化工安全工程(7)-工业腐蚀与预防措施

第一节工业腐

蚀

及其

危害第二节工业

腐

蚀的典型类型

第三节应力腐蚀裂纹第

四节腐蚀监测技术第五节设

计

和

选

材的防腐考虑

第六节材料的防腐措施第

七

章

工

业

腐

蚀

与

预

防

措

施2013年4月18日第

一

节

工

业腐

蚀

及

其

危

害一

、工业腐蚀概述腐蚀是指材料在周围介质作用下产生的破坏。腐蚀的原

因是多方面的，可以是化学的、物理的、生物的、机械的

等等。工业腐蚀主要是由于原材料中含有的以及过程中生成的

腐蚀性成分造成的。大气中的杂质、水中的微量氯和溶解

氧也会产生腐蚀作用。腐蚀的形式是多种多样的。按照腐蚀的环境或起因，

有大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀、生物腐蚀、水腐蚀、

非水溶液腐蚀等。按照腐蚀的结果或表现形式，有点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、腐蚀疲劳、磨

损腐蚀等等。腐蚀无处不在，

种类繁多。为了制定防腐对策，

需要对

装置选材、装置设计、原材料及冷却水中的杂质以及运转

条件等进行详尽研究，加大力度、综合治理，

从而防止或减缓腐蚀性破坏。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

2/40二、腐蚀机理1,

化

学

腐

蚀化学腐蚀是指周围介质对金属发生化学作用而造成的破

坏。

工业中常见的化学腐蚀有金属氧化、

高温硫化、

渗

碳、

脱

碳

、

氢

腐

蚀

等。√

金属氧化：金属在干燥或高温气体中可与氧反应造成腐蚀。氧化过程可表示为2Me+O₂=2MeO式

中

Me

表示

金

属。√

高温硫化：是指含硫介质如硫蒸气、二氧化硫、硫化氢

等，在高温下与金属作用生成硫化物的腐蚀过程。特别是

在有水蒸气存在的条件下，二氧化硫与水反应生成亚硫

酸，硫化氢则成为氢硫酸，

高温硫化腐蚀状况会加重。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

3/40√渗碳是指一氧化碳、烃类等含碳物质在高温下与

钢接触分解成游离碳，并渗入钢内形成碳化物的过

程

。√脱碳是指钢中渗碳体在高温下与气体介质如水蒸

气、氢、氧等，发生

化

学

反

应引

起

渗

碳

体

脱

碳的

过程。渗碳和

脱

碳

均能

使

钢

表

面

硬

度

和

疲

劳

极限下

降

。√氢腐蚀：氢介质与金属中的碳反应使金属脱碳的

过程

。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

4/402.

电化

学

腐

蚀金属材料与电解质溶液接触时，

由于不同组分或

组成的金属材料之间形成原电池，其阴、阳两极之

间发生的氧化还原反应使某一组分或组成的金属材

料溶解

，造

成

材

料

失

效。

这

一

过

程

称

为

电

化

学

腐

蚀

。两种不同金属在溶液中直接接触，

因其电极电位不同而构成腐蚀电池，

使电极电位较负的金属发生

溶解腐蚀，则称之为电偶腐蚀，或接触腐蚀。工程

上不乏不同金属材料间的接触，

电偶腐蚀这类电化

学

腐

蚀屡

屡

发

生

。2013

年4

月18日第七章

工业腐蚀与预防措施

5/40三、腐蚀的危害与损失伴随世界工业化进程的是环境污染的加重和人类生存条

件的恶化。污染环境的物质大多是腐蚀性物质，

所以腐蚀

现象无时不在，随处可见。腐蚀所造成的损失是巨大的。在设备损伤事故中，腐蚀所造成的经济损失占很大比例。1964～1973年间，日本金属工业公司处理设备损伤事故1009起，有985起与腐蚀有关，

占97.62%

。美、英、前苏联、前西德等国1969~1970年间的调查资料表明，

由于腐蚀造成的直接损失，

占

国民经济总收入的2.0%～4.2

%。美国每年汽车事故损失300亿美元，火灾损失110亿美元，洪水损失4.3亿美元，风灾损失17亿美元，地震损失4亿美元，而腐蚀造成的损失达700亿美元，远远超出上述其余各项的总和。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

6/40在化学工业中，所用原材料及生产过程中的中间

产品、副产品、产品等大部分具有腐蚀性。腐蚀性

介质对建筑物、厂房、设备基础、各种构架、道路、地沟等，都会造成腐蚀性破坏。致使建筑物临

危、厂房倒塌、设备基础下陷、构架毁坏、管道变

形开裂，

造

成

重

大

事

故。在

化

工

生

产中，大

量

酸

、碱等腐蚀性介质，严重地腐蚀着机械、设备，管路

、

阀门、垫片、填料等，

致使设备壁厚变薄、强

度下降，设备、管路、阀门泄漏，

内容物向外泄放

或散逸，引起中

毒、火

灾、

爆

炸

等

事

故

发

生。

电气、仪表等设施，会因腐蚀而引起绝缘破坏、接触

不良，致使电气、仪表失灵，

引发各类事故。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

7/40第二节工业腐蚀的典型类型一

、

全

面

腐

蚀全面腐蚀是指金属结构的整个表面或大面积的程

度相同的腐蚀，也称作均匀腐蚀。在全面腐蚀中，

金属以一定的速度被腐蚀介质所溶解，金属结构逐

渐变薄。而局部腐蚀是指金属结构特定区域或部位

上的腐

蚀

。全面腐蚀的速度，

以金属结构单位时间内，单位

面积的质量损失表示，如mg·dm-2.d-1,g·m-2.h-1;也可用金属每年腐蚀的深度，

即金属构件

每年变薄的程度来表示，如mm-a-1。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

8/40等

级腐蚀速度/mm*a-1耐腐蚀性等

级腐蚀速度/mm·a~1耐

腐

蚀

性12<0.050.05～0.5优良良好340.5～1.5>1.5可用，腐蚀较重不宜，腐蚀严重金属材料的耐腐蚀性，依其腐蚀速度分为四个等

级，列于下表。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

9/40二、缝隙腐蚀缝隙腐蚀是在电解质溶液中，金属与金属、金属

与非金属之

间

的狭缝

内

发

生

的

腐

蚀

。

在

管

道

连

接

处，衬板、垫片处，设备污泥

沉

积

处，

海生物附着

处

，

以及设备外部

尘

埃、腐

蚀

产

物附着处，金属涂

层破

损

处，

均易

产

生

缝隙

腐

蚀

。一般为电化学腐蚀。缝隙可以使溶液侵入，也可

使其流

动

受

阻

。

缝宽

在0.10～

0

.1

2mm

间

最

易

腐

蚀，一

般

腐

蚀的

缝隙

宽

度

约

为

0

.

0

2

5

～

3

.

1

2

5

mm

。

缝内外面积比越大，

则提供阴极反应的场所越多

，从而加速了缝内的阳极反应，使腐蚀加快。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

10/40三、孔腐蚀孔腐蚀是金属表面个别小点上深度较大的腐蚀，

简称孔

蚀，也称作小点腐蚀。金属表面由于露头、错位、介质不

均匀等缺陷，

使其表面膜的完整性遭到破坏，

成为点蚀

源。点蚀源在某段时间内呈活性状态，

电极电位较负，与

表面其他部位构成局部腐蚀微电池。在大阴极、小阳极的

条件下，点蚀源的金属迅速被溶解形成孔洞。氯化物、溴化物、次氯酸盐等溶液，及含氯离子天然水

的存在

，最

易

产

生

孔

蚀

。

氯

化

亚

铜

、

氯

化

亚

铁

或

卤

素

离

子

与氧化剂同时存在，则能加剧孔蚀。当介质中OH-、NO₃一、

SO₄²-、C1O₄一等阴离子与溶液中的C1—比值达一定值时，对孔蚀有抑制作用，否则其作用相反。增加溶液流速，

能消除金属表面滞流状态，有降低孔蚀

作用的倾向。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

11/40四、氢损伤1.氢

腐

蚀在高温高压下，

氢引起钢组织结构变化，

使其机械性能

恶化，称为氢腐蚀。氢腐蚀是指H,

在高温高压下在钢表面

分解为H

。H经化学吸附透过金属表面固溶体，

向钢内部扩

散。

H在夹杂物与金属交界处形成H₂,或与碳化合生成甲烷

(CH₄)

。H₂和CH₄不能重溶或扩散，封闭聚集形成高压造成

应力集中，引起微裂纹生成。化学工业用钢常见的氢腐蚀有以下特征：软钢或钢表面可见鼓泡，微观组织沿晶界可见许多微裂纹。被腐蚀的钢

强度、塑性下降，容易脆断。氢腐蚀与氢脆不同，不能用脱氢的方法使钢材恢复其机械性能。2013年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

12/402.

氢脆氢脆是指氢扩散到金属内部，

使金属材料发生脆化的现

象。一般认为氢溶于钢后残留在位错处，

当氢达饱和状态

后，对位错起钉孔的作用，

使滑移难以进行，从而使钢呈

现

出脆性。氢脆

具

有

可

逆

性

，

未脆

断

前在

1

0

0

～

1

5

0

℃

间

适

当

热

处

理，保温24h可消除脆性。氢脆不同于应力腐蚀，无须腐蚀

环境，而且在常温下更容易发生氢脆。合金钢碳化物组织状况对氢脆有直接影响，氢脆开裂容

易程度顺序为：马氏体>500℃回火马氏体>粗层状珠光体>

细层状珠光体>球状珠光体。合金钢强度级别越高，其氢脆

敏感性越大。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

13/40第三节应力腐蚀裂纹一

、应力腐蚀概述金属或合金在应力，特别是拉伸应力的作用下，又处在

特定的腐蚀环境中，材料虽然在外观上没有多大变化，如

未产生全面腐蚀或明显变形，但却产生了裂纹。这种现象

称作应力腐蚀裂纹。因此，

在全面腐蚀较严重的情形下，

不易产生应力腐蚀裂纹。应力腐蚀外观无变化，裂纹发展

迅速且预测困难，

因而更具危险性。应力腐蚀裂纹是应力和腐蚀环境相结合造成的。所以，

只要消除应力和腐蚀环境两者中的任何一个因素，便可以

防止裂纹的产生。实际上既无法完全消除装置在制造时的

残余应力，又无法使装置完全摆脱腐蚀性环境。采用上述

方法防止应力腐蚀几乎是不可能的。因此，

一般是通过改

变材料的方法解决这个问题。此外，焊缝部位由于热应变

作用会产生很大的残余应力，而加热冷却的热循环过程，

也会使材质发生变化。所以对于焊缝部分要比对于焊接本

体更加注意，认真查看是否发生了应力腐蚀裂纹。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

14/40金属材料并不是在所有的腐蚀环境中都能产生应

力腐蚀裂纹。不同金属材料的应力腐蚀都需要特定

的腐蚀环境。

随着各种金属材料应用范围的不断扩大，

腐蚀环境的种类也出现增多的趋势。化学工业中的应力腐蚀，是由于原材料中所含的

杂质或在各工序中经过分解、合成等过程生成的腐

蚀性成分造成的。能造成应力腐蚀的原材料中的杂

质有硫、硫化物、氯化钠和氯化锰等无机盐、脂环

酸、氮化合物等。另外，为了防止腐蚀所加入的碱，再生重整等过程中使用的催化剂，

也是能引起

应力腐

蚀

裂

纹的物

质

。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

15/40二、应力腐蚀的机理与特征应力腐

蚀

机

理比

较

成熟的

有

机

械

化

学

效

应、

闭

塞

电池

理

论、

表

面

膜

理

论、

氢

脆

理

论四

种学

说。

下

面

简

单

介

绍

这四

种

理

论

。√机械化学效应理论认为，金属材料在应力作用下

在应力集中处迅速变形屈服成为腐蚀电池阳极区，

与金属表面腐蚀电池的阴极区构成小阳极大阴极的

腐蚀电池。使金属沿特定

的狭窄

区域迅速溶解开

裂。√闭塞电池理论认为，某些几何因素使金属裂纹引发点处电解液流动不畅形成闭塞电池。该处为阳极，其他处为阴极，闭塞区内的金属溶解。之后的

自催化作用使金属溶解加速，发展成裂纹。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

16/40√表面膜理论认为，

金属表面膜在应力作用下受到破坏露

出新表面，

新表面因与有保护膜部分存在电位差异而构成

腐蚀电池阳极，发生溶解形成裂纹源。应力集中，使裂纹

进一步发展。√

氢脆理论认为，

在应力作用下，金属腐蚀生成的氢被金

属吸收，产生氢应变铁素体或高活化氢化物，

使金属材料

脆化而出现裂纹，并沿氢脆部位向前扩展，导致破裂。应力腐蚀与全面腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀不同，有自己的

显著特征。产生应力腐蚀的金属材料主要是合金，纯金属

较少。引起应力腐蚀裂纹的主要是拉应力，

压应力虽能引起应力腐蚀，但并不明显。应力腐蚀裂纹呈枯枝状、锯齿

状，其走向垂直于应力方向。应力腐蚀裂纹，根据金属材

料所处的腐蚀环境，可以是晶间型、穿晶型或混合型。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

17/40三

、应力腐蚀的影响因素1.不

锈

钢

应

力

腐

蚀(1)氯化物工艺介质中的氯化物和冷却水中的氯离子是产生应力腐

蚀裂纹的重要原因。实验研究结果表明，

氯化物的浓度越

高，

产生应力腐蚀裂纹的时间越短。即使氯离子含量只有

十万分之一，也会在短时间内产生裂纹。腐蚀温度对应力

腐蚀裂纹的影响很大。随着温度的上升，裂纹的敏感性显

著增加，

产生裂纹的时间大大缩短，裂纹成长的速度明显

增大。在100～350℃的食盐水中进行的应力腐蚀裂纹实验显示，如果温度在300℃以上，不易产生裂纹，这是因为大量

的点腐蚀迅速导致全面腐蚀，

因而观察不到腐蚀裂纹。水

中的溶氧对氯化物形成的应力腐蚀裂纹起促进作用。只要

水中有溶氧，氯离子的含量只有百万分之一就会产生应力

腐蚀裂纹。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

18/40(

2

)

碱从使用烧碱的纯碱工业的腐蚀实例和事故调查中知道，由碱液引起的应力腐蚀裂纹较少。实际上，因为碱与氯离

子同时存在，

很难断定哪一个是应力腐蚀的主要影响因素。但是，在高温锅炉一类的容器中，即使没有氯离子存

在也会产生裂纹。如果有氧和氧化剂的存在，则会加速裂

纹的生成。

由碱引起的应力腐蚀裂纹，过去说是锅炉水质

问题，其实都可以归结为氢氧化钠的原因。在石油炼制中，氯化物分解生成氯化氢，

为了抑制氯化氢的腐蚀作用，采用添加氢氧化钠的方法。但是由于加入过量的氢氧

化钠，又产生了应力腐蚀裂纹的问题。在制氢装置中，采

用钾系催化剂，

可形成氢氧化钾，

也会造成应力腐蚀裂纹

。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

19/40(3)硫化物加氢脱硫装置发生的应力腐蚀为晶间型裂纹，这是因硫化物，更确切地说是因连多硫酸所致。不锈钢中夹杂的铁的硫化物，可与空气中的水分和氧反应生成连多硫酸或亚硫酸，导致产生裂纹。在实验室中，敏化的不锈钢，

即使是亚硫酸或低pH值的硫化氢溶液，也能使其产生应力腐蚀裂

纹。由硫化物引起的应力腐蚀裂纹与材质有密切关系。不锈

钢经过敏化处理，会析出碳化铬，使结晶晶间铬含量减少，材质的耐腐蚀性降低，易产生晶问裂纹。硫化物与氯

化物共存的环境下，对各种不锈钢装置的检验表明，在80℃以上，裂纹发生率急剧增加，

即使是耐应力腐蚀的不锈钢也变得无效。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

20/402.碳钢、低合金钢应力腐蚀(1)硫化氢对石油工业中高强钢制球形储罐的调查结果查明，

液化

石油气中所含的硫化氢在有水分存在的条件下，会引起应

力腐蚀裂纹。(

2

)

碱对于铆接结构装置，往往在应力集中的铆钉孔处发生裂

纹，

铆钉孔处的氢氧化钠浓度一般在30%以上。对于碳

钢，

碱液浓度在10%～75%之间容易发生裂纹，

但即使浓

度在1%左右也会发生裂纹。对于低合金钢，在其焊接区容

易发生应力腐蚀裂纹，材质不同，裂纹的敏感性也不尽相

同

。碱引起的应力腐蚀裂纹在330℃以上的高温时，

随着温度

的上升，裂纹生长速度加快；但当温度降低至30℃以下时，裂纹不再生长。碱引起的应力腐蚀裂纹需要有非常高

的应力，所以在残余应力较高的焊缝部位容易产生裂纹。2013

年4

月18

日

第七章

工业腐蚀与预防措施

21/40(3)CO-CO₂混合气在湿性CO-CO,混合气的环境中，

会产生应力腐蚀裂纹。如煤气装置(含CH₄

、H₂

、

CO₂

、CO

及微量残余O,)

混合气中CO

、CO,单独存在时不会产生裂纹，仅在共存时才产生裂纹。混合气中CO的分压越高，产生裂纹的极限应力就越低，裂纹生长的速

度也

越快

。碳钢必须在高应力条件下才会发生CO-CO,的应

力腐蚀裂纹。在湿性CO-CO,的条件下，即使是高铬钢也会产生裂纹。如果使混合气体保持干性，

即

在其露点以上，就可以防止裂纹。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

22/40(4)硝酸盐在有硝酸盐存在的碳钢建筑物或装置中，会产生

应力腐

蚀

裂纹。在

硝

酸

盐中，硝

酸

铵

最

容易

产

生

裂

纹，而且随着硝酸铵的浓度增大，裂纹的敏感性增

强。腐蚀温

度

越高，越容易产生

裂纹。碳钢仅在屈

服点附近高压力下，

才会产生应力腐蚀裂纹，

而在

焊接区一类的微观组织中，存在着容易产生裂纹的

部分

。2013

年4

月18

日

第七章

工业腐蚀与预防措施

23/40(5)液氨对于储存液氨的高强钢球形储罐，

每次开罐检查

时，都发现大

量的

裂纹。美国一

个

装

置

试

验

委员

会

报告，大约有3%的储

罐

平

均

三

年内就会发

生

裂纹。这些裂纹主要发生在冷加工的封头或筒体的焊

接部分附近。而且，

越是高强材料，

冷加工或焊接

条件越是恶劣，

越容易发生裂纹。由于液氨的应力

腐蚀裂纹很难在实验室模拟再现，

而且发生裂纹的

时间很长，

在

这

方

面的

研究

成

果

报

道

不多

。2013

年4

月18

日

第七章

工业腐蚀与预防措施

24/40第四节腐蚀监测技术一

、

电参

数

监

测

法材料腐蚀造成材料缺陷或材质变化，其电参数亦

引起相应改变。这类方法是应用腐蚀的电响应监测

腐蚀。常用的有以下几种方法。1.

电

阻

法该法应用金属横截而积因腐蚀而减小，从而引起

电阻改变的原理，进行腐蚀速度的检测。它不受介

质状态的限制，常用于运转设备的腐蚀检测。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

25/402.

极化

阻

力

法对电解液中正在腐蚀的金属施加一个小

的

电压，会产生一定的电流，

电压与电流的比值称为极化阻

力。极化阻力与腐蚀速度成反比。通过极化阻力的

测定可以确定腐蚀速度。该法限于

电解液中

的运转

设备均匀腐蚀的测定，测得的为瞬时腐蚀速度。如

果与电阻法联合使用，会得到较全面的腐蚀信息。3.电

位

法腐蚀状况与腐蚀电位存在一定关系、该法通过电位测量可确定腐蚀程度与腐蚀类型。

电位法可用于

局部腐蚀与均匀腐蚀的监测，但不能提供总腐蚀和

腐蚀速度的很确数据。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

26/404.

涡

流

技

术把金属物体置于交流馈电线圈电场内，其表面会

产生涡流。在腐蚀裂纹或蚀坑处，涡流受到干扰，

使激励线圈反电势改变，

或在次级线圈内产生变化。该变化经检波、放大可转换为

视

觉显示。通常

把线圈做成探头，在被测表

面

上

移

动

进行

测

定。它

可用于检查腐蚀表面、设备内壁，

也可测定铁磁材

料的非金属涂层或非铁覆盖层厚度。2013

年4

月18

日

第七章

工业腐蚀与预防措施

27/40二、物理监测技术1.

超声波技术该技术是由一压电晶体发出的声脉冲射向待测材料，

声

脉冲会受到材料前面、后面及两面之间大缺陷的反射。反

射波由同一压电晶体或接收压电晶体检拾，

经放大后在阴

极射线示波器上显示。示波器的时间坐标给出材料厚度和

缺陷位置。缺陷尺寸可由缺陷波幅得到。2.

氢监测技术通过对氢气量的测定可测得金属的腐蚀速度。氢气量的

测定通常用探氢针来完成。其原理是吸收的氢通过1—2mm

的钢，扩散至接通压力表的狭窄的环状空间。由测得的压

力增加速度估算扩散到钢中的氢气量，进而估计钢的腐蚀

程度。2013

年4

月18

日第七章

工业腐蚀与预防措施

28/40三、腐蚀环境监测法1.

化

学

法过程物料构成了设备的腐蚀环境。采用化学分析

的方法

，测

定物

料

的PH

值

、

氧

浓

度

、

缓

蚀

剂

浓

度

等与腐蚀有关的参数，

以了解腐蚀状况。该法不能直接测定腐蚀

速

度

.

但

可

提

供

发

生

腐

蚀

转

化

的

条

件，

也可鉴别发生两种不同形态腐蚀的界线。2.

挂

片

法将材料试片挂在腐蚀物料中，保持一定时间后确定其腐蚀状况。应用该法可对比评价相同材料设备

的腐蚀状

况，

也可

用

于

对

其

他

腐

蚀

监

测

方

法的验证

。2013

年4

月18

日

第七章

工业腐蚀与预防措施

29/40第五节设计和选材的防腐考虑一

、

防

腐

设

计缝隙是引起腐蚀的重要因素之一。因此在结构设

计、连接形式上，应采取合理结构，避免出现缝

隙。进行焊接时，应用双面焊、连续焊，

避

免搭

接

焊或点焊。设备死角积液处是发生严重腐蚀的部位。因此在设计时应尽量减少设备死角，

消除积液对设备的腐

蚀

。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

30/40二

、选

材

防

腐

考

虑防

止

或

减

缓

腐

蚀

的

重

要

途

径

是

正

确

地

选

择

工

程

材

料。除考虑一般技术经济指标外，

还需考虑工艺条

件及其在生产过程中的变化。要根据介质性质、浓

度

、

杂

质

、

腐

蚀

产

物

，

物

料

化

学

反

应

、

温

度

、

压

力、流速等工艺条件，

以及材料的耐腐蚀性能，综合

选

择

材

料

。应用于腐蚀性介质中的推荐耐腐蚀材料可查有关

资料

。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

31/40第六节材料的防腐措施一

、

电

化

学

保

护√阳极

保

护：在腐蚀介质中，将被腐蚀金属通以阳

极电流，

在其表面形成有很强耐腐蚀性的钝化膜，

借以保护金属，

称为阳极保护。√阴极保护：阴极保护有外加电流法和牺牲阳极法两种。外加电流法是把直流电源负极与被保护金属

连接，正极与外加辅助电极连接，

电源对被保护金

属通入阴极电流，

使腐蚀受到抑制。牺牲阳极法又

称作护屏保护，它是将电极电位较负的金属与被保

护金属连接构成腐蚀电池。电位较负的金属(阳极)

在腐蚀过程中流出的电流抑制了被保护金属的腐蚀。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

32/40二

、

缓

蚀

剂

的

应

用能够阻止腐蚀介质对金属的腐蚀或降低腐蚀速率的物质

称为缓蚀剂。缓蚀剂可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两大

类型。无机缓蚀剂有氧化性缓蚀剂，

如硝酸钠、亚硝酸

钠、铬酸盐、重铬酸盐等；

有机缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉、有机硫等。缓蚀剂的缓蚀作用可分别用吸附理论、成膜理论、电化

学理论来解释。

吸附理论认为，缓蚀剂吸附于金属表面，

形成一层连续的吸附膜，在腐蚀性介质和金属之间起隔离

作用，阻止对金属的腐蚀。成膜理论认为，缓蚀剂与腐蚀性介质反应生成难溶化合物，在金属表面布上一层难溶金

属膜，对金属起屏蔽作用，

阻止对金属的腐蚀。电化学理

论认为，加入缓蚀剂，对金属阳极腐蚀或阴极腐蚀起阻滞

作用，降低腐蚀速率，从而达到缓蚀目的。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

33/40一般说来，

缓蚀效率随缓蚀剂浓度增大而增大，但当浓度达到一定值后，缓蚀剂浓度增加，缓蚀效

率反而下降。如铬酸盐、重铬酸盐、过氧化氢等氧

化性缓蚀剂就属于这种类型。在较低温度下，缓蚀

效率较高。

升高温度，

吸附作用下降，腐蚀加重。

在某一温度范围内，缓蚀作用是稳定的。有时升高

温度会提高缓蚀效率，这是因为形成的反应产物膜

或钝化膜

质

量

好。

腐蚀性介

质的流速增大一

般会

降

低缓蚀效率。但有时腐蚀性介质的流动会使缓蚀剂

分布均匀，反而会提高缓蚀效率。2013

年4

月18日第七章

工业腐蚀与预防措施

34/40三、金属保护层1.

保护层及其类型金属保护层是指有较强耐腐蚀性的金属或合金，

覆于较差耐腐蚀性金属表面的金属层。金属保护层

有衬里金属层、

表

面

合

金

化

金

属

层

、

化

学镀

金

属

层、离子镀金属层、喷镀金属层、热浸镀金属层、

电镀金属层等多种类型。√衬里金属层是将较强耐腐蚀性的金属，

如铅、钛、铝等衬覆于设备内部的防腐方法。这是化工防

腐中广泛应用的一种方法，具有安全可靠的特点。主要有衬不锈钢和耐酸钢，如OCr13

、OCr17Ti

、

1Cr18Ni9Ti

、Cr18Ni12Mo2Ti

等

；衬钛如TA1、TA2等

；衬铝如各号纯铝；

以及衬铅或搪铅等

。2

013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

35/40√表面合金化金属层是采用渗透、扩散等工艺，使

金属表面

生

成

某

种

合

金

表

面

层，

以防腐蚀

或

摩

擦。

化学镀金属层是采用化学反应，

在金属表面镀镍、

锡、铜

、银

等

以

防腐

蚀

。

离

子

镀

金

属

层

是

在

减

压

下，使金

属

或合

金

蒸

气

部

分

离

子

化

，

在

高

能

作

用

下，对被保

护

金

属表

面

进

行

溅

射

、

沉

积

以

获

得

镀

层

。√

喷镀金属层是将金属、合金或金属陶瓷喷射于

被

保护金

属

表

面的防腐

方

法。热

浸

镀

金

属

层

是

在

钢

铁

构件表面热浸上铝、锌、铅、锡及其合金的防腐方

法。电镀金属层是应用电化学原理，

以金属表面为

阴极，获得电沉积表面层以保护金属的方法。2013

年4

月18日

第七章

工业腐蚀与预防措施

36/402.