單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,金屬結構的腐蝕與防護,單 位：,中國石油大學,教 師：趙衛(wèi)民,2008,年,11,月,教學課件,第一章 緒論,目的是獲得三方面的認識：,什么是金屬腐蝕？,（相關概念）,為什么要學？,（學習的意義）,學什么？,（學習內容）,材料失效的基本形式,腐蝕的定義,腐蝕的定義,1,、定義,金屬的腐蝕：,金屬與腐蝕介質相互接觸,腐蝕發(fā)生的對象和條件,由于,化學或電化學原因,機理,使,材料遭受破壞或性能惡化,的,過程,結果,耐蝕性,指材料抵抗環(huán)境介質腐蝕,的能力,腐蝕性,指環(huán)境介質腐蝕材料的強,弱程度,2,腐蝕的特點,（,1,）自發(fā)性,腐蝕的特點,（,2,）普遍性,腐蝕的特點,（,3,）隱蔽性,3,金屬腐蝕分類,金屬腐蝕的分類,按照破壞形式分為,均勻腐蝕,和,局部腐蝕,均勻腐蝕（全面腐蝕）：腐蝕分布在整個金屬均勻腐蝕速度的表示方法,失重腐蝕速度,V,-,單位：,gm,2,h,年腐蝕深度,V,p,單位：,mm/y,V,-,與,V,p,之間的換算,局部腐蝕：,腐蝕主要集中于金屬表面某一區(qū)域危害性大管道焊接接頭的腐蝕,局部腐蝕速度一般比均勻腐蝕速度大幾百倍，因此引起人們廣泛的注意和研究。

局部腐蝕的類型很多，,但首當其沖的是,應力腐蝕,還有小孔腐蝕、晶間腐蝕、電偶腐蝕、選擇性腐蝕、氫脆腐蝕、縫隙腐蝕、沉積腐蝕、湍流腐蝕、細菌腐蝕等這些都是化工設備中破壞力非常大的因素金屬腐蝕分類,化學腐蝕,：金屬表面與,非電解質溶液,直接發(fā)生純化學作用而引起的破壞電化學腐蝕,：金屬表面與,離子導電的介質,因發(fā)生電化學作用而發(fā)生的破壞最普遍、最常見兩者區(qū)別,：化學腐蝕中的氧化與還原密不可分；電化學腐蝕中氧化和還原在不同的部位進行；化學反應過程中沒有電流產生，電化學反應中有電流產生發(fā)生的普遍性,：自然界中單純化學腐蝕的例子很少如：,Al,在,CCl,4,、,三氯甲烷或乙醇中；,Mg,、,Ti,在甲醇中，,Na,在,HCl,氣體中等介質中含有少量水分會轉為電化學腐蝕電化學腐蝕最普遍電化學作用既可單獨造成金屬腐蝕，也可和機械作用（應力、磨損等）、生物作用共同導致金屬腐蝕金屬腐蝕分類,各種腐蝕所占比例,造成巨大的經濟損失,造成金屬資源和能源的浪費,造成設備的破壞事故,阻礙新技術的發(fā)展,二、防腐蝕研究的重要性,危害巨大,經濟損失包括直接損失和間接損失,1,、巨大的經濟損失,直接損失,：指采用防護技術的費用和發(fā)生腐蝕破壞以后的維修、更換費用和勞務費用。

管徑,mm,每年更換,km,管子價值,萬元,總價值萬元,159,1.27,23,29.21,670,219,4.9,31,151.9,273,5.6,38,212.8,325,6,46,276,東辛采油廠腐蝕現(xiàn)狀,1,、巨大的經濟損失,直接損失,間接損失,：,指設備發(fā)生腐蝕破壞造成停工、停產；,1975,年美國芝加哥一個大的煉油廠一根,15cm,的不銹鋼彎管破裂引起爆炸和火災，停車,6,周，這次腐蝕事故總維修費,50,萬美元，停車造成的稅收損失高達,500,萬美元1,、巨大的經濟損失,直接損失,間接損失,：,指設備發(fā)生腐蝕破壞造成停工、停產；,跑、冒、滴、漏造成物料流失；,腐蝕使產品污染，質量下降，設備效率降低，能耗增加；,在計算壁厚時需增加腐蝕裕度，造成鋼材浪費等美國：,1949,年,55,億美元,1960,1969,年,150,200,億美元,1975,年,700,億美元,1982,年,1269,億美元,1995,年,3000,億美元,英國：,1969,年,13.65,億英鎊（,27.3,億美元）,工業(yè)發(fā)達國家每年因金屬腐蝕而引起的直接經濟損失約占全年國民經濟總產值的,2,4%,1995,年美國的統(tǒng)計數(shù)字為全年腐蝕損失,3000,億,美元，美國全國腐蝕工程師協(xié)會（,NACE,）,主席,Holtsbaum,稱人均損失,1100,美元；,我國,1988,年腐蝕直接損失約為,300,600,億元，,1995,年的腐蝕損失為,1500,億元,，,1999,年,2800,億（石油、石化,400,多億）；,2002,年約為,4000,億,（石油、石化近,700,億），每天接近,11,億，人均約,300,元,。

這是由于工業(yè)發(fā)展，造成環(huán)境污染，大氣中酸性氧化物的含量增多，時常出現(xiàn)酸雨，對金屬的破壞性更強據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災、火災、風災和地震（平均值）損失的總和，約為,6,倍這其中還不包括由于停工停產，火災、爆炸等造成的間接損失2,、環(huán)境、安全的危害,（,1,）對環(huán)境的影響,設備和管道因腐蝕而泄漏，使有毒有害物料進入大氣、土壤和水源，既污染了環(huán)境又浪費生產原料2,、環(huán)境、安全的危害,（,1,）對環(huán)境的影響,有毒有害物料泄漏污染環(huán)境,為了減輕腐蝕，保護設備，使用某些涂料和緩蝕劑（如水處理中的鉻酸鹽、聚磷酸鹽）對環(huán)境都有害2,、環(huán)境、安全的危害,（,2,）安全,當腐蝕導致失火、爆炸、橋梁坍塌、飛機墜毀、核反應堆泄漏等重大事故，其后果更是災難性的1967,年,12,月，位于美國西佛吉尼亞州和俄亥俄州之間的俄亥俄橋因,SCC,和腐蝕疲勞而突然斷裂，死亡,46,人1985,年,8,月,12,日，日本一架波音,747,客機由于發(fā)生,SCC,而墜毀，一次死亡,500,多人英國某石化公司環(huán)己烷氧化裝置的旁通管發(fā)生硝酸鹽應力腐蝕破裂，引起環(huán)己烷蒸汽管爆炸，死,28,人，損失達,1,億美元1979,年，我國某市液化石油氣罐爆炸起火，死傷幾十人。

3,、阻礙新技術的發(fā)展,一項新技術、新產品的產生過程，往往會遇到需要克服的腐蝕問題，只有解決了這些問題，新技術、新產品、新工業(yè)才得以發(fā)展不銹鋼的發(fā)明和應用大大促進了硝酸和合成氨工業(yè)的發(fā)展美國阿波羅空間計劃中，氧化劑,N,2,O,4,的儲罐使用高強度鈦合金制造，這是通過,SCC,試驗選出的但在運行前的模擬試壓（壓力為規(guī)定值的,1.5,倍）中很快發(fā)生破裂，原因是試驗中使用的,N,2,O,4,是不純的，含有,NO,，,而模擬實際使用的,N,2,O,4,純度高，不含,NO,經分析研究加入,0.6%NO,之后才得以解決,美國著名腐蝕學專家方坦納認為，如果找不到這個解決辦法，登月計劃會推遲若干年美國用,30,年時間研究熔鹽原子能反應堆（,1947,1976,），但由于裂變產物對材料的腐蝕難以解決而放棄4,、促進自然資源的消耗,地球上金屬礦的貯量有限，腐蝕使金屬變成了無用的、無法回收的散碎的氧化物等例如，,每年花費大量資源和能源生產的鋼鐵，有,40%,左右,被腐蝕，而腐蝕后完全變成鐵銹不能再利用的約為,10%,按此計算，,我國每年腐蝕掉的不能回收利用的鋼鐵達,1000,多萬噸，大致相當于寶山鋼鐵廠一年的產量,。

腐蝕經濟學,防腐工作日益受到世界各國的重視,英國政府采取了一系列措施,1972,年,4,月在曼徹斯特理工學院成立了腐蝕與防護中心，,1973,年建立了英國腐蝕科學與技術學會，,1995,年又成立了國家腐蝕服務部我國腐蝕與防護技術水平與世界先進水平相比尚有一定的差距，但也日益受到重視很多科研院所和高校都設有相應的研究機構，如中科院“金屬腐蝕與防護國家重點實驗室（沈陽金屬所）”，中國石油天然氣集團公司石油管材研究所（西安）的“腐蝕實驗室”各石油設計院都有從事腐蝕與防護方面的研究三、課程內容及學習任務,Corrosion Science,（腐蝕科學）,金屬腐蝕原理,*腐蝕科學家,Corrosion Engineering,（腐蝕工程學）,腐蝕控制,*腐蝕工程師,課程內容：,腐蝕電化學理論（,10,學時）,了解和控制油田腐蝕（,6,學時）,金屬的應力腐蝕破裂（,10,學時）,緒論（,2,學時）,實驗（,4,學時）,參考書,金屬結構的腐蝕與防護 吳開源等編著,金屬腐蝕理論及應用 魏寶明主編,金屬腐蝕學 朱日彰等編寫,腐蝕電化學原理 曹楚南編著,腐蝕工程,M.G.,方坦納,N.D.,格林著,左景伊譯,國內主要專業(yè)雜志,中國腐蝕與防護學報,腐蝕與防護,腐蝕科學與防護技術,材料保護,表面技術,全面腐蝕控制,四川化工與腐蝕控制,國外主要專業(yè)雜志,Corrosion,Material Performance,Corrosion Science,British Corrosion Journal,謝謝大家！,。