防腐蝕講義-f第四章 金屬在自然環(huán)境中的腐蝕與防護(hù)

1、1第四章第四章金屬在自然環(huán)境中的腐蝕與防護(hù)金屬在自然環(huán)境中的腐蝕與防護(hù)本章主要討論金屬在大氣、海水、土壤這三種主要的自然環(huán)境中金屬腐蝕的特征、規(guī)律、影響因素以及防護(hù)方法等有關(guān)內(nèi)容。第一節(jié)第一節(jié)大氣腐蝕大氣腐蝕一、大氣腐蝕的概念及研究意義大氣腐蝕的概念及研究意義金屬在常溫大氣中，由于空氣中的水和氧等的化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為大氣腐蝕大氣腐蝕。大氣腐蝕是一種常見的腐蝕現(xiàn)象，如鋼鐵在空氣中的生銹即屬于此類腐蝕。在大氣中使用的鋼材量一般

2、超過全世界鋼產(chǎn)量的60%，廠房的鋼梁、橋梁、鋼軌、各種機(jī)械設(shè)備、車輛、電工產(chǎn)品、石油石化中的大部分生產(chǎn)設(shè)備以及武器裝備等金屬材料都是在大氣環(huán)境下使用的。據(jù)估計(jì)因大氣腐蝕損失的金屬約占總的腐蝕損失量的一半以上。因此研究大氣腐蝕的現(xiàn)象和規(guī)律，了解大氣腐蝕的機(jī)理和影響因素，以及金屬材料的耐大氣腐蝕性能以及防止大氣腐蝕的方法，都對節(jié)省能源、保護(hù)資源等具有重要的意義。二、二、大氣腐蝕分類大氣腐蝕分類㈠大氣腐蝕的相關(guān)概念1大氣及其組成地球表面上自然

3、狀態(tài)的空氣稱為大氣。大氣是組成復(fù)雜的混合物，其主要成分見表41。表41大氣的基本組成（不包括雜質(zhì)，大氣的基本組成（不包括雜質(zhì)，10℃）成分重量組成成分重量組成氮（N2）70%氖(Ne)12ppm氧（O2）23%氪(Kr)3ppm氬（Ar）1.26%氦(He)0.7ppm水蒸汽(H2O)0.70%氙(Xe)0.4ppm二氧化碳(CO2)0.04%氫(H2)0.04ppm3可以定性地用圖41來表示大氣腐蝕速度與金屬表面上膜層厚度之間的關(guān)系。

4、圖41大氣腐蝕速度與金屬表面上膜層厚度之間的關(guān)系區(qū)域區(qū)域I：在大氣濕度特別低的情況下，金屬表面只有薄薄的吸水薄膜，最多只有幾個水分子厚度（10～100），還不能認(rèn)為oA是連續(xù)的電解液。此區(qū)相當(dāng)于干大氣腐蝕，腐蝕速度很低。區(qū)域區(qū)域II：隨大氣濕度增加，金屬表面液膜層厚度也逐漸增加，水膜厚度可達(dá)幾十或幾百個水分子層厚，形成連續(xù)的電解液薄層，開始了電化學(xué)腐蝕過程。此區(qū)域腐蝕速度急劇增加，相當(dāng)于潮大氣腐蝕。區(qū)域區(qū)域III：當(dāng)金屬表面水膜層厚繼續(xù)

5、增加到幾十微米厚時，進(jìn)入到濕大氣腐蝕區(qū)。由于氧通過液膜擴(kuò)散到金屬表面困難了，所以此區(qū)腐蝕速度有所下降。區(qū)域區(qū)域IV：當(dāng)金屬水膜層變得更厚，如大于1mm時已相當(dāng)于全浸在電解液中的腐蝕情況，腐蝕速度已基本不變。應(yīng)當(dāng)指出，在實(shí)際大氣腐蝕情況下，由于環(huán)境條件變化，各種腐蝕形式可以相互轉(zhuǎn)換。而通常所說的大氣腐蝕，是指在常溫下潮濕空氣中的腐蝕，也就是只考慮潮和濕大氣腐蝕這兩種主要腐蝕形式。三、三、大氣腐蝕機(jī)理大氣腐蝕機(jī)理討論大氣腐蝕的機(jī)理時，首先應(yīng)