金属腐蚀与防护论文(6篇)
金属腐蚀与防护论文篇1
Keywords:steelstructure;Anti-corrosioncoatings;Constructionprinciple
中图分类号：TQ630.7文献标识码：A文章编号：1009-1696（2011）05-0050-03引言钢结构具有质量轻、抗震性能好、工业化程度高和施工速度快等优点，且低能耗、无污染、可循环利用。但它的致命弱点是易于腐蚀。腐蚀不仅使钢材表面产生不均匀的锈蚀，而且局部的锈蚀引起应力集中，促使钢结构提前破坏，尤其是在反复冲击的荷载作用下，更促使疲劳强度降低，出现脆性断裂。钢材的腐蚀造成巨大的损失，只有对其进行有效防护，才能确保钢结构的长久寿命，涂装防腐蚀涂料是常用的一种防护方式。防腐蚀涂料的防腐机理主要包含物理屏蔽作用、化学缓蚀作用和电化学阴极保护作用。物理屏蔽作用就是以致密的防腐涂层将被保护材料与外界的腐蚀性物质隔离开；隔断腐蚀电池的通路，增大电阻。化学缓蚀作用就是将有害的酸碱物质中和为中性的无害物质，来保护防腐涂层内的材料不受腐蚀性物质的侵害。电化学阴极保护作用是在涂料中添加一些特殊的物质（常用铬酸盐），使钢铁等金属的表面钝化，从而阻止金属离子的溶出，达到防腐的目的。1钢结构防腐蚀涂料的基本防腐要求及考虑因素有些防腐蚀涂料同时包含数种防腐方式，其防腐要求及考虑因素见表1。
表1钢结构防腐蚀涂料的基本要求及考虑因素2防腐蚀涂料的涂层系统及其作用防腐蚀涂料一般由底漆、中涂漆和面漆组成，特殊情况下还需要腻子层。各涂层作用见表2。
表2防腐蚀涂料体系各涂层作用
金属腐蚀与防护论文篇2
关键词：输油管道阴极保护防腐
中图分类号：TE973文献标识码：A
1国内外发展现状
腐蚀是金属和所处导电环境，发生电化学反应而导致的一种破坏蚀。造成管道腐蚀的主要原因有：管道自身的性质，比如材质、选料等方面会影响腐蚀程度；管道所处土壤环境、地形不同，例如土壤潮湿、悬空管道的应力腐蚀、土壤电阻率低等等；施工不当，例如在输油管道深埋入地下之前，已经造成管道的防腐层破换，安装过程中的违规操作使得管道应力集中。当管道防护层破坏时，表面就首先会老化，然后发脆、剥离，最后脱落造成破坏，使管道接触外界介质产生越来越严重的腐蚀现象，造成“小阳极和大阴极”，使防腐层损坏处产生点蚀，腐蚀加速最终产生孔蚀破坏整个管道，一般输油管道点蚀较为严重，严重时会造成管道壁厚逐渐变薄、强度降低、出现裂纹，造成原油的泄露。阴极保护是根据电化学腐蚀原理，在管道上连接一种比管道金属电位更低的金属为牺牲阳极或给管道加外电流为强制电流法，当管道受到阴极极化时，电位会负移到阳极平衡电位，消除了电化学产生的作用，达到保护管道的目的。
目前，阴极保护技术在国内外已被广泛应用，近年来我国不断研究金属阴极保护，特别在工程应用中越来越广泛，相关部门也制订了管道施加涂层防腐和阴极保护的相关法令条文。由于设计、施工和外界干扰等因素，我国管道的腐蚀保护率仅为78.3%。美国环保局已经对于地下储罐、输油管道等的腐蚀泄漏导致的污染问题，下达指令要求埋地储罐和多数输油输气管道，必须实施阴极保护等防腐措施。为适应不同环境下的阴极保护，阴极保护的产品逐渐变的多样化，如恒电位仪、恒电流仪、恶劣地区无电情况下阴极保护电源用的整流器等，产品质量好，使用寿命长。
2阴极保护防腐技术
阴极保护技术的发展主要表现在：外加电流保护下的变压器―整流器等电源运转类型、模式；阴极保护数据的采集、储存和分析。牺牲阳极和强制电流法是阴极保护两种重要方法，以强制电流法为主、牺牲阳极为辅的阴极保护法适用于直径较大的长输油管道：当在一个回路中串接直流电源，再借助辅助阳极，将直流电通向被保护管道，这样强制电流阴极保护技术就能够使得保护金属变成阴极。对输油管道进行阴极保护防腐时，其必须具备一定条件：腐蚀介质必须是能导电的，在其导电环境下才会形成电化学原理；管道所在环境必须适合阴极极化的进行，只有这样才能使极化曲线变化分析腐蚀速率的变化；要考虑管道几何上的“屏蔽作用”，尽量防止不均匀性保护电流的存在，不均匀时会造成局部腐蚀较为严重；只有管道上的电流均匀性良好，才能更好的测试防腐过程中参数的变化情况，进行更好的定性、定量防腐。
2.1牺牲阳极法
牺牲阳极材料保护是用阳极材料的腐蚀来替换管道、设备金属的腐蚀，将还原性较强的金属作为阳极，与管道相连构成原电池，阳极材料发生氧化反应而被消耗减少，从而达到延长管道、设备的使用寿命，提高安全性和经济性。阳极材料包括阳极和辅助阳极材料，最新的阳极材料有：Mg-Mn、Mg-Al、Zn-Sn、Zn-Hg和AI-Zn-In合金等等；常用的新型辅助阳极材料有氧化铁材料、铝银合金材料、镀铂钛材料、混合金属氧化物材料。合金中镁密度小、电位低、极化效率低、适合在土壤电阻率高的土壤工作；锌合金阳极自腐蚀程度低、极化效率高、寿命长，常在酸性和碱性土壤使用；铝电位介于镁和锌之间，表面极易钝化，常以Zn-Al、Al-Hg合金方式使用。目前，应用的阳极材料在不断改进、更新，但是整体阳极材料存在这几个问题：阳极材料的自身调节能力差；在特殊环境下，可能出现极性逆转；辅助阳极的气阻值较高；发生屏蔽，影响阴极保护。阴极保护技术的不断发展，推动牺牲阳极材料的多样性和完善性。
2.2强制电流法
强制电流法可提供较大的保护电流，具有保护距离长、方便调节电流和电压、使用范围广，主要适用于长输油管道以及当杂散电流引起的管地电位变化超越牺牲阳极的保护能力的情况。该方法是利用恒电位仪，将电流通过阳极输人到管道速出土壤中，流动到金属管道，从管道上连接的阴极电路汇流到恒电位仪，相应地变化电流输出值，把变化的电位稳定在控制电位范围，使通电点位置电位保持稳定，起到改变阴极电位实现阴极保护。目前应用的恒电位仪主要有：磁饱和放大式、大功率晶体管式、DC/DC变换器式和高频开关逆变式恒电位仪等。强制电流法主要设施有：直流电源、辅助阳极、输油管道和一些附属设施等。强制电流法通过外加电流来改变金属的极化曲线，分析极化曲线变化，改变电位达到降低电化学腐蚀的效果，与阳极材料法相比系统较为复杂。在管道阴极保护中，应考虑以下几个因素：确定合理的输入电压、电流，防腐效果达到最佳；确定整个回路的电阻，有利于定量分析；确定辅助阳极的各个参数，如材料、距离、数量以及合理安装；选定参比电极。强制电流法的优点在于保护电压变化可调，可适应一些特殊情况；不受土壤电阻率限制；测试位置设置较少且测试仪安装方便。不足之处是必须有外部电源；任何情况必须与整流器正极相连，与土壤接触的连接件必须采用电绝缘；对附近的金属设备工作干扰较大；安装过程、调试比较复杂等。
2.3附加绝缘层
一般而言，管道外表面保持干燥，就很难有电化学发生的环境，就不会出现均匀腐蚀的现象。涂漆防腐就是基于此原理将管线外表面跟土壤环境隔离，加阴极保护作用，腐蚀现象就不易发生。所以涂层材料在阴极保护中至关重要，阴极保护是利用涂层中具有牺牲特有金属的腐蚀为管道表面提供防腐保护层的方法。当漆膜保护层的管道表面与电解液发生接触时，漆膜中的对应金属首先被腐蚀，避免管道表面首先腐蚀。因此，阴极保护事实上是在管道物理隔离失效以后，对金属外表面的补充防腐保护。
管道的涂漆保护过程中，在考虑管道土壤腐蚀环境和外表面温度的同时，还得考虑到以下几点问题：（1）含锌类涂层禁止用于奥氏体不锈钢的管道或设备；（2）含锌类涂层的锌含量必须保持一定值，否则会影响进行阴极保护；（3）聚氨脂涂层不能直接涂在多孔、粗糙的管道表面。
3结论
本文对输油管道腐蚀情况与其阴极保护理论的具体联系进行论述，综合工程实际并分析，因为影响阴极保护的因素很多，所以选择阴极保护时，应综合考虑。对于管道规模较大、土壤电阻率高、被保护管道的覆盖层较差时，应选用外加电流保护方式。通过理论与实践结合得出以下结论：（1）在现有理论的基础上，进行材料腐蚀机理和管道材料的深化研究，进一步完善腐蚀计算模型提高预测的准确性，定量防腐；（2）对不同环境下的输油管道，在实施强制电流法时，要特别注意电流大小的控制、测试距离选取、测试误差的合理分析等等；（3）对于深埋地下的输油管道，应采用外加防腐绝缘层和阴极保护法联合使用，因为阴极保护是在管道物理隔离失效以后，对金属表面的补充防腐保护。这样才能使管道防腐取得更好的效果；（4）对管道从施工到防腐整体考虑，因为外加防腐绝缘层是在管道安装过程中进行的，而阴极保护是在输油运行过程中进行，所以在管道设计初期要全面分析腐蚀原因，科学合理的优化、设计防腐方案来降低的损失。
金属腐蚀与防护论文篇3
【关键词】天然气；管道运输；防腐措施
近年来，随着经济的快速发展，世界在能源的使用上取得了巨大突破。如今，大部分家庭使用的燃料都为天然气，可以说，天然气已经走入了我们每个人的生活。目前来看，我国天然气资源的运输主要是依靠管道进行，管道一般都为钢制的。由于我国国土面积庞大再加一些天然气需要进行长远距离运输，这些因素导致我国的天然气管道长度十分惊人。2006年时总管道长度就已经超过了40000km，而且在未来的几年里，管道的长度必然会进一步增加。天然气运输过程中由于需要经过各种各样的环境，不可不避免的会造成管道的腐蚀破坏，一旦管道穿孔，将发生油气泄漏，不仅浪费了能源还污染了环境，甚至可能引发一些大的灾害。因此深入了解管道腐蚀的原因并采取一定手段加以防治和保护，对于天然气的运输非常重要。
一、天然气管道腐蚀原因
（1）土壤腐蚀。土壤是由固相液相气相三种形态组成，土壤中常常会含有大量的水分子，水中的一些离子是造成管道腐蚀的重要因素。当水中的离子与管道接触时发生电荷的转移，管道构成电解池，表面的金属元素发生氧化还原反应，逐渐变成离子溶解在水中，随着时间的增长，管道的腐蚀越来越严重，最后甚至完全泄露。
（2）管道腐蚀因素。面对水中离子的腐蚀，很多工程在施工过程中都会注意在管道外面包裹一层防腐物质，防止金属管道雨水直接接触，然而，由于施工因素以及后来的环境风化导致外在防腐物质逐渐脱落，土壤中的腐蚀性物质与金属管道外壳接触发生反应，导致管道遭到腐蚀。
（3）金属材料因素。管道材料的物理化学性质以及表面的形态等因素都会在一定程度上影响到管道的腐蚀。一般来说，金属化学性质越稳定，越不容易与水中离子发生反应，抵抗外界腐蚀能力越强。同时，金属中如果掺入一定量的其他合金元素，会构成原电池，导致腐蚀速度的加快，因此在进行管道材料选择时，应该尽量采用单项合金。除此之外，金属管道的表面形态也会影响到管道的腐蚀效果。越是粗糙的表面越容易受到腐蚀，这是因为粗糙表面由于积累一定的污垢会生成钝化膜，极易受到破坏。
（4）大气腐蚀。大气中含有的水分会在金属表明发生冷凝进而形成一层水膜，水膜起到电解液的作用，形成了金属与一些离子的反应场所，促进了金属管道的腐蚀。一般来说，在潮湿的环境中，金属腐蚀的速度远远关于干燥环境中的管道。
（5）细菌腐蚀。细菌腐蚀主要是指土壤中含有的氧化菌、还原菌等细菌在一定的PH土壤中发生大量的增值，并促进一些离子发生氧化还原反应，导致管道表面形成二层复式，因此一般在硫酸盐管道腐蚀的现场都可以闻到硫化氢气味。
二、管道腐蚀防治措施
针对以上腐蚀原因提出相应防腐措施如下：
（1）涂层防护。涂层防护是管道防护最基本的方法。它的主要原理在于采用一些特殊材料涂抹到管道外侧，起到隔离金属管道的作用，腐蚀性物质无法与金属直接接触，因而起到防腐的作用。值得注意的是，有些管道在架设过程汇总不可避免的经过一些环境比较恶劣的地区，因此这就对涂膜材料的选择提出了要求。一般来说，涂膜材料应该满足以下几个要求：材料自身性能稳定，不会与周围腐蚀性物质发生反应，水的渗透率低，防止水与管道的接触，耐微生物腐蚀能力强，出现问题时方便修复，成本低，可以大规模使用，满足防腐要求的前提下满足工程要求。
（2）改善金属的本质。根据不同的用途选择不同的材料组成耐腐蚀合金，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钢的防腐蚀能力。
（3）电化学保护法。将被保护金属极化成阴极来防止金属腐蚀的方法。1928年第一次用于管道是将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上，利用外施电流迫使电解液中被保护金属表面全部阴极极化，则腐蚀就不会发生。判定管道是否达到阴极保护的指标有两项：一是最小保护电位，它是金属在电解液中阴极极化到腐蚀过程停止时的电位，其值与环境等因素有关，常用的数值为-850毫伏（相对于铜-硫酸铜参比电极测定）；二是最大保护电位，即被保护金属表面容许达到的最高电位值。
（4）改善环境。改善环境对减少和防止金属腐蚀有重要作用。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（缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。
（5）电蚀防止法。一是在杂散电流源有关设施上采取措施，使漏泄电流减小到最低限度；二是在敷设管道时尽量避开杂散电流地区，或提高扰管段绝缘防腐层质量，采用屏蔽、加装绝缘法兰等措施；三是对干扰管道作排流保护，即将杂散电流从扰管道排回产生漏泄电流的电网中，以消除杂散电流对管道的腐蚀。
三、结语
管道的防腐不仅关系到资源的有效利用，还关系到城市的正常运转。保证管道不被腐蚀才能保证社会的平稳运行，因此管道的防腐问题应该引起足够的重视，在开发新技术新材料的同时，注意对于现有工艺的改善，完善管道施工中的管理，避免人为因素对管道造成腐蚀，从多个方面综合治理管道的腐蚀问题，才能将损失降到最低。
参考文献：
[1]刘佳天然气管道的腐蚀原因及防治措施2012年第6期内江科技
[2]冯士明，胡延新.油气管道腐蚀现状及修复技术对策.99中国国际腐蚀控制大会论文集，1999
[3]王刚，李会影，刘振兴.油气管道的腐蚀与防护[J]黑龙江科技信息，2010
金属腐蚀与防护论文篇4
关键词：水工钢闸门；腐蚀；防护；
中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：
前言
水工闸门是水电站、水库、水闸、船闸等水工建筑物中控制水位的重要构件，它要长期浸没水下，在启闭时频繁的干湿交替，受到高速水流的冲刷，特别是水线部分受到水、日光及水生物的作用，还受到水浪、泥沙、冰凌和其它漂浮物的冲蚀，钢材很容易腐蚀，显著降低了钢闸门的承载能力，严重影响水利工程的安全。腐蚀不仅影响结构的安全运行，还要消耗大量的人力、物力、财力来进行防腐蚀工作，因此，为了有效地控制钢铁的腐蚀，延长钢闸门的使用寿命，确保水利水电工程的完整和安全，钢闸门的长效防腐问题已引起人们的广泛关注。
一、电化学腐蚀的原理分析
分析伏特电池原理,把铜板Cu和锌板Zn放入盛有稀硫酸H2SO4溶液的器皿中,用导线把它们连接起来,在导线上再接一个毫安表,可以发现电流表指针偏转,证明导线中有电流通过,电流的方向是由铜板流向锌板；锌板电位高带有正电荷的锌离子Zn++通过硫酸溶液趋向铜板,使铜板获得正电荷,于是锌板因失去正电荷而显示负极,铜板因获得正电荷而显示正极,于是电流就从正极流向负极。锌板不断被腐蚀,铜板则不断附上硫酸锌ZnSO4并析出氢H2来,这种现象称为析氢现象,这就是日常使用的干电池的放电原理,是靠电池内部其中一种金属被腐蚀的过程而实现的,这种腐蚀现象就叫做电化学腐蚀。
二、水闸门的腐蚀环境及影响腐蚀的因素分析
1、腐蚀的环境：钢结构工程水闸门的腐蚀环境。水利水电工程中的钢结构水闸门及钢结构，有的长期浸于各种水质(海水、淡水、工业废水等)中；有的由于水位变化或闸门启闭常处于干湿交替的环境（这种环境因素对钢结构水闸门的影响很大）：有的还会受到高速水流的冲击和泥沙、漂浮物、冰凌的磨擦；位于水面或水上部分还受到水蒸发的潮湿气氛和飞溅的水雾作用；处于大气中工作的结构还受到日光、空气的作用。因为水工闸门的工作环境恶劣，影响因素众多，我们有必要对腐蚀因素做一下分析。
2、腐蚀的因素：⑴气候原因：钢结构水闸门水上部位易受日晒雨淋、潮湿天气等的作用而发生腐蚀。⑵钢结构表面状态：粗糙、机械损伤、焊接缺陷、缝隙等对腐蚀影响较大。⑶应力和变形：应力和变形越大，腐蚀越大。⑷水质：淡水含盐量较低，闸门的腐蚀视其化学成分及污染情况有所差异；海水含盐量高，导电性好，海水中含大量氯离子，对钢铁的腐蚀性大，钢闸门在海水中比在淡水中腐蚀严重。⑸水流速度：钢闸门受到水流及水中夹带的泥沙等磨粒对金属表面高速冲击，产生冲蚀磨损；同时，水体的流动使极化作用加强，比较容易将腐蚀产物从结构表面随水流冲走，使腐蚀加快，所以经常开闸泄水的闸门比长期关闭的闸门腐蚀严重。
三、闸门在水中的腐蚀问题分析
不同金属元素的离子具有相对的高低电位,其自高向低的排列次序:钾K钙Ca钠Na镁Mg铝Al锰Mn锌Zn铬Cr镍Ni铁Fe铅Pb氢H铜Cu银Ag金Au。多数金属材料都是由几种金属元素组成的；就是在纯金属材料中冶炼时不可避免地含有S,P,C,Mn等杂质,这些杂质在金属体内可划分为很多不同的电极,当金属处在水中时水是一种带有弱导电性质的电解液,具备电化学腐蚀的条件,构成一个个微电池,阳离子由电位较高的极移向电位较低的极,使阳极受到腐蚀而阴极得到保护。由于风浪的作用,闸门的运动及高速水流的影响,水面附近的溶解氧较多,使氧的离子化过程加速,容易造成局部阳极的迅速溶解,所以闸门靠近水面波动部位的锈蚀要比其余部位严重；深水部位则因氧的离子化过程缓慢,锈蚀程度相对较轻；至于闸门水上部位,由于仅受日光照射和潮湿空气的作用,电化学腐蚀相对不明显,较多的是属于化学腐蚀,所以腐蚀也较轻。
四、闸门的防腐(防锈)措施分析
目前,水工钢闸门的防腐措施主要有两种:一种是在金属表面涂上覆盖层,将基体和电解质隔开,防止形成腐蚀电池；另一种是设法供给保护电能(低压电流),使金属表面集聚足够的电子,人为的使之成为一个整体阴极,从而得到保护,亦称为电化学保护。在覆盖层保护方面,常采用涂料和喷镀保护:涂料往往采用油漆,也有部分采用涂环氧树脂的,水工上常用的油漆有,红丹底漆、银灰色面漆、830号沥青铝粉船底漆、831号黑棕船底防锈漆、环氧二乙烯红丹漆、环氧二乙烯乙炔铝粉面漆、醇酸沥青铝粉面漆等；喷镀保护是在钢材表面被覆一层防锈性能好的金属层来保护钢材不被腐蚀,常被覆的金属有铝、锌、铬、镍等,方法有浸镀、喷镀、电镀3种。浸镀是将零件浸在金属溶液内进行的,镀层厚度一般为0.1mm；由于浸镀表面光洁度差,故只适用于不加工零件；由于浸镀容器所限,所以只适用于比较小的零部件。电镀是将零件和保护金属一起浸在电解液中,用导线连接并通电,以电化作用将保护金属镀到零件上去,厚度一般0.07~0.4mm。电镀也受容器的限制,不适于大型设备。喷镀有两种:一种是电喷镀,一种是气喷镀。电喷镀高温电弧会使金属过多氧化,影响保护效果,且电弧易引起短路而不安全,故应用的较少；气喷镀是将保护金属丝连续送入喷枪,用乙炔在氧气支持下的燃烧将金属丝溶化,用5kg/mm2的压缩空气将其喷成雾状而喷到零件上,厚度一般0.1~0.2mm。由于喷镀不受容器限制,适合任何部件的防护,所以应用广泛。闸门被覆保护的原理是利用预镀金属离子电位高于基体金属离子,而使基体金属成为微电池的阴极而得到保护(阴极保护),预镀金属成为微电池的阳极而受到腐蚀(牺牲阳极)。喷镀保护的办法现已广泛应用于水工钢闸门的防护上。外加电流阴极保护和涂料联合防护,是将电位较高的金属有意地放在须保护零件附近,加上电流,造成牺牲阳极而达到保护阴极的目的。由于保护效果好,所以发展很快,他的缺点是耗电量大,后来,人们采用涂料与外加电流阴极保护联合保护的办法,效果更为显著,但对于经常改变位置和环境的水工钢闸门来说,此方法就很难运用了。
金属腐蚀与防护论文篇5
Abstract：Thispapermainlydescribestheclassifications，causesandinfluencingfactorsofmetalcorrosion，andoffersadetailedelaborationforimprovingthecorrosionresistanceofthemetalmaterialandusingoverlaytoimprovethecorrosionresistanceofmetals，sothatappropriateanti-corrosionmeasurescanbetakentoreducelossescausedbycorrosionorspecialequipmentaccidents.
关键词：特种设备；金属腐蚀；成因；防护
Keywords：specialequipment；metalcorrosion；causes；protection
中图分类号：TG17文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）35-0311-02
1概述
金属的腐蚀是金属工件在所使用的外界环境的作用下引起的破坏或变质。金属腐蚀的现象是普遍存在的。例如，钢铁材料在潮湿的空气里出现红褐色铁锈等。金属因腐蚀而遭到的损失是惊人的。金属构件和零部件在加工、储存和使用中，由于腐蚀而使其性能变坏、精度下降，对于特种设备来说使其无法正常使用，安全性能得不到保障等，严重者甚至报废或发生安全事故。
2腐蚀的种类
我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的钢铁占有很大比重。而这些腐蚀不仅造成经济损失，更是对安全构成危险。目前国内已经发生过多起灾难性腐蚀事故，如桥梁因钢梁产生裂缝塌陷，起重机械因腐蚀变形严重发生事故，油管因穿孔或裂缝而漏油发生爆炸，压力管道破坏有毒气体的泄漏、可燃气体的燃烧爆炸等等。一般情况下按腐蚀过程来分：主要有化学腐蚀和电化学腐蚀；按腐蚀的环境条件分为高温腐蚀和常温腐蚀等。
2.1化学腐蚀化学腐蚀是金属和接触到的物质（如SO2，Cl2，O2等）或非电解质液体（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。温度对化学腐蚀的影响很大。钢铁在常温下的干燥空气里，腐蚀的速度是很小的，但在600℃以上高温，钢铁易形成氧化铁皮。在机械加工、使用和保管中，干燥和高温同时存在的条件并不多，因此化学腐蚀引起的金属腐蚀是不明显的。
2.2电化学腐蚀电化学腐蚀是不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀，比如常见活泼的金属失去电子被氧化。即化学反应中有电流产生使腐蚀过程逐渐进行。形成电化学腐蚀须具备三个条件：存在电位差；存在电解质溶液；发生接触。破坏或抑制任何一个条件，都可以防止金属电化学腐蚀的发生。
如钢铁处于酸性条件中（析氢腐蚀）：
Fe-2e-=Fe2+
2H++2e-=H2
钢铁处于弱酸性、中性或碱性条件下（析氧腐蚀）：
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
4Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O
3防腐蚀措施
3.1提高金属材料本身的抗蚀能力
①钢的基体组织合金化。当钢中加入一定量铬、镍、硅、钒、钨、钼等合金元素时，可以提高抗蚀能力。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。钒是钢的优良脱氧剂，钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。②金属组织单相化。使钢的组织呈单一的铁素体或奥氏体状态，且尽量减少杂质的含量，也可提高钢材的抗蚀能力。
3.2利用覆盖法提高金属的抗腐蚀能力
3.2.1金属覆盖法锌、铅、锡、铬、镍、铜等金属的活泼性很小，把这些金属覆盖在被保护的金属表面，便可达到防锈的目的。①喷镀法。喷镀法的优点是可以给大型构件防锈。但它的缺点也很明显，即喷镀的金属与基体金属结合不牢固，防锈效果不理想。喷镀法不但用来防锈，而且在修复磨损零件、填补有裂纹的铸件等方面也有良好的效果。②包镀法。在被保护金属坯料的每一面放好保护板，然后进行热轧，依靠机械力和扩散作用使二者牢固结合在一起，得到抗蚀覆盖层的方法称为包镀法。包镀法可使钢的表面包以黄铜、镍、铝和不锈钢等耐蚀金属，达到既可用价廉的普通钢来代替贵重的有色金属或不锈钢，又可达到防止腐蚀的目的。③热镀法。把钢件浸入耐蚀的金属液中，使镀层金属在熔融状态下与钢件表面的铁形成合金，并在镀层的最外边形成纯的镀层金属的方法称为热镀法。热镀的耐蚀金属多是锌、锡、铅等有色金属。热镀法操作简单，生产率高，得到了广泛应用。④渗镀法。在高温下使耐蚀金属扩散至钢件表面的一定深度，获得耐蚀的合金覆盖层。渗镀的元素有铝、铬、硅等。⑤电镀法。电镀法是应用最广泛的防止金属腐蚀的方法。常用的镀层金属有锌、镉、铜、镍、锡等。电镀法与其它获得保护覆盖层的方法相比，具有下列优点：第一，可灵活而准确的控制镀层的厚度和质量。第二，电镀法消耗的镀层金属最节省。第三，镀层金属纯度高，而且与被镀金属结合牢固，因而防锈性能高。第四，不用加热或加热温度不高，节省能源，而且不会因高温加热而影响被镀金属的性能。电镀的缺点是生产率低。
3.2.2非金属覆盖法
①涂防锈油法。涂防锈油是常用的防止金属制品在储存、加工、运输和使用中腐蚀的方法。短期性防蚀（如工序间防蚀），常用较稀的防锈油，如F-1、F-4、F-33、F-41等牌号的防锈油；长期性防锈（如半成品和成品的库存），要用较稠的油，如FY-5、501、201、F-31等防锈油；长期封存（如成品出厂）时要用更稠的防锈油（脂），如FZ-4、FZ-8、663、3、191、501等牌号的防锈油（脂）。
②采用可剥性塑料防锈法。采用浸涂、喷涂或刷涂的方法，使被保护金属裹上一层塑料薄膜，从而隔离了金属与腐蚀性介质的接触，达到防锈的目的。这种方法的防锈期较长，可达5-10年，使用时，可以立即剥除，不必像涂防锈油法那样再经过费时费力的清洗手续。
③涂油漆法。涂油漆防锈法是最古老也是应用最广的方法。但是，单一的油漆膜不能完全阻止水分和氧气渗透至金属表面，所以好的防锈油漆还加入钝化剂，防止生锈或大大推迟开始生锈的时间。油漆主要用于桥梁、建筑物和机器外表面，以防止大气腐蚀。
3.3采用化学处理法防锈
用化学处理法可使金属表面生成一层钝化膜保护层，从而达到防锈的目的。实质上这也是一种覆盖层保护法。①钢铁的氧化处理。氧化处理是使钢铁表面形成一层致密、均匀、与金属表面牢固结合的氧化膜，这层氧化膜保护内部金属免于继续氧化腐蚀。氧化处理不会增大零件尺寸，对干燥空气的抵抗力强，但在水中和湿气中的抵抗力差。适合一些精密零件和工量具的防蚀处理。②钢铁的钝化处理。钝化处理就是使金属表面形成一层保护膜（钝化膜），以抵抗大气腐蚀而不生锈。③钢铁的磷化处理。在磷酸盐溶液中，使钢铁表面形成一层致密的灰黑色磷酸盐保护膜，以达到防锈目的的方法称为磷化处理。磷化处理不改变零件尺寸，常用于螺钉、螺母等。
4结论
为了减少特种设备金属零部件和构件在加工、储存和使用中因腐蚀而造成的损失，必须了解腐蚀发生的原因和影响腐蚀的因素，根据金属零件和构件的精密度、复杂度以及特种设备所处使用环境等，提高金属材料本身的抗蚀能力，采用覆盖法或化学处理法是行之有效的防护措施。
参考文献：
[1]刘怀乐.纯碱生产实验的秘诀[J].化学教学，2011（01）.
金属腐蚀与防护论文篇6
关键词：化工生产；压力容器；防腐；方法
中图分类号：TH49文献标识码：A
压力容器是一种特种设备，在化工生产中具有重要的作用。但是在实际操作过程中，由于受到诸如介质、温度以及压力等操作条件的影响，使得压力容器会产生损伤和腐蚀，由于受到金属腐蚀就导致了实际的生产中系统的正常运转受到严重的影响。从而导致了压力容器失去应有效应甚至是遭到破坏而引发化工生产链爆炸，不但会造成财产损失，同时还会使得人员生命遭受威胁。因而对化工生产中压力容器的腐蚀现象进行防护变得十分重要。文章主要从现代石油化工生产中实际遇到的问题出发，对生产工作中常见的金属腐蚀现象以及成因进行了分析，并提出了相关措施对压力容器所受到的腐蚀进行预防和治理，用以保证石油化工产业链的完整，以及生产系统的正常运行。
1金属腐蚀现象成因
金属出现被腐蚀现象主要是由于铸造压力容器的金属中含有的合金以及金属和杂质，这些内在因素同外在的温度、溶液浓度以及压力、液体流速等外在条件相互作用下产生复杂作用的结果。
1.1金属自身原因
金属会受到腐蚀首先应当考虑金属自身所具有的化学性质，一些化学性质较活跃的金属较易受到腐蚀。通过大量的研究对比，以及对生产实践经验的总结，压力容器受到腐蚀的速度同其中所含有的合金量有着密不可分的联系，而金属中所含有的杂质会加速这种腐蚀速度。另外，压力容器表面的金属状态以及晶型对容器受腐蚀作用有着巨大的影响，容器表面越光滑，受到的腐蚀作用越小，相反则会容易受到腐蚀；对容器表面加设氧化膜则能够提高容器的耐腐蚀度。
1.2外界环境影响
化工生产中一定会存在很多具有腐蚀性的物质，酸类物质、碱类物质以及盐类物质，包括水、氧都是具有腐蚀性的介质，而这些组成了压力容器的外部环境。金属材料在腐蚀介质的抗性上都有着一定的范围，所以，压力容器在使用时，需要充分考虑到外部环境介质的化学成分以及介质浓度、种类、酸碱度以及其中的水分含量、氧含量、杂质含量等。
2预防措施
2.1防腐设计应用
化工压力容器的制造以及容器的设计都需要依照相关规定具有相应的资格才能进行，目前的化工压力容器制造设计单位都是定点单位。在对容器进行设计时要对急速腐蚀现象予以防备，避免设备的应力集中，并对缺口或者缝隙进行消除，以免腐蚀介质的聚集，并时刻关注容器金属的结构和组织。在设计容器时，要严格按照相关规定中的要求进行主体材料的选择，并需要注意主体材料同介质之间的作用关系。
2.2缓蚀剂应用
缓蚀剂能够有效的减缓腐蚀现象的发生速度以及降低腐蚀程度，具有较高的经济效益以及抗腐蚀效果，是压力容器抗腐蚀性能提高中最有效也是应用最广的技术之一。缓蚀剂实质是一种化学混合物，被应用在金属表面后，能够有效减缓甚至是防止腐蚀现象的发生。缓蚀剂的一般用量为千万分之几，有些则提高至千分之几，而根据不同的需求，在某些情况下提高至百分之几。根据实际使用可以得出以下结论，在金属材料中加入微量该化学混合物就能够有效将介质对金属的腐蚀度降低或者降至零，同时还会保持金属的物理性能不变。
2.3电化学法
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，主要有以下两种：
2.3.1牺牲阳极法
该方法是用电极电势比压力容器中被保护金属更低的金属或合金做阳极，将其固定在被保护金属上，形成腐蚀电极，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。此法常用于保护工业用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。
2.3.2外加电流法
该方式是通过附加电池的方式，将保护金属作为另一个电池的阴极，同附加电极一通，在外加直流电作用下使得被保护金属得到有效保护。该方式主要用于保护土壤以及河水中的金属不受外界环境腐蚀。
2.4表面覆盖法
在金属表面覆盖致密的保护层，使金属跟周围介质隔离，这是一种普遍采用的防护方法。如在压力容器钢铁表面涂油漆、覆盖搪瓷等物质，使钢铁制品不与空气或水接触，或在钢铁表面镀上一层其他金属，如Zn、Sn、Cr、Ni等这些金属能被氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
3设备的维护和管理
石油化工生产中压力容器发生腐蚀的因素多种多样，因此防腐蚀措施也具有多样性，每一种都是具有针对性的，具有一定条件以及适用范围。对于腐蚀体系不但要考虑到期抗腐蚀效果，同时应当考虑施工的难易程度以及防腐蚀操作的经济效益，在实际的操作中有可能同时施用几种方式进行保护。对于压力容器的腐蚀抗性的提高是一方面，另一方面则是对设备的维护。生产企业需要根据相关规定严格执行压力容器的使用规章制度，按照检修规定对设备的检修取样定期进行，充分掌握容器的运行缺陷以及腐蚀状况，在检修时发现的问题要及时补救，从而避免由于腐蚀而造成设备的寿命缩短，以此保证压力容器在生产系统中得以安全运行。压力容器在运行中对其安全性影响最大的便是应力腐蚀，想要解决该类问题需要对其发生的破坏原因进行查明，充分分析、研究后采取针对性的措施进行防范才能够制止、消除该类腐蚀破坏保证设备运行的稳定。
结语
腐蚀现象在化工安全生产中对压力容器的破坏威胁极大，只有对腐蚀发生的原因充分了解，且对腐蚀状态进行研究，才能有效提出解决方案。有条件的地方还能够通过定期取样或者挂片分析的方式对压力容器进行研究、分析，以此有效防范容器腐蚀现象的发生，确保生产安全。
参考文献