20mm内含水量不超过6%；（3）所有预埋件和预留孔应在防腐施工前处理完毕，防腐施工后，不应再进行其它破坏性的施工；（4）对于旧的已被局部腐蚀破坏的水泥设备和构件，在进行防腐施工前，应先将腐蚀损坏的水泥砂浆和混凝土铲除，并将渗入内部的腐蚀产物和腐蚀介质清理干净，然后进行修复，等新的水泥面养护完全后，才能进行新的防腐施工。（11）对已投产的设备、管道需要进行防腐检修时，应使设备、管334.1.3表面处理表面处理方法选择

主要根据设备的材质、表面状况以及防腐施工工艺要求，同时考虑施工条件和成本等因素金属表面预处理的质量等级规定（1）手工或动力工具除锈，金属表面预处理质量等级定为二级，用St2、St3表示；（2）喷射或抛射除锈，金属表面预处理质量等级定为四级，用Sa1、Sa2、Sa21/2、Sa3表示；（3）火焰除锈，金属表面预处理质量等级定为一级，用F1表示；（4）化学除锈，金属表面预处理质量等级定为一级，用P1表示；4.1.3表面处理表面处理方法选择343.防腐蚀衬里或涂层对金属表面预处理的质量要求Sa21/2级：橡胶衬里、玻璃钢衬里、树脂胶泥砖板衬里、化工设备内壁防腐涂层Sa2、St3级：硅质胶泥砖板衬里、涂料涂层4.金属表面处理方法人工、机械、喷砂、化学处理（酸洗和碱洗）、其它（火焰除锈、蒸煮法）5.金属基体预处理后的保护及时涂刷底涂料空气湿度大或工件温度低于环境温度时，采取加热办法；湿度不超过85%，喷砂后4h内完成底涂；超过85%，喷砂后2h内完成底涂；超过90%，立即采取措施连续涂刷两遍底涂；超过95%，立即停止表面处理工作。处理合格后的工件，注意保持清洁3.防腐蚀衬里或涂层对金属表面预处理的质量要求356.混凝土表面预处理（1）干燥、脱碱干燥：自然干燥、烘烤20mm深处含水量不大于6%，目测水泥表面发白、手感干爽脱碱：一般用5%的硫酸锌溶液或氟硅酸镁溶液清洗中和表面的碱性物质，用水清洗干净，干燥后施工。在空气中放置半年以上的不一定进行脱碱处理（2）表面的清理、整修要求：平整、无明显的气孔、裂纹和凹凸不平等缺陷，拐角处应呈圆弧状，凸出的棱角要铲平要用腻子将气孔、裂纹和凹陷处封闭抹平或重新抹面表面有一定的粗糙度，用钢丝刷、砂布或喷砂

6.混凝土表面预处理36（3）旧水泥表面的处理被腐蚀破坏的部分彻底清除，直至露出未被腐蚀的表面；必要时采取火焰烘烤或化学处理的方法，处理渗入水泥内部的腐蚀介质，还可以采用封闭隔离措施，涂两层适当的封闭材料（如环氧煤焦油）（4）处理后的保护处理后及时刮腻子或涂刷底涂料，如果刷过的底涂料产生起泡、翘起、返白等，视为混凝土含水率过高，应铲除继续进行烘干；

（3）旧水泥表面的处理37★4.2玻璃钢施工4.2.1玻璃钢的性能及应用玻璃纤维增强塑料（FRP）组成：玻璃纤维、树脂、固化剂、稀释剂、填料分类：环氧、酚醛、呋喃、聚酯和改性应用：防腐蚀衬里层和隔离层；制造整体玻璃钢设备、管道和零部件；增强各种脆性材料；修补其它防腐蚀衬里层（如橡胶等）临时性补漏★4.2玻璃钢施工4.2.1玻璃钢的性能及应用玻璃纤维384.应用范围：环氧玻璃钢：用于腐蚀性不太强的介质，低浓度酸碱，机械强度高，工艺性能好；酚醛玻璃钢：用于酸性较强的介质，也广泛用于电器的绝缘较脆，工艺性比环氧差，耐碱性差；呋喃玻璃钢：用于温度较高、酸碱交替的强腐蚀介质，较脆，工艺性比酚醛还差，耐热、耐酸碱聚酯玻璃钢：用于耐蚀性较弱的酸性介质，多用于车辆、船舶和建筑业，力学性能较好，工艺性能最好，不耐蚀、耐热4.2.2玻璃钢的施工方法手糊法、模压法、缠绕法、喷射法4.应用范围：4.2.2玻璃钢的施工方法39外观检查：（1）气泡：允许气泡的最大直径为5mm，每平方米少于3个（2）裂纹：表面不得有深度0.5mm以上的裂纹；（3）凹凸（皱纹）：凹凸部分应不大于厚度的20%；（4）返白：返白区最大直径为50mm；（5）其它：结合牢固，无分层、脱层、异物夹杂、色泽不匀固化度检查手触摸是否发黏、棉花蘸丙酮擦、棉花球置于玻璃钢表面抽样检查3.缺陷的防止、修复4.2.3玻璃钢的质量检查外观检查：4.2.3玻璃钢的质量检查40（1）脱壳：黏结不良，施工时湿度大（2）变形：刚性差，使用中负荷较大时出现变形，局部加强（3）层裂：层间剪切强度低，设计中尽可能减少层数（4）表面发黏空气中湿度大、固化剂和促进剂含量不准，配料时要严格称量，切忌根据经验估计加量；（5）流胶严重配料不均匀、树脂黏度低（1）脱壳：41★4.3砖板衬里施工4.3.1砖板和胶泥砖板衬里设备由三部分组成：钢或混凝土外壳基体：被保护中间隔离层：防止腐蚀介质渗透接触到基体砖板层：砖板和胶泥耐腐蚀砖板天然岩石、化工陶瓷、不透性石墨板胶泥：胶合剂、固化剂、填料、改进剂或辅料常用胶泥：水玻璃、酚醛、呋喃、环氧、改性填料：石英粉、瓷粉、辉绿岩粉、石墨粉★4.3砖板衬里施工4.3.1砖板和胶泥砖板衬里设备由424.3.2砖板衬里的质量检查胶泥的技术指标不合格拆除不合格部分胶合缝发酥、起层、流淌或裂缝返修3.敲击检查，衬里层空洞对空洞部位返修，出现多处空洞，整体拆除重衬局部拱起、脱落或裂纹对胶泥进行分析，如符合标准返衬缺陷部位，否则重衬4.3.3砖板衬里的施工缺陷处理灰缝饱满度、衬里层平整度、坡度、是否有空洞4.3.2砖板衬里的质量检查胶泥的技术指标不合格4.3.3434.3.4砖板衬里的检修方法损坏程度严重，胶合缝普遍渗漏，介质渗至基体时，重新衬里；面层砖板或胶合缝均匀腐蚀、砖板减薄、较大面积脱落或离层，而底层砖板较好，拆除面层，补衬；3.衬里局部渗漏或砖板局部脱落，其它部位完好，在现场进行局部修理，修补部分接缝必须严密可靠。4.3.4砖板衬里的检修方法损坏程度严重，胶合缝普遍渗漏，44★4.4橡胶衬里施工4.4.1橡胶的性能及分类★4.4橡胶衬里施工4.4.1橡胶的性能及分类45★4.5涂料★4.5涂料46化工防腐与防护课件47化工腐蚀与防护培训化工腐蚀与防护培训48◆第一章绪论◆第四章防腐蚀技术◆第三章耐腐蚀材料

◆第二章腐蚀原理◆第一章绪论◆第四章防腐蚀技术49第一章绪论★1.1什么是腐蚀？材料和周围环境发生相互作用而引起的破坏或变质。金属的腐蚀指金属和周围介质发生化学或电化学的作用所引起的破坏。非金属腐蚀指非金属材料由于直接的化学作用所引起的破坏。三个本要素腐蚀的对象：金属、非金属材料腐蚀的性质：电化学、化学腐蚀的后果：破坏或变质第一章绪论★1.1什么是腐蚀？材料和周围环境发生相互作501.2.1经济损失：直接损失和间接损失★1.2腐蚀的危害性直接损失：指采用防护技术的费用和发生腐蚀破坏以后的维修、更换费用和劳务费用。间接损失：指设备发生腐蚀破坏造成停工、停产；跑、冒、滴、漏造成物料流失；腐蚀使产品污染，质量下降，设备效率降低，能耗增加；在计算壁厚时需增加腐蚀裕度，造成钢材浪费等。工业发达国家每年由于金属腐蚀的直接损失约占全年国民经济总产值的2～4%。我国每年因腐蚀造成直接经济损失在4000至6000亿元，相当一个中等省一年的国民生产总值。金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和。

1.2.1经济损失：直接损失和间接损失★1.2腐蚀的危511.2.3造成金属资源和能源的浪费1.2.2对安全和环境的危害

生产过程中的腐蚀造成设备跑、冒、滴、漏，污染环境，甚至着火、爆炸，从而引起厂房、设备破坏。特别是化工生产在高温、高压、强腐蚀介质条件下，危害性更大，直接威胁人员的身体健康和生命安全，可能造成惨重的人员伤亡事故，严重损害社会效益。腐蚀是一个重大的不安全因素。因腐蚀每年约30%的钢铁产品报废，10%的钢铁将全部变为无用的铁锈。以此计算我国每年因腐蚀损失的钢铁约为1000万吨，相当于首钢全年的钢铁产量。仅锅炉结垢降低传热效率一项，我国每年就要多消耗1750万吨标准煤，它相当于全国煤炭行业两年的增产量。1.2.3造成金属资源和能源的浪费1.2.2对安全和环521.2.4阻碍新技术的发展腐蚀问题往往会直接影响许多新技术、新工艺的实施，尤其在化工产品开发方面，因腐蚀问题解决不了，致使一些新产品迟迟不能投产。

▲腐蚀是自然界中所有物体都要面对的消损破坏现象，不仅消耗资源、污染环境，甚至危及人类的安全和健康。人类无法根除腐蚀，但可以控制腐蚀，只要采取现有的有效的防腐蚀措施，就可以延长设备和装备的使用寿命，积极推广采用节电、节能、环保和循环利用等防腐蚀新设备、新技术、新工艺、新材料，我国至少可以减少30%的腐蚀损失约1500亿元，占GDP的1%－1.5%。1.2.4阻碍新技术的发展腐蚀问题往往会直接影响许多新技术53腐蚀的分类按环境分类：大气腐蚀土壤腐蚀海水腐蚀高温气体腐蚀化工介质腐蚀

按形态分类：全面腐蚀局部腐蚀

按腐蚀机理分类：电化学腐蚀化学腐蚀★1.3金属腐蚀的分类腐蚀的分类按环境分类：按形态分类：按腐蚀机理分类541.按腐蚀机理化学腐蚀电化学腐蚀金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏1.按腐蚀机理化学腐蚀电化学腐蚀金属与非电解质直接发生化学作552.按腐蚀破坏的形式全面腐蚀局部腐蚀在力学和环境因素共同作用下的腐蚀2.按腐蚀破坏的形式全面腐蚀局部腐蚀在力学和环境因素56全面腐蚀均匀的全面腐蚀不均匀的全面腐蚀全面腐蚀均匀的全面腐蚀不均匀的全面腐蚀57局部腐蚀点蚀缝隙腐蚀选择性腐蚀晶间腐蚀穿晶腐蚀电偶腐蚀局部腐蚀点蚀缝隙腐蚀选择性腐蚀晶间腐蚀穿晶腐蚀电58力学和环境因素共同作用下的腐蚀

氢致开裂应力腐蚀断裂腐蚀疲劳磨损腐蚀力学和环境因素氢致开裂应力腐蚀断裂腐蚀疲劳磨损腐蚀593.按腐蚀环境分类

在自然环境中的腐蚀工业环境介质中的腐蚀

大气腐蚀

土壤腐蚀

淡水和海水腐蚀

微生物腐蚀

在酸性溶液中的腐蚀在碱性溶液中的腐蚀在盐类溶液中的腐蚀在工业水中的腐蚀在熔盐中的腐蚀在液态金属中的腐蚀3.按腐蚀环境分类在自然环境中的腐蚀工业环境介质中的腐蚀60

化学腐蚀历程：氧化剂直接与金属表面的原子碰撞、化合而形成腐蚀产物。

电化学腐蚀历程：：金属腐蚀的氧化还原反应有着两个同时进行却又相对独立的过程。第二章腐蚀机理

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2.1金属腐蚀机理2.1.1金属的电化学腐蚀历程化学腐蚀历程：氧化剂直接与金属表面的原子碰撞、化合而61化工防腐与防护课件622.1.2腐蚀过程的产物ZnCueNaCl溶液Zn2+OH-Zn(OH)2Zn—Cu电偶电池2.1.2腐蚀过程的产物ZnCueNaCl溶液Zn2+63

(a)Zn块和Cu块通(b)Zn块和Cu块直(c)Cu作为杂质分过导线联接接接触（短路）布在Zn表面

阳极Zn:Zn→Zn2++2e（氧化反应）阴极Cu:2H++2e→H2↑（还原反应）HCl溶液ZnCuKZnCuHCl溶液CuCuCu

A2.1.3腐蚀电池1.腐蚀电池的构成(a)Zn块和Cu块通(b)Zn块和Cu块642.腐蚀电池的工作环节阳极反应通式：Me→Men++ne产物有二种：可溶性离子，如Fe-2e＝Fe2+不溶性固体，如2Fe+3H2O＝Fe2O3+6H++6e阴极反应通式：D+ne＝[D·ne]3.腐蚀电池的形成原因金属方面环境方面成分不均匀金属离子浓度差异组织结构不均匀氧含量的差异表面状态不均匀温度差异应力和形变不均匀热处理差异2.腐蚀电池的工作环节3.腐蚀电池的形成原因65腐蚀电池形成原因举例(d)应力及形变差异(e)氧浓度差异(f)金属离子浓度差异

(a)不同金属组合(b)金属中含杂质(c)表面状态不同渗碳体铝钢铁新管道新管道应力集中砂土粘土铜铜表面状态不同，缝内Cu2+浓度比缝外高腐蚀电池形成原因举例(d)应力及形变差异662.2.1金属全面腐蚀的评定失重腐蚀速度V-

单位：g∕m2.h

V-与Vp之间的换算年腐蚀深度Vp

单位：mm/y★

2.2腐蚀的评定方法2.2.1金属全面腐蚀的评定失重腐蚀速度V-V-与Vp之间67一级：良好，有轻微腐蚀或基本无腐蚀。二级：可用，有明显的腐蚀，如轻度变形、变色、失强或增减重量等。三级：不适用，有严重的变形破坏或失强2.2.2非金属腐蚀的评定一级：良好，有轻微腐蚀或基本无腐蚀。二级：可用，有明显的腐蚀68★

2.3影响金属腐蚀的因素2.3.1内在因素1.金属的性质：决定于金属的化学稳定性，标准电极电位值评定，电位越高，化学稳定性越高。2.金属的成分：

一般杂质存在会降低金属的耐蚀性，而加入某些元素，可提高金属的耐蚀性。3.金属的组织结构：化学成分一定，受热或冷却的温度和速度不同，使金属内部产生不同的组织结构，影响耐蚀性。4.金属的表面状态:

多数情况下，粗糙的金属表面比光滑的金属表面容易腐蚀。金属表面的机械损伤、缝隙、孔穴、焊接缺陷等薄弱部位，容易引起局部腐蚀。5.金属的应力★2.3影响金属腐蚀的因素2.3.1内在因素1.金属的692.3.2外在因素1.介质的PH值：

一般规律：酸性（PH＜7）介质比碱性（PH＞7）的腐蚀性强，PH值越小，酸性越强，腐蚀性越强。例外，铁在浓硫酸中耐蚀，表面致密氧化膜；2.介质中的有害介质：介质中的活性离子是有害杂质，如氯离子的存在是引起不锈钢小孔腐蚀和应力腐蚀破裂的重要因素。3.介质的温度和压力：

一般情况下，温度升高会增加反应速度，促进溶液对流、扩散，从而加速腐蚀速度。4.介质的流速介质的流动会造成介质对金属表面的冲刷，使金属表面膜容易损坏，加速金属的腐蚀。2.3.2外在因素1.介质的PH值：70★

2.4化工设备的防腐方法2.4.1提高金属的耐腐蚀性能1.采用贵金属和纯金属多数情况下，粗糙的金属表面比光滑的金属表面容易腐蚀。金属表面的机械损伤、缝隙、孔穴、焊接缺陷等薄弱部位，容易引起局部腐蚀。2.采用耐蚀合金根据不同用途加入不同种类和数量的合金元素，制成耐蚀的低合金钢和耐蚀不锈钢。3.表面处理经过不同的表面处理，可不同程度的提高耐蚀性能。如不锈钢的钝化、铝和铝合金的氧化、钢铁的“发蓝”、磷化4.热处理可以改善金属内部的组织结构，消除一些不利因素。★2.4化工设备的防腐方法2.4.1提高金属的耐腐蚀性712.4.2改善腐蚀环境1.降低介质的腐蚀性在腐蚀过程中，不是所有的介质成分都起同样的作用。（1）除去介质中的有害杂质，如一些活性粒子和溶解氧等；（2）调节介质的PH值，一般情况下，在酸性介质中金属的保护膜容易被破坏，在中性和碱性介质中腐蚀性较小；2.改善设备结构和工艺条件3.加缓蚀剂2.4.3采用耐腐蚀覆盖层1.金属覆盖层电镀、喷镀、化学镀、热浸镀、复合钢板、金属衬里材料：锌、铜、铬、镍、钛、银、金2.非金属覆盖层：最常用（1）涂层：（2）衬里层：橡胶、塑料、砖板2.4.2改善腐蚀环境1.降低介质的腐蚀性2.4.3采用722.4.4电化学保护1.阴极保护（1）外加电流阴极保护海上码头、船舶、地下管道（2）牺牲阳极保护阴极：被保护金属牺牲阳极：电位低金属海上设备、地下管道2.阳极保护阳极：被保护金属、钝化膜辅助阴极材料：碳钢、不锈钢2.4.5采用耐腐蚀非金属材料塑料、玻璃钢、石墨、陶瓷、花岗石2.4.4电化学保护1.阴极保护2.4.5采用耐腐蚀非金73第三章耐腐蚀材料★3.1耐腐蚀金属材料碳钢和铸铁纯铁：碳含量＜0.012%杂质含量＜0.02%碳钢：碳含量0.05%~1.7%铸铁：碳含量1.7%~4%（1）在碱性溶液、有机溶剂和干燥气体中，耐蚀性好（2）在中性溶液、水和潮湿大气中，有一定的腐蚀，可用（3）在常温下的浓硫酸和浓氢氟酸中，可用（4）在稀硫酸、盐酸、硝酸和磷酸介质中，不可用高硅铸铁：含硅量在14%~18%（1）含硅量大于14%，形成SiO2保护膜；超过18%，耐蚀性不会提高，严重影响物理力学性能第三章耐腐蚀材料★3.1耐腐蚀金属材料碳钢和铸铁74（2）普通高硅铸铁（STSi-15）耐酸性能优良：热硫酸、室温盐酸、磷酸、硝酸、有机酸等（3）用途：酸泵、塔节、管道、阀门等（4）不适用的介质：氢氟酸、热盐酸、氟化物、碱（溶解SiO2保护膜）（5）缺点：硬度高、不能进行机械加工，脆性大、机械强度较差，热导率小、膨胀系数大，容易碎裂；（6）使用时注意：遵守正确的加工工艺，不能随意撞击，不能局部加热或骤冷骤热；3.耐蚀低合金钢合金元素不超过3%的碳钢优点：强度高，综合性能好，Mn、Cr、Mo、V、Si

（2）普通高硅铸铁（STSi-15）耐酸性能优良：热硫酸、室75不锈钢：Cr含量大于13%的钢按化学成分：铬钢、铬镍钢、铬锰钢、铬锰镍钢等按显微组织：奥氏体、铁素体、马氏体等按用途：耐海水、耐应力、耐浓硝酸、耐硫酸等

使用中出现的腐蚀：点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀破裂钛及钛合金耐蚀性好：各种氯化物、湿氯、硝酸、＜5%的盐酸、＜10%的硫酸不耐蚀的介质：氢氟酸、＞5%的盐酸、＞10%的硫酸35℃以上的磷酸铜及铜合金耐腐蚀的介质：稀盐酸和中等浓度硫酸、醋酸、碱类不耐蚀的介质：硝酸、＞50%的硫酸、氨和铵盐溶液中

不锈钢：Cr含量大于13%的钢76特点：（相对于金属材料而言）一般没有金属光泽、不导电或导电性很小（石墨除外）导热性差耐腐蚀高分子材料

合成树脂、工程塑料、合成橡胶无机硅酸盐材料（1）天然：以石英和长石为主形成的岩石，如花岗石（2）人造：铸石、陶瓷、搪瓷等其它石墨、硫磺黏结材料★3.2耐腐蚀非金属材料特点：（相对于金属材料而言）★3.2耐腐蚀非金属材料77第四章防腐蚀技术★4.1防腐蚀施工的表面处理清除基体表面的锈层、油污、旧的防腐蚀层和其它污染杂物，以获得干净、均一、并有一定粗糙度的表面，从而增强防腐层与基体的结合力，保证防腐施工质量，延长防腐层的使用寿命。4.1.1表面处理的目的4.1.2对防腐设备的要求对金属设备的要求（1）在满足工艺要求的基础上，结构尽量简单；（2）设备的形状与尺寸满足防腐施工要求，眼睛能检查到、手和工具能触及，不应有死角；（3）设备加工尽量采用焊接，避免产生缝隙腐蚀，

最好是双面对接焊，避免搭接焊，焊缝连续、平整、无气孔第四章防腐蚀技术★4.1防腐蚀施工的表面处理清除基体表78（4）容器的底部及出口管结构应便于物料排放和防腐施工，避免出现死角；（5）设备表面应平整，凹凸不得超过2mm，所有拐角部位都应加工成半径不小于3mm的圆弧，不允许有棱角和锐角存在；（6）设备接管处的焊缝应平整圆滑，管口不得伸进设备内表面；（7）设备本体需要焊接支承点、配件、配管时，不应将其直接焊接在罐体上，在罐体外侧焊接加强板，然后再连接配件，避免局部受力变形；（8）设备基础应平整、稳固，防止局部下部下沉，以免使设备变形引起防腐层的损坏；（9）设计制造设备时，应避免将两种不同的金属或厚薄相差很大的板材直接连在一起，防止由于电位不同引起电偶腐蚀或受热变形不一样引起防腐层破坏；（10）对设备的试压、试漏等检测工作，均应在防腐施工前进行完毕，已经防腐施工完的设备，不应再进行动火、切割、焊接、开孔等工作（4）容器的底部及出口管结构应便于物料排放和防腐施工，避免出79（11）对已投产的设备、管道需要进行防腐检修时，应使设备、管道与生产系统隔离，并将其中的各种物料清理干净，置换合格后，方可进行防腐施工。若需对设备、管道进行补焊或其他技术改造时，必须在防腐施工前完成。2.对水泥混凝土设备及构件的要求（1）结构尽量简单，整体性好，便于施工，拐角部位应制成圆弧形，不应有棱角和锐角；（2）必须养护完全，并达到一定的强度，表面平整，无明显的凹陷、蜂窝针孔和裂纹，不空鼓，不起砂，20mm内含水量不超过6%；（3）所有预埋件和预留孔应在防腐施工前处理完毕，防腐施工后，不应再进行其它破坏性的施工；（4）对于旧的已被局部腐蚀破坏的水泥设备和构件，在进行防腐施工前，应先将腐蚀损坏的水泥砂浆和混凝土铲除，并将渗入内部的腐蚀产物和腐蚀介质清理干净，然后进行修复，等新的水泥面养护完全后，才能进行新的防腐施工。（11）对已投产的设备、管道需要进行防腐检修时，应使设备、管804.1.3表面处理表面处理方法选择

主要根据设备的材质、表面状况以及防腐施工工艺要求，同时考虑施工条件和成本等因素金属表面预处理的质量等级规定（1）手工或动力工具除锈，金属表面预处理质量等级定为二级，用St2、St3表示；（2）喷射或抛射除锈，金属表面预处理质量等级定为四级，用Sa1、Sa2、Sa21/2、Sa3表示；（3）火焰除锈，金属表面预处理质量等级定为一级，用F1表示；（4）化学除锈，金属表面预处理质量等级定为一级，用P1表示；4.1.3表面处理表面处理方法选择813.防腐蚀衬里或涂层对金属表面预处理的质量要求Sa21/2级：橡胶衬里、玻璃钢衬里、树脂胶泥砖板衬里、化工设备内壁防腐涂层Sa2、St3级：硅质胶泥砖板衬里、涂料涂层4.金属表面处理方法人工、机械、喷砂、化学处理（酸洗和碱洗）、其它（火焰除锈、蒸煮法）5.金属基体预处理后的保护及时涂刷底涂料空气湿度大或工件温度低于环境温度时，采取加热办法；湿度不超过85%，喷砂后4h内完成底涂；超过85%，喷砂后2h内完成底涂；超过90%，立即采取措施连续涂刷两遍底涂；超过95%，立即停止表面处理工作。处理合格后的工件，注意保持清洁3.防腐蚀衬里或涂层对金属表面预处理的质量要求826.混凝土表面预处理（1）干燥、脱碱干燥：自然干燥、烘烤20mm深处含水量不大于6%，目测水泥表面发白、手感干爽脱碱：一般用5%的硫酸锌溶液或氟硅酸镁溶液清洗中和表面的碱性物质，用水清洗干净，干燥后施工。在空气中放置半年以上的不一定进行脱碱处理（2）表面的清理、整修要求：平整、无明显的气孔、裂纹和凹凸不平等缺陷，拐角处应呈圆弧状，凸出的棱角要铲平要用腻子将气孔、裂纹和凹陷处封闭抹平或重新抹面表面有一定的粗糙度，用钢丝刷、砂布或喷砂