金属腐蚀与防护论文第1篇

针对机械设备容易出现被腐蚀的情况,结合了先进知识及多年来的实践经验,对提高机械设备防腐蚀能力的设计及措施作了有益的探讨,使用适合的材料,采取恰当的方法,都能够加强机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。

关键词：普通机械设备防腐设计措施

中图分类号： TU81文献标识码： A

一．引言

众所周知，机械设备本身是金属构成的，只要是金属它就会因为温度、湿度等外界条件的影响，从而导致金属发生锈蚀。在当下环境中的工业企业，环境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物等一些有害物质，再加上不同的企业不同的厂房在不同环境下的温度和湿度都较高、较大，因此在这些环境因素的综合作用和影响之下，金属就可能会与这些有害的物质发生强烈的化学反应，进而形成了腐蚀。

企业生产过程中，机械是保证企业进行日常生产的必要生产设备，机械设备所要面临的防腐问题正在逐渐受到相关生产领域的重点关注．努力提高设备的防腐能力，最大限度的延长其生产使用寿命，使企业生产成本尽量降低，已经成为当今企业所面临的重点问题。本文针对机械设备在使用的过程当中所产生的腐蚀问题、机械设备的防腐能力提高与防腐蚀涂料等问题做了简要的说明。

二．设备腐蚀发生的原因以及分类

通常情况下，由于设备使用环境的特殊性，对于金属来讲其本身的结构是极其容易发生腐蚀的，温度、湿度以及空气等外部的环境会直接的导致金属发生腐蚀现象。工业环境下，生产中都涉及到一些氧化-还原性的气体、介质等，加上生产车间的湿度较大、温度较高，所以就会在金属的表面发生强烈的化学反应，从而形成腐蚀。

对于腐蚀的分类，一般有两种分类方法，一是根据腐蚀产生的机理进行分类，另一种是根据腐蚀产生的原因和表象分类。根据腐蚀产生的机理来分，主要可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指金属材料在与电解质溶液发生接触之后，由于会发生表面的电极反应而产生腐蚀现象，这种反应一般来讲是氧化还原反应，主要因素是环境的湿度以及温度的问题；化学腐蚀是指金属表面与其周围接触的介质会发生较为强烈的化学反应，从而使得金属受到一定的损坏，这种腐蚀诱发的原因主要是温度高、环境干燥。而根据腐蚀产生的表象和原因分类可以分为，剥层腐蚀、工业大气腐蚀、高温氧化腐蚀以及海洋大气腐蚀等等。

三. 机械设备腐蚀的机理

腐蚀主要是因为发生了化学反应,而导致物体出现了损耗或者是破坏的情况。而机械设备的腐蚀现象,是较为普遍的。机械设备被腐蚀以后,在机械的色泽、外形以及基本性能上都可能发生变化,这就对机械设备造成了破坏,同时也造成了能源方面的浪费,使企业受到了较大的亏损。

1. 电化学腐蚀的机理。金属发生的电化学腐蚀，主要就是因为金属的表面层与离子导电介质所发生的电化学作用，从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀，都会包含至少一个的阳极反应和阴极反应，同时还会通过金属内部的电子流，以及在介质中的离子流进行联系。

阳极所发生的是氧化过程，主要就是金属离子从金属中转移出来，转移至介质中，同时放出电子流，然后与介质中所存在的离子流进行联系，结合到一起。

而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分，通过吸收来自于阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工，都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应，这样的反应，无疑就会加快金属被腐蚀的速度。

2. 工业大气腐蚀机理 。在工业污染较为严重的地区中，空气中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物以及盐等挥发物，还包括一些工业粉尘，这些都是一些腐蚀性的介质。在以上介质物中，在潮湿的条件情况下，酸性气体就会与水结合生成无机酸，而这些酸就具有极强的腐蚀作用。例如一些铁制的合金，在这样的介质中，就会发生一连串的化学反映，致使钢材被严重的破坏。

在工业大气的环境下，机械腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀以及化学腐蚀的本质来看，都是因为金属原子在失去电子以后变成离子的一个氧化过程。其主要的区别就是发生的环境背景不同而已，化学腐蚀是金属与周围介质在高温、干燥的环境中所发生的化学反应，而电化学腐蚀则是发生在潮湿的环境下，发生的氧化过程。

四．机械设备的防腐蚀设计

金属材料极容易遭到腐蚀破坏，所以在机械设备的采购过程中，应该要对机械设备的采购选用、安装使用等环节进行综合的考虑，并且要选择合适的配套附件，对设备的附件功能以及防腐蚀设计，具有相同的重要作用。

1. 材料的选择。被用在制造业中的机械设备材料，大多都是碳素钢。这种钢价格较低，同时采购较为方便，而且便于对其进行加工。这样的钢在普通的工作环境中使用，不会发生较大的腐蚀，对机械设备的使用，也不会造成较大的危害。但是如果是在企业中使用，其工作环境就可能会对其造成较为严重侵蚀。

例如常用的 Q235 钢，在浓度较高的腐蚀性介质中，其腐蚀速度十分的高，即使对设备进行防腐涂漆，但是很容易造成漆膜出现局部脱落或是划伤，也可能会致使其腐蚀面积不断扩展，大大降低了机械设备的使用寿命。因此，企业通常都不会选择使用这样的材料，而选择一些具有耐腐蚀性能的普通低合金钢，作为机械设备的制造基材。低合金钢的价格虽然稍高，但是其所能够取得的总体经济效益，要比碳钢好很多。

2. 结构与工艺。如果机械构件的集合形状设计，过于复杂或是不合理，就可能会引起热应力、积尘、机械应力以及积液等缺陷，进而导致接卸的局部发生腐蚀情况，因此应该从防腐蚀的角度对结构的设计进行综合性的考虑，通常情况下，要符合以下要求：

（1）. 机械构件的形状易简单；

（2）. 防止机械构件表面有伤痕或是遭到损坏；

（3）. 机械构件应该尽量选择使用同一种金属材料；

（4）. 尽量减少机械构件中存在的缝隙；

（5）. 选择较为优质的防锈漆以及结构形式，以便于保证腐蚀介质与机械构件能够完全隔离，尤其是要注意对焊缝进行涂漆，较为合理的涂漆结构，能够保证构件的任何一面或部位，都能够进行涂漆；

（6）. 防止残余水分在机械设备上有滞留情况，在设计的时候要尽量避免具有向上的容器状凹处，如果不能够尽量避免，应该要设置排水孔；

（7）. 在对机械设备进行焊接时，要尽量防止出现应力集中或者是内应力的现象，要尽量采取连续的焊接工艺，间断的焊接就容易产生内应力；

（8）. 要尽量避免出现焊接缺陷，例如咬边、焊瘤、未焊透等现象，这些都可能会导致其形成新的腐蚀点。例如咬边就可能会导致出现应力集中，其凹陷边也可能会形成夹缝，而焊瘤不仅仅会造成应力集中，还会致使焊瘤与母材之间形成一定的夹缝。以上这两种焊接缺陷，都会造成较为严重的腐蚀现象；

（9）. 为了能够进一步防止发生缝隙腐蚀现象，对于构件的连接处的夹缝，要进行科学合理的设计。对于常见的构件连接形式，主要包括对接以及搭接两种，这样的连接中应该采用焊接的连接，同时还应该采取双面连续的填角焊接，同时对于对接的接头，还应该采用双面连续的对接焊接，进而避免出现缝隙腐蚀的情况发生。

五．设备的防腐蚀方法

对机械设备进行防腐蚀的方法有很多，主要就是为了能够改善金属本身的特质，将腐蚀介质能够与被保护的金属进行隔开，或者是对金属表面进行合理的处理，以改善电化学保护以及腐蚀环境等等。电化学保护法，主要就是依据电化学的相关原理，进而在金属设备上采用一定的措施，进而使之能够成为腐蚀电池中的阴极，从而减轻甚至是防止金属腐蚀的方法，主要包括外加电流法以及牺牲阳极保护法。

外加电流法，主要是指将保护金属与另一个附加电极作为电池的两极，同时将被保护的金属作为电池的印记，然后在外加直流电的作用之下，对阴极进行保护；

而牺牲阳极保护法，是采用电极电势将被保护的金属或是合金，作为电池的阳极，将其固定在被保护的金属表面上，从而形成了腐蚀电池，而被保护金属作为阴极，从而得到保护。

根据电化学的相关腐蚀原理，采取牺牲阳极保护法对机械设备进行保护是一种较为科学、合理且有效的方法。而目前，各个国家也广泛的采用此方法，将其应用在各种较容易发生腐蚀的机械设备上，对其进行保护，并取得了较好的效果。

合理选材，优化设计。机械设备的腐蚀与设备的材料息息相关，在材料的选择过程中，要围绕腐蚀发生的情况，注重选材的合理，要充分的考虑到介质的性质、环境的温度以及运行的压力等等，根据原料的要求设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕设备生产运行中的生产要求和应力的特点，在设计中需要注重一下几个方面：首先是产品的产品的结构要求应该要与生产产品的耐腐蚀要求相一致；其次是要注意机械设备的运行稳定性和流畅性，防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积；最后是要注意对于外力的保护，防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。

电化学保护。电化学保护技术作为一种有效的、既经济又实用的防腐蚀手段，在企业防腐蚀领域中已引起广泛的重视和应用。它是指利用外部电流使金属（包括合金）腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术，可分为阴极保护和阳极保护。

在金属表面上通入足够的阴极电流，使金属电位变负，并使金属溶解速度减小被称为阴极保护。被保护的设备在结构上有一定的要求，通常情况下是不宜太复杂，结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电流密度大，远离辅助阳极部位电流密度小，得不到足够的保护电流。甚至不起保护作用，会产生所谓的“遮蔽现象”。阴极保护不仅要求设备的结构简单，还要求设备所处环境的介质腐蚀性并不是很强，这种保护方法主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。

阳极保护是将外加直流电源的正极与被保护的金属构件相连，在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度显著降低，使设备得到保护。对于没有饨化特征的金属，不能采用阳极保护。主要应用在硫酸生产中的结构物（如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等）和氨水及铵盐溶液中的结构物（如碳化塔、氨水储槽等）。

在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护；在既可采用阳极保护，也可采用阴极保护，并且二者保护效果相差不多的情况下，则应优先考虑采用阴极保护；如果氢脆不能忽略，则要采用阳极保护。

缓蚀剂。缓蚀剂是一种向缓蚀体系中添加适当浓度，就能显著降低金属的腐蚀速度而对腐蚀剂浓度影响很小的化学物质。缓蚀剂的用量很少，虽然它不能改变金属在介质中的腐蚀倾向，但它能在金属表面形成保护膜，从而减缓金属的腐蚀速度，从而抑制金属的腐蚀。与其他防腐蚀方法相比缓蚀剂具有使用方便、经济、有效的特点，广泛地应用于石油普通、机械制造、交通等工业部门，并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施，列入到生产工艺或操作规程中。

六．结束语

随着我国经济的发展，工业化的进程也逐渐的加快，工业对于国民经济的发展已经日益重要。机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分，其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。腐蚀，是机械设备发生的常见问题，这主要是由于机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应，进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。机械设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化，从而影响设备的正常使用和生产，也会给相关的企业带来一定的损失。所以，对于设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。腐蚀介质广泛地存在于企业的日常生产工作环境中，在这样的环境中，机械设备的腐蚀程度通常会更加严重也更快，所造成的损失也较大。因此要加强行业机械设备的防腐蚀能力，对提高机械设备的使用年限，降低企业的生产成本等，都具有较大的意义。

参考文献：

[1] 刘春荣LIU Chun-rong浅谈普通机械设备的防腐设计及措施[期刊论文] 《装备制造技术》 -2011年10期

[2] 韩晗 王鑫 董亮 浅议普通机械设备的防腐设计及措施 [期刊论文] 《中国普通贸易》 -2013年5期

[3] 张海波论述普通设计中的防腐问题 [期刊论文] 《世界华商经济年鉴•城乡建设》 -2012年9期

[4] 白平南普通机械设备的防腐措施 [期刊论文] 《考试周刊》 -2012年21期

[5] 张晶莹ZHANG Jing-ying浅析普通机械设备腐蚀原因及防腐措施 [期刊论文] 《普通技术与开发》 -2012年3期

金属腐蚀与防护论文第2篇

【关键词】腐蚀；电化学；防护

前言

据统计，我国每年因为腐蚀而直接损耗的金属材料，约占金属年产量的10%左右，约占GDP的3%～5%，直接经济损失超过5000亿元人民币。目前石油行业使用最多的埋地管线是钢管，如没有好的防腐措施，大约2～3年就有可能腐蚀穿孔、发生漏气，因此，埋地钢管的防腐是油田地面建设施工中的一个重要部分。在各种腐蚀类型中，电化学腐蚀最为常见，危害也最大，探究行之有效的电化学防腐措施，已成为金属管道防腐的重要课题。

1、电化学腐蚀机理和防腐分析

1.1金属的腐蚀类型

金属的腐蚀主要分为两类，即化学腐蚀和电化学腐蚀。金属化学腐蚀的实质是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程。金属的电化学腐蚀则是由于金属表面与介质如潮湿空气或电解质溶液等，因形成微电池，金属作为阳极发生氧化而使金属发生腐蚀。

1.2电化学腐蚀原理

金属管道的防腐层遭到腐蚀和破损后，的金属管道外表面被潮湿的土壤或雨水浸润，与土壤中氢离子和氧气组成自发电池，铁作为阳极发生氧化反应，所以铁很快腐蚀形成铁锈[1]。

电化学腐蚀可以看作由下列三个环节组成：

（1）在阴极，金属溶解，变成金属离子进入溶液中；

（2）电子由阳极流向阴极；

（3）在阴极，电子被溶液中能够吸收电子的物质 所接受；

1.3防护方法分析

根据对于金属腐蚀的原因分析以及其电化学机理的研究，针对电化学腐蚀的三个环节，制定相应的防护措施，可以从以下三个思路出发。

（1）防止或减缓金属的溶解。方法一，选择合适的金属或研制某种金属，它几乎不溶解；方法二，把金属与腐蚀的介质隔离开；方法三，改变金属的性能，如PH值。

（2）阻止电子向阴极流动。方法一，改变金属的电势；方法二，改变电子的流向。

（3）清除阴极上能够吸收电子的物质。由于氧会源源不断的从空气中，渗入土壤，因此，目前尚无清除阴极上能够吸收电子的物质的方法。

2、电化学腐蚀的具体防护措施

2.1具体防护措施

从电化学腐蚀的三个环节出发总结出的五种方法，可以通过以下几种措施，达到防腐的目的。

（1）选择合适的金属或研制某种金属。制成耐蚀金属，在炼制金属时加入其它组分，提高耐蚀能力。如在炼钢时加入等元素制成不锈钢。

（2）把金属与腐蚀的介质隔离开。金属与腐蚀的介质的隔离，可以采用涂抹漆膜的方法，即在金属表面涂上油漆、搪瓷、塑料、沥青等，也可以采用镀层的方式，在需保护的金属表面用电镀或化学镀的方法镀上 等金属，保护内层不被腐蚀。

（3）改变金属的性能。加缓蚀剂，在可能组成原电池的系统中加缓蚀剂，改变介质的性质，降低腐蚀速度。

（4）改变金属的电势。阴极保护法，外加电源组成一个电解池，将被保护金属作阴极，以废金属为牺牲型阳极，而以被保护金属为阴极的保护法。

（5）改变电子的流向。阳极保护法，外加电源使被保护的金属为阳极，进行阳极化，当正向极化超过一定数值后，由于表面某种吸附层或新的成相层的出现而使金属钝化[2]。

2.2防护措施的选择

制成耐蚀金属和添加镀层的方法成本较高，不适合大规模工业化生产；缓蚀剂多为半衰期长、不易降解的物质，对环境破坏较大，也不宜大范围使用。阳极保护法具有保护范围大、适合范围广、激励电势及输出电流高、综合费用低等优点，适用于长输管线或市郊管线的防腐，但应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。阴极保护法无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物且保护电流利用率高，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管防腐。漆膜保护法成本低，防腐效果好，且适用范围广，但防腐层在生产、运输、与施工中无法保证不受到任何损坏，且用于防腐绝缘层的各种材料，都不同程度的具备水渗透性和氧渗透性，埋地后，在土壤溶液作用下会逐步吸水老化，防腐层不可能完全将管道与腐蚀环境、介质相隔离，要维持有效的防腐，就必需同时采取漆膜防腐与阴极保护的联合保护法。因此，管道防腐涂层与阴极保护的联合使用是最经济、最合理的防蚀措施[3]。

3、新方法的探究

从本人多年承担各采油厂的生产维修和老区改造施工经验来看，在施工过程中，大部分腐蚀老化管线都是从内部洞穿，这是由于管线运输的介质具有一定的酸、碱性，化学腐蚀性较高，另一方面，运输的介质中氢离子和氧气含量远高于其在土壤中的比例，电化学腐蚀更为严重。基于对腐蚀成因的分析和腐蚀防护措施的研究，经过大量的资料收集和理论考证，在这里，提出一种新的防腐方法──磁场保护法，与大家共同交流学习。这种方法的提出，源于腐蚀三个环节中的第三点，旨在消耗阴极上能够吸收电子的物质。磁场保护法的具体做法，是在受保护管线上缠绕一圈磁铁，当液体介质流经管线时，由于其沿与磁力线垂直的方向运动，而使介质中的水被磁化，如图2所示，图中红色箭头代表磁感线方向，绿色箭头代表流体的流动方向，蓝色箭头代表产生的电流方向；水经磁化后，水性质发生一系列物理和化学变化，氢键角由105°变成103°，水由原来的13～18个大分子团变成5～6个小分子团，水的渗透力、溶解度、表面张力增强，偶极距增大，因此水溶解氧和对正负离子的吸引力增大，使阴极上能够吸收电子的氧和氢离子得到一定的消耗，起到防腐蚀的作用。另一方面，磁流体发电机的诞生，用事实证明了液体切割磁感线一样可以产生电流，即便它不存在于闭合电路中。这些产生的电流，也会在一定程度上消耗阴极上能够吸收电子的物质，从而缓解金属的腐蚀。

4、结论

通过对比分析，阴极保护对腐蚀反应进行积极的干预，采用阴极极化的电化学手段，保证了被保护金属体的电化学均匀性，抑制了腐蚀电池的产生。结合漆膜防腐的阴极保护措施，是对于电化学腐蚀切实有效的防护手段。磁场保护法也是一种值得探究的新方法。

参考文献

[1]傅献彩，沈文霞，姚天扬等.物理化学（第四版）[M].高等教育出版社，1990.679～688.

金属腐蚀与防护论文第3篇

关键词：金属腐蚀与防护；教学改革；毕业论文

作者简介：冯佃臣（1977-），男，内蒙古乌兰察布人，内蒙古科技大学材料与冶金学院，讲师；宋义全（1963-），男，河北抚宁人，内蒙古科技大学材料与冶金学院，教授。（内蒙古 包头 014010）

基金项目：本文系内蒙古科技大学校内基金项目资助（项目编号：JY2009003）的研究成果。

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）11-0128-01

一、“金属腐蚀与防护”课程概况

金属材料作为社会经济发展的必需品被各行各业大量使用，而金属材料在绝大多数情况下与腐蚀性环境介质接触就会发生腐蚀，因此，金属的腐蚀与防护是一个重要的学科门类。

在化学、石油、造纸等工业中，金属腐蚀造成设备的跑、冒、滴、漏会导致大量有毒物质的泄漏，污染环境，危害人民的健康。因此，研究与解决材料的腐蚀问题与防止环境污染、保护人民的健康息息相关。金属的腐蚀甚至会带来灾难性的后果。在油气田的开发中，从油水井管道和储罐以及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀，造成巨大的经济损失。1966年某天然气井的套管发生硫化物应力腐蚀开裂，引发井喷和特大爆炸，造成人员伤亡，日产百万立方米的高产气井报废。1971年某天然气管线发生腐蚀断裂，产生爆炸，直接经济损失达7000万元。1997年某化工厂 18个乙烯原料储罐由于硫化物腐蚀引起大火，停产半年，直接损失达2亿多元，间接损失巨大。1985年日本的一架波音747客机，由于应力腐蚀断裂而坠毁，导致500余人丧生。

腐蚀破坏所造成的直接经济损失也是十分惊人的。每年由于腐蚀可损失大约10～20％的金属。2003年世界的钢产量达到9.625亿吨，中国的钢产量高达2.2亿吨，美国的钢产量为0.914亿吨。按下限计算，世界每年腐蚀掉的钢大于美国的钢产量；中国一年就有2200万吨钢被腐蚀掉，相当于腐蚀掉一个大型钢铁企业的年产量。通过普及腐蚀与防护知识，推广应用先进的防腐蚀技术，可挽回经济损失30％～40％。因此研究腐蚀规律、解决腐蚀破坏已成为国民经济中迫切需要解决的重大问题。所以许多高校的工科专业开设了“金属腐蚀与防护”课程。

“金属腐蚀与防护”是金属材料工程专业学生的一门专业选修课。主要介绍金属腐蚀与防护方面的基础知识，掌握有关金属腐蚀与防护的基本理论和基础知识，重点是电化学腐蚀的原理，以拓宽金属材料专业学生的专业面，并使学生能够在该领域从事基本的应用与研究工作。要求学生了解几种常见的局部腐蚀的形式以及自然环境中的几个腐蚀种类，了解各种环境腐蚀发生的影响因素及其防护措施。本科程为一门理论性与实用性并重的专业课，要求学生既要掌握扎实的理论基础，又有较强的分析问题、解决问题的实践能力，以适应社会的需求。

二、教学改革

之前本课程只是作为一门选修课，在课堂上以板书教学为主，学生以笔试的方式完成期末考核。近年来，材料研究课题有很多牵涉到材料的腐蚀方面的研究内容，本科生和硕士生的毕业论文工作又和指导教师的研究课题密切相关。有许多本科生毕业论文就是金属腐蚀与防护相关的课题。但大多数学生对材料腐蚀的实验方法了解甚少，甚至有时茫然不知所措，直接影响到了学生毕业论文的完成进度和完成质量。据统计，内蒙古科技大学材料与冶金学院（以下简称“我院”）2006年和2010年本科生毕业论文工作过程中，涉及到腐蚀实验的学生占毕业生总数的20～30%，因而，使学生能较熟练地掌握材料的腐蚀研究实验方法和研究体系势在必行。

一直以来，我院材料工程和材料成型专业学生由于受较传统的教学体制的影响，对材料的组织与性能方面等传统实验方法学习和实践环节较多，而对其他实验方法如电化学腐蚀等实验和研究方法的学习和掌握较少甚至是空白。目前，由于国家对材料环境腐蚀的不断重视，[1-2]特别是在国防现代化方面的投入和研究力度的加大，材料在自然环境中或特定腐蚀环境条件下的腐蚀特性和腐蚀规律的研究日益增多，[3-4]因而要求材料专业的学生应对材料的腐蚀的实验方法进行学习，掌握材料腐蚀研究方法的实验体系，以能应对和满足今后工作和学习的进一步需求。

1.多媒体教学和传统板书巧妙配合提高课堂效率

随着教学辅助手段日益发展，“金属腐蚀与防护”课程教学现在大量采用多媒体与板书相结合的教学形式。多媒体教学的特点是能够显示丰富的色彩、能容纳大量的信息，可节约大量的课堂时间，教学直观、易懂，能让教学内容形声化、表现手法多样化，对学生的感官进行多路刺激，便于开展情境教学。例如，在介绍全面腐蚀和局部腐蚀时，可以利用图片很容易说明每种腐蚀的形貌特点。

“尺有所短，寸有所长”，多媒体教学具有传统教学所不具备的优势，但也不能完全替代板书。多媒体教学携带的信息量大，给学生留下的思考时间就相对减少，学生没有递进式的思考和探究，往往跟不上教师的进度和思路，在讲述基础内容时板书的教学效果将更加明显。例如，在讲述腐蚀电化学原理一章中阴阳极的腐蚀反应方程式时，可以充分利用板书将腐蚀过程的反应方程依次列出，在重难点处可以进一步在黑板上进行扩展，学生看着黑板听着教师的讲解或描述，把思路集中在教学内容上，教师在黑板上表达清楚，有血有肉，有理有据，在下面听的学生不断思考，在对话交流的过程中让学生感受到教师和学生的互动，这样才能随时迸发出思想的火花，发现值得探究的现象，产生引入深思的问题。

2.增设网络课件，延伸教学体系

不管课堂教学如何内容丰富，但时效性很强。无论课堂组织多么优秀，学生也不可能在90分钟内一直全神贯注听讲。为了便于学生及其他相近专业学生自主学习，为了做到资源共享，课题组还开发了“金属腐蚀与防护”网络课件，把课件放在教学网络平台上，把教学大纲、课程重点难点、课后练习、提高练习等放在网上。学生随时可以学习，学生有问题可以在网上留言提问，教师及时回复，这样就方便了学生的学习。

3.增加实验教学培养学生独立思考自主创新能力

由于“材料腐蚀与防护”是一门专业特色课程，与科研方向密切相关，其实验课程的教学重点是培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力，提高学生的动手能力，为将来毕业论文的科研工作以及毕业后的工作提供基本方法、基本技能和科学思维的保障。针对材料专业学生的特点和培养目标，以及近年来毕业论文的需求，课题组教师精心设计了实验体系。一是基础验证性实验，重点培养学生基本技能，巩固基本理论知识。二是以任务为目标，提出设计性实验课题引导学生完成知识的综合和提高，加深对腐蚀防护的理解。三是开辟综合性开放性实验室，提高学生综合分析和设计实战经验。学生在开放实验室里可以自主查阅资料设计实验，指导教师予以指导。

我院在本课程的教学体系中增加了4学时的实验课，这4学时的实验课是在实验室完成。学生亲手做实验，教师全程跟踪指导。把实验也作为学生本门课程结课的考核内容。

本课程的教学目标是传授材料腐蚀与保护实验方法和实验技能，锻炼学生的动手能力，培养学生良好的实验习惯和科学的思维方法。材料腐蚀与保护实验侧重于实验技能的强化和提高训练，必须要求学生严格按照实验步骤及操作规程执行，掌握基本的实验技能，熟悉常用实验仪器的使用方法，利用这些技能和方法解决科研问题。[5]这就为后续的毕业论文的完成打下了良好的基础。

金属腐蚀与防护论文第4篇

【关键词】石油天然气管道 腐蚀 涂层

在我国石油天然气行业，主要采用的是管道运输。管道运输的优点有：运输成本低；建设周期短；受气候、环境影响小；能输送液体、气体及浆体等多种介质，可穿过各种区域。在国家制定的国家能源结构调整的状态下，我国天然气管道的处于一个高速发展的阶段，全国累计管道长度两万公里。同时就带来的石油天然气管道的腐蚀与防护问题。管道的腐蚀，一方面由于穿孔而引起的油、气跑漏损失；另一方面还因腐蚀而引起爆炸，造成巨大的经济损失。特别是在人员比较集中的区域，因管道腐蚀带来的安全事故造成的人身安全和经济损失就更严重了。

1 石油天然气管道腐蚀的原因

1.1 环境因素

石油天然气管道基本上都是处在土壤中，它的腐蚀同土壤环境有着密切的联系。在土壤中形成了气、液、固多相体系，容易引起金属管道的电化学腐蚀环，且大多数属于氧去极化腐蚀，只有在强酸性土壤中，才会发生氢去极化腐蚀。在土壤腐蚀中，阴、阳极过程受土壤结构及湿度的影响极大。对于埋地管线，经过透气性不同的土壤而形成氧浓差腐蚀电池时，土壤的电阻成为主要的腐蚀控制因素。

1.2 钢管的材质与制造因素影响

管道的主要材质是钢管，它是管道腐蚀的最内在的因素，特别是钢材的化学组分与微晶结构。目前一般认为，如果钢管中 S、P 等非金属会含量过高的话，就容易发生腐蚀，C、Si过高易造成脆性开裂。在钢管制造过程中，表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蚀开裂。

1.3 管理因素

一项工程，一般都是对生产工艺流程的设施比较重视，对铺设后的管理，维护工作去忽视。个别单位从经济上考虑，施工过程简单，原料廉价，程序不规范。

2 石油天然气管道腐蚀的防护措施

据统计，全球因油气管道腐蚀而造成的经济损失都达数百亿美元，因此，开展对石油天然气管道腐蚀的防护措施的研究具有重要的现实意义和经济效益。目前，防腐采取的措施主要有以下几种：

2.1 缓蚀剂防护

缓蚀剂保护是在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法。机理为通过缓蚀剂分子上极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用，使缓蚀剂吸附在金属表面。重庆建筑大学的曹登祥等人研究了缓蚀剂对金属管道腐蚀的机理，它们选用不同性能的缓蚀剂和表面活性剂进行复配，对模拟的油、气管道常规输送工况进行了静、动态对比试验。通过试验数据分析，寻求了最佳的缓蚀剂与表面活性剂的配比。目前石油天然气管道防腐用缓蚀剂的主要类别有：咪唑啉类、胺类（包括胺、亚胺、季胺、胺酰等）、有机磷酸盐类、吗琳类、炔醇类等等。这些缓蚀剂的共同特点是其分子的基本化学结构是由极性基与非极性基所组成。

2.2 外涂层防护

目前，外涂层防护已被很多科研工作者认为是控制腐蚀的有效办法。现在常见的涂层有以下几种。

2.2.1常温固化陶瓷防蚀涂层

目前最新的是西南科技大学张凡等人研究的常温固化陶瓷防蚀涂层技术。他们采用自制的粘结剂和陶瓷粉混合涂覆在金属管道的表面，让其常温固化，达到保护金属管道的作用。此种常温固化陶瓷防蚀涂层还可用于一部分被腐蚀管道的修复。

2.2.2煤焦油瓷漆

煤焦油瓷漆的优点是：使用寿命长；吸水率低；抗植物根茎穿透和耐微生物腐蚀切电绝缘性能能好。国内外使用其已有70 多年历史了，但是因为其污染环境，近年来因受环保的限制逐渐被其他覆盖层代替。

2.2.3液体聚氯脂涂层

无溶剂聚氨酯涂料的优势：固化时间短；能抗阴极剥离；抗磨损和抗土壤应力的能力强；粘结性好。一般对即涂层厚度的要求为1-1.5mm，对管道的温度要求为80℃以下。

2.2.4三层复合涂层

目前三层系统由环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯烃外护层组成。复合涂层的优点：兼有熔结环氧优异的防蚀性能；良好的粘结性。缺点是施工工艺较复杂，在施工过程中容易产生膜下腐蚀。目前在陕-京输气管线、靖-西输气管线及兰-成-渝成品油管线上均有应用。

2.2.5溶结环氧粉末涂层

我国在1985年开始使用溶结环氧粉末涂层。它由固态环氧树脂、固化剂及多种助剂经混炼、粉碎加工而成。其优点是钢管的粘结力强，机械性能好，使用温度高，良好的膜完整性、优秀的耐阴极剥离性能、耐土壤应力、耐磨损。一般适用于大多数土壤环境。缺点是涂 层较薄，对损伤的抵抗力差。在美国铺设大直径的新建管道 一般都是采用溶结环氧粉末涂层。

2.3 阴极保护

石油天然气管道采用阴极保护已有几十年的历史了。在管道的防腐施工中，管壁的涂层破损处容易被腐蚀。阴极保护是一种用于防止金属在电介质中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是使金属构件作为阴极，对其施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀的阴极溶解过程得到有效抑制，达到保护的目的。

3 结论语

石油天然气管道输送成本低、效率高，目前得到了飞速的发展。同时对金属管道腐蚀的防护技术的研究就变非常重要了。本论文对石油天然气管道腐蚀的原因做了详细的分析，同时针对石油天然气管道腐蚀的防护措施做了详细的阐述，为石油天然气企业管道的防腐蚀提供了一定的参考作用。论文作者水平有限，不足之处请多多理解。

参考文献

[1] 周虹伶，曹辉祥. 天然气管道腐蚀研究[J]. 内蒙古石油化工，2009，（13）：5-6

[2] 赵文德. 石油天然气管道的腐蚀与防护[J].化学工程与备，2009，（07）：100-101

[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，（05）：48+294

金属腐蚀与防护论文第5篇

关键词 输油管道；腐蚀与防护；涂层；保护

中图分类号U17 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0141-02

在油品运输领域，管道运输节能环保高效的特点日益突显。但大多采用无缝钢管、螺旋焊缝钢管和直缝电阻焊钢管材质的输油管道，通过埋地或跨越时架空两种方式敷设，输油管道都会遭到所输油品和周围介质接触发生化学作用或电化学作用等而引起其表面腐蚀。这不仅缩短输油管道的使用寿命，还可能引发油品泄漏等污染环境事故，甚至会因腐蚀而使整条管线失效，笔者过很多管道已运行四十年之久，输油管道的长年运行，因管线腐蚀而引起的经济损失越来越大。研究管道腐蚀发生的原因，以及采取有效的防护措施，有十分重要的实际意义。

1 腐蚀类型

腐蚀是金属和周围环境发生化学或电化学反应而导致的一种破坏蚀，腐蚀是一种化学过程，而且大多都是电化学过程。输油管道根据其腐蚀过程的不同特点，主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。

1.1 化学腐蚀

输油管道表面与所接触氧化剂直接发生纯化学作用而引起的破坏。过程中金属与氧化剂之间直接进行电子的传递，没有电流产生。例如，金属在空气中，表面上会生成相应的化合物。此外，在油品中的多重硫化物、有机酸及其氧气等对金属输油管道也会产生化学腐蚀。

1.2电化学腐蚀

输油管道电化学腐蚀是指金属管道和与其接触的可电解介质作用，金属表面形成原电池作用而引起的腐蚀。金属管道与含有水分的大气、土壤接触时，含水分的大气、土壤都会形成不同浓度的电解质溶液，金属本身由于含有杂质，由于铁元素和杂质元素的电位不同，会形成原电池反应，由下列三个环节组成：

1）在阳极，金属溶解，变成金属离子（FeFe2++2e）进入溶液中；

2）阳极电子流向阴极；

3）电子被溶液中能够吸收电子的阴极所接受。大多数情况下，在酸性介质中，H+与电子结合形成H2；在中性或碱性液中，O2在溶液中与电子结合生成OH-。

以上3个环节缺一不可，三者是相互联系的，如果停止其中一个环节，则整个腐蚀过程也就停止进行。

输油管道除受化学腐蚀和电化学腐蚀外，还不同程度的遭到杂散电流腐蚀、物理腐蚀和微生物腐蚀等，坚定输油管道腐蚀的因素主要为金属的本性与接触介质两个方面。在管线腐蚀总体表现为管道内腐蚀和外腐蚀，输油管道管道的腐蚀情况存在以下规律：

1）管线设计规格过大，液量小，流速慢，含水高，输送距离远的管线使用周期短，穿孔频繁；

2）集输管线的腐蚀多发生在管线底部；

3）我国管线大多没有进行内防腐，采取内防的管线腐蚀要轻微的多；

4）所输油品含水、含沙、O2、CO2、硫酸盐还原菌（SRB）、Cl-等越大，腐蚀越严重；

5）不同材质的管线腐蚀差异很大。因金属中含有的MnS、Ca、Si、Mn、S 等非金属夹杂物会严重影响金属的耐腐蚀性，无缝钢管一般比螺纹钢管抗腐蚀；

6）管线内流体越混乱，腐蚀越小；在管线下游层流趋势明显，管线腐蚀相对较严重。

2 对腐蚀的防护

根据管道腐蚀特点和规律，我们主要从以下方面进行管道防护。

2.1合理的防腐设计

在输油管道建设立项之初，对输油任务合理核算，输油任务和管线大小匹配，不因设计规格过大而引起的流量小，流速慢等使管线腐蚀加快；

2.2选用耐腐蚀材料

在管道建设时期，管道选材和防护措施尽可能充分考虑所输油品物性及管道敷设环境，如果其含杂质和腐蚀物较大，应针对性选用抗腐蚀性强管材的管道，可行的话最好进行管道内外防腐处理。

2.3阴极保护

牺牲阳极阴极保护技术：

1）牺牲阳极阴极保护法：用一种电位比输油管道金属更负的金属或合金与管道连接在一起，形成新的腐蚀电池，依靠电位比较负的金属腐蚀溶解所产生的电流来保护输油管道。该技术一次投资费用偏低，且在运行过程中基本上不需要维护。但也因驱动电位低，保护电流调节范围窄，保护范围小，保护年限受牺牲阳极寿命的限制，需要定期更换等缺陷；

2）外加电流阴极保护法：是将外加的直流电源的负极与被保护管道相连，直流电源的正极接到另一辅助阳极，外加电流在管道和辅助阳极间形成较大的电位差，进而使被保护金属变成阴极，实施保护。其优点是保护电流可以调节，保护距离长，使用范围广，且可在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中应用。但一次性投资偏高，且运行成本高，需要专业维护管理等特点严重制约其使用。

2.4介质处理

1）消除腐蚀物：油品中对管道腐蚀造成很大威胁的物质有水、泥沙、氧、硫化物等，在油品输送前对这些物质进行充分分离，使油品中含有最少量的腐蚀物可以很大程度上对管道腐蚀进行防护；2）应用缓蚀剂：在所输油品中添加缓蚀剂是对输油管道防护的有效措施，采用缓蚀剂防护时，系统中凡是与介质接触的金属体均可受到保护，这是任何其他防腐蚀措施都不可比拟的。由于缓蚀剂种类多样，缓蚀机理各不相同，所输油品也有多样性与复杂性的特点，因此，缓浊剂保护的应用具有严格的选择性，一定要根据油品成分和主要腐蚀物的含量设计和选择缓蚀剂，以求得合适的品种，正确的工艺，恰当的用量，从而获得较好的防护效果。

2.5表面隔离处理

在管道表面覆盖一层保护膜，使管道表面同腐蚀介质密封隔绝，阻止管线与周围介质进行化学反应或电化学反应等，从而防止管道腐蚀。防腐保护层必须与金属有良好的粘结力,防水耐蚀,机械强度高,韧性好,电绝缘性能好,涂层完整无孔等特性。目前我国在建的长输管道防腐层材料主要为少量的煤焦油瓷漆涂层和熔结环氧粉末、三层聚乙烯、双层FBE等，液态聚氨酯防腐涂料(PU)、无机非金属防腐层等也开始应用，纳米改性材料涂层成为防腐涂层发展的新方向。

输油管道腐蚀的影响因素很多，必须针对危害多管齐下，才能可以取得良好的防护效果，我国现用管道多采用涂层和阴极保护相结合的方法对管道外腐蚀进行防护，内腐蚀的防护还不很全面，很多管道没有进行内部防护。现在我国管道运输飞速发展，管道运输行业对管道腐蚀及其防护进一步提高认识，在管道建设和运行过程中，一把管道腐蚀防护做好，更好的保障管道的长效经济运行。

参考文献

[1]廖思成，等.输油管道的腐蚀及防护研究.湖南农机，2010.

金属腐蚀与防护论文第6篇

关键词：金属腐蚀；因素；防护方式

化学工业、石油化工、原子能等领域中，因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏，不但会让社会承受重大的损失，还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害，继而对人们的身体健康造成威胁，一些物质在短时间内不会消失，会长时间内对环境以及人身造成威胁；同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全，例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故，一般会导致爆炸、火灾等重大的事故，使人们的生命财产承受巨大的损失。

1金属腐蚀的类别

金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分，主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀；根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局，重点包含全面腐蚀与局部腐蚀；此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀；干腐蚀与湿腐蚀等。

2影响金属腐蚀的因素

①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的，腐蚀反应的速率重点是基于水分的產生，假如到达或者超越特定的相对湿度，锈蚀就会以较快的速度出现和恶化，通常而言，钢铁的临界相对湿度大概是75%。

②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2，CO2，Cl-，灰尘等，多数皆为酸性气体。

③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。

④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度，进而加快腐蚀的速度。

3防护方式

金属腐蚀的防护方式具有多样性，重点对象为金属本质，将被保护金属和腐蚀介质进行隔离，或者对金属的表面进行操作，改变腐蚀条件和电化学保护等。

3.1改善金属本质

按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金，或者于金属内加入合金元素，提升它的耐腐蚀性，能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方，于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。

3.2构成保护层

于金属表面设置各类保护层，将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离，此为预防金属腐蚀的最佳方式。

3.2.1金属的磷化处理

在钢铁制品去油、除锈操作之后，添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡，就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜，此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色，厚度通常是5至20μm之间，于空气内具备较强的耐腐蚀能力。

3.2.2金属的氧化处理

把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内，加热，在它的表面就能够产生一层厚是0.5～1.5μm的蓝色氧化膜（主要组分是Fe3O4），来实现钢铁防腐蚀的目标，这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度，不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。

3.2.3非金属涂层

通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层，叫做非金属涂层，亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆，车辆的表面经常喷漆等。

3.2.4金属保护层

其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生，不仅可以通过电镀、化学镀实现，还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。

3.3改善腐蚀条件

改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如，能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质，也就是缓冲剂，来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质，将其适量的融入至腐蚀介质内，即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小，便捷和廉价，因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。

3.4电化学保护法

此类方式为以电化学原理为基础的，于金属设备上进行操作，让其变成腐蚀电池中的阴极，进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。

3.4.1阴极保护

此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极，变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极，让其变成阳极，使其腐蚀，也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道，地下水管、输油管等。

4结语

金属腐蚀与防护论文第7篇

Abstract： This paper mainly describes the classifications， causes and influencing factors of metal corrosion， and offers a detailed elaboration for improving the corrosion resistance of the metal material and using overlay to improve the corrosion resistance of metals， so that appropriate anti-corrosion measures can be taken to reduce losses caused by corrosion or special equipment accidents.

关键词： 特种设备；金属腐蚀；成因；防护

Key words： special equipment；metal corrosion；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第8篇

【关键词】天然气；管道运输；防腐措施

中图分类号：U473文献标识码： A

一、天然气管道腐蚀的因素

（1）土壤腐蚀因素。土壤是具有固、液、气三相的多孔性的胶质体，土壤的空隙被气和水充满，水中含有一定的盐使土壤具有离子导电性。由于管道所埋土壤各处的物化性质不同、管道各部分的金相结构不同，如晶格缺陷、杂质、内部应力、表面粗糙程度等原因，一部分金属易电离，带正电的金属离子进入土壤中，从而该段电子过剩电位变负；而另一部分金属不容易电离，电位变正，从而在两段间发生电子流动即发生氧化还原反应。失去电子的管道段成为阳极区，得到电子管道段则成为阴极区，并和土壤一起组成回路，形成了电化学电流即腐蚀电流，从而产生了土壤腐蚀。

（2）管道腐蚀因素。长输埋地管道表面大都包裹有防腐层，将钢管和腐蚀介质隔离，切断电化学腐蚀电池的电路。 土壤腐蚀性介质从而浸入管体外壁，引起管道外腐蚀，再加上阴极保护不善，杂散电流的影响等均会使管道遭受腐蚀。

（3）金属材料因素。金属化学稳定性、合金成分、金属表面状态等都会影响金属材料的腐蚀性 。

（4）大气腐蚀。大气中含有水蒸气会在金属表面冷凝形成水膜，这种水膜由于溶解了空气中的气体及其它杂质，可起到电解液的作用，使金属表面发生电化学腐蚀。影响大气腐蚀的自然因素除污染物外还有气候条件。在非潮湿环境中，很多污染物几乎没有腐蚀效应。假如相对湿度超过80% ，腐蚀速度会迅速上升。因此，敷设在地沟中的管道或潮湿环境的架空管道表面极易锈蚀。

（5）细菌腐蚀 。细菌腐蚀也称微生物腐蚀，参与管道土壤腐蚀过程的细菌通常有硫酸盐还原菌、氧化菌 、铁细菌 、硝酸盐还原菌等。其中厌氧性硫酸盐还原菌最具代表性。它在pH6～ 8 碱性和透气性差的土壤中繁殖，广泛地分布在海、 河 、湖泊水田、 沼泽的淤泥中， 它利用自身的生息，将硫酸盐离子还原，同时促进阴极反应，生成硫化铁等腐蚀产物，覆于管道表面，形成二次的局部腐蚀（孔蚀），所以在硫酸盐还原菌腐蚀的现场，土壤颜色发黑，有硫化氢臭味。

（6）杂散电流腐蚀 。流散于大地中的电流对管道产生的腐蚀，又名干扰腐蚀，是一种外界因素引起的电化学腐蚀 。管道腐蚀部位由外部电流的极性和大小决定，其作用类似电解杂散电流从原油管道受电气化铁路的杂散电流腐蚀。在建成后约4个月即遭电流腐蚀穿孔交流电引起的腐蚀是在管道沿高压输电线敷设时，因电磁耦合在管道上感应的交流电所造成的，对人体和设备均有危害。

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、天然气管道腐蚀防治改进措施探讨

当前，相对国外管道防腐较为先进的技术而言，我国对城市天然气管道腐蚀防治的研究还存在着一些问题急需解决，管道防腐技术还有待改进。

3.1 积极开发管道防腐材料

我国当前所使用的管道防腐材料虽然基本已经实现了国产化，但是由于技术上的缺陷，所生产出来防腐材料难免会出现一些问题。因此，我们要加大对管道防腐材料的研究力度，通过借鉴国外先进的技术，结合国内的实情，运用到生产实践当中去，生产出高质量的材料来更好的进行管道腐蚀的防护。

3.2 积极提升腐蚀管道的定位技术

进行天然气管道腐蚀程度的测量需要我们拥有一个完善的防腐数据库管理系统，我们要不断的加强腐蚀管道的定位能力，使得腐蚀管道的定位快速而准确，这样才能够有效的找出天然气管道的安全问题，排除安全隐患。当前我国在这一方面的技术和先进国家相比还存在着很大的差距，对管道防腐检测技术投入足够的精力，才能够缩小和国外技术上的差距，增强我国管道腐蚀检测的实力。

3.3 确保阴极的准确到位

在对管道进行电化学反应保护时我们要确保阴极的准确到位，才能够保障腐蚀的是充当阳极的其他金属，而不是消耗阴极的管道金属。要确保阴极的准确到位，我们必须要关注阴极保护的关键参数。保护电流和保护电位是对阴极进行保护的关键参数，保护电位是金属完全停止腐蚀时所需要的电位，保护电流则是被保护的结构单位面积中所需要的保护电流。只有准确的把握了阴极保护的关键参数，才能够确保阴极保护的准确到位，对管道的保护才能够得到保障。

四、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第9篇

关键词：化学方式防腐 海洋调查 作用

中图分类号：Q938 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（c）-0010-01

海洋调查是人类了解、研究海洋最主要的方式。随着现代海洋调查的发展，海洋调查船所携带的测量仪器、导航设备、监视设备越来越精细化、尖端化，无论是调查船还是其附属设备对防腐都有较高的要求。而海洋防腐所使用的方法和材料大多和化学防腐有关，该文首先论述了化学防腐在海水中的防腐能力，接着分析了不同化学防腐方式的不同用途。

1 化学防腐在海水中的防腐能力

目前，海洋防腐的方法和材料有很多，具有代表性防腐方法有：涂装、有机衬、包覆金属，如表1所示。

从根本上可归结为两种：化学防腐和物理防腐，所有涉及化学反应产生新物质的防腐都可称作化学防腐。有机衬的防腐功能是通过隔绝海水和空气实现的，是物理防腐；涂装因含有比铁更加活泼的金属锌，使得海水首先与锌发生化学反应形成锌的化合物，继而实现保护金属构件的目的，是化学防腐；包覆金属因钛、铬、镍比较稳定，与海洋环境中氯离子、氧的化学反应非常缓慢或形成一层致密的氧化膜阻碍进步一的化学反应，继而实现保护金属构件的目的，是化学防腐。相对于包覆金属，涂装的防腐能力更强。

2 不同化学防腐方式的不同用途

按方式，化学防腐分为光致阴极防腐和光阳极防腐。

2.1 光致阴极防腐

随着半导体光催化技术的发展，其在金属的光电化学防腐蚀上展现出越来越高的应用价值。尽管该领域已成为当今研究的热点之一，但还处于探索阶段，主要的研究对象是TiO2光催化剂，对金属的光致阴极防腐的争论还比较大。本节主要以TiO2光催化剂为切入点来论述光致阴极防腐。在20世纪90年代中期，Tsujikawa等[1]发现：在紫外光照下，TiO2涂层可阴极保护碳钢、不锈钢以及金属铜。经过相关学者的进一步研究，人们发现：在γ射线或紫外光的照射下，TiO2可对不锈钢进行光致阴极保护。Leng等[2]在研究TiO2光催化剂对机污染物的降解作用时，不经意发现镍表现出较强的惰性，不易被腐蚀。在20世纪末，Tsujikawa组建了研究组，对TiO2涂层光致阴极防腐的机理进行了系统的研究和阐述，且还发现其具有一定的自洁净功能，使得TiO2涂层不仅能保护304不锈钢免于被腐蚀，还能确保户外不锈钢材料的干净、清洁。而Choi等的研究则发现即使水中没有有机物，水的电离电子同样会继续腐蚀碳钢，对TiO2的光致阴极防腐的研究，使得他们认为催化剂阳极-金属阴极耦合可以远程光保护地下金属，但这种设想只停留在理论论述中，无法得到实验验证。在国内，对光致阴极防腐的研究的代表是沈嘉年，其主要的研究成果是：TiO2可经阳极氧化法制备；在无紫外光照时，TiO2-碳钢耦合体系能加速碳钢的腐蚀。总的来说，光致阴极防腐具有较大的局限性，可供选用的金属材料并不多，因这些材料必须满足腐蚀电流密度小、腐蚀电位正的要求。当前，对X70管线钢光阴极保护的研究较多，也展现出一定的效果，当其应用价值并没有充分挖掘，对条件的要求也较高。

2.2 光阳极防腐

由于具有较高的稳定性和效率，光阴极的防腐还比较依赖于TiO2。而在光阳极的防腐上，SnO2、ZnO和SrTiO3等宽禁带半导体的应用也取得了不错的成绩。从热力学角度分析，对腐蚀电位比较负金属的保护能借助于电位比较负的催化剂实现，这也是宽禁带半导体尤其是导带边缘得到大部分学者重视的原因之一。在Subasri等的研究中，SnO2和TiO2按1∶1制备的半导体SnO2-TiO2能显著提升光电转换效率，这是因为此时半导体不单具有光致储能效果，还具有较佳的光电流，这就是说对Cu的保护作用并不会随着光照停止而停止[3]，实验结果也证明了这一点，当光照停止时保护作用还能维持数小时。通过对TiO2-WO3复合半导体的研究，则进步一说明了由于光致储能效应半导体电极在光照停止后还具有一定的缓蚀作用，对于化学防腐意义重大。

3 结语

我国具有较长海岸线，无论是经济发展还是国防建设都要与海洋打交道，而海洋环境不同于陆地，其更加的复杂多变，对海洋设备的腐蚀也更加的剧烈。化学防腐是海洋防腐的重点之一，尽管我国相关的研究落后于发达国家，但相信随着我国海洋事业的发展，我国海洋防腐的能力一定会不断提高。

参考文献

[1] Yuan J，Tsujikawa S.Characterization of so1-gel derived TiO2 coating and their photoeffects on copper substrates[J].J.Electrochem..Soc，1995，142（10）：3444-3450.