腐蝕經(jīng)濟測算與管理

1、第十一章第十一章 腐蝕經(jīng)濟測算與管理腐蝕經(jīng)濟測算與管理11.1 11.1 尤里格的估算尤里格的估算腐蝕經(jīng)濟損失可分為直接的和間接的兩大類。1. 1. 直接損失直接損失 （1）直接損失為更換被腐蝕的結(jié)構(gòu)、機器或其零部件所需的費用。 (2)采用不銹鋼及耐蝕合金比采用碳鋼所增加的費用； (3)涂層加熱鍍鋅、電鍍鎳、油漆等的費用； (4)添加緩蝕劑的費用； (5)干燥貯存金屬設(shè)備及零部件的費用。2. 2. 間接損失間接損失 間接損失較難估算，一般包括如下五方面：* 停工；* 產(chǎn)品損失。* 產(chǎn)品的污染。* 降低產(chǎn)品效率。* 腐蝕余量設(shè)計。 由于缺乏恰當(dāng)?shù)母g速度數(shù)據(jù)或者缺乏控制腐蝕的措 施為了“安全”，

2、經(jīng)常給予金屬構(gòu)件“充?！钡母g余量。 至于腐蝕導(dǎo)致的人身安全事故，例如容器的爆炸、化工設(shè)備的突然破壞、飛機、火車、汽車的事故等造成的經(jīng)濟損失更難估算，還導(dǎo)致重大的社會及政治影響。11.2 11.2 霍爾報告霍爾報告 霍爾報告是霍爾委員會于1971年向英國技術(shù)部提出的報告，按行業(yè)列出1970年英國的腐蝕費用。 從統(tǒng)計可以看出如下兩個問題：(1)腐蝕損失最多的四個部門(運輸、海洋、建筑和石化)。 其腐蝕占整個腐蝕損失的7766。而采用現(xiàn)有的腐蝕防護技術(shù)，可分別節(jié)省損失的2857、1964、25及833。因此，在這四個部門中，石化工業(yè)重視腐蝕問題已采取了不少措施，可進(jìn)一步節(jié)省的百分?jǐn)?shù)最低；而在運輸及

3、建筑兩大部門，則大有潛力可控，應(yīng)大力開發(fā)已有防蝕技術(shù)的應(yīng)用。(2)總的看來，在估計腐蝕的1365億英鎊中，若能利用現(xiàn)有的腐蝕防護技術(shù)，可節(jié)省2271。霍爾報告還指出，石油及化工部門由于腐蝕是工廠及產(chǎn)品的主要問題，而航空部門由于安全原因，都十分重視腐蝕和防護。但是，在另一些部門，例如運輸、建筑、海洋部門片面認(rèn)為腐蝕和生物死亡一樣是不可避免的，它是一種不可救藥的疾病，在經(jīng)濟上不值得控制，因而也就不值得主管它。11.3 nbs11.3 nbsbclbcl模型模型 nbs s與bcl合作，在執(zhí)行美國國會關(guān)于調(diào)查研究美國腐蝕的年損失時，首先分析了過去這類工作存在的一些局限性，即數(shù)據(jù)庫?。桓g費用的有關(guān)定

4、義的結(jié)構(gòu)松散：經(jīng)濟分析技術(shù)的應(yīng)用不夠。 為了克服這些局限性，nbs s與bcl的腐蝕專家與經(jīng)濟學(xué)家合作，搜集足夠的工業(yè)數(shù)據(jù)提出一個經(jīng)濟模型，從而確定腐蝕的經(jīng)濟效應(yīng)。腐蝕費用腐蝕費用包括如下的四方面共十二項： (a)資本費用；更換設(shè)備及建筑；富裕容量；多余的設(shè)備。 (b)控制費用：維修費；腐蝕控制。 (c)設(shè)計費用：建筑材料；腐蝕余量；特殊工藝。 (d)相關(guān)費用：產(chǎn)品損失；技術(shù)支持：保險；零件及設(shè)備存貨。提出計算總腐蝕費用總腐蝕費用 的方法。對于不同工業(yè)界對腐蝕重要性應(yīng)有所評價。 11.4 11.4 腐蝕管理腐蝕管理1 1 . . 腐蝕失效分析腐蝕失效分析 失效的機理或失效的形式失效的原因是由于

5、材料的性能滿足不了服役(或制造、試車、儲運)時的力學(xué)、化學(xué)、熱學(xué)等外界條件。 因此，按失效機理或失效形式，將失效分為：變形、斷變形、斷裂、腐蝕、磨損、燒損、物理性能降級等。裂、腐蝕、磨損、燒損、物理性能降級等。對于廣泛使用的金屬結(jié)構(gòu)材料，腐蝕、磨損及斷裂腐蝕、磨損及斷裂是三種主要失效方式。分析方法分析方法現(xiàn)場調(diào)查： *對破壞部位照相； *聽取負(fù)責(zé)人、操作者等介紹情況； *了解工作條件，如化學(xué)介質(zhì)的溫度、濃度、ph值、雜質(zhì)等，以及有無載荷、載荷類型及大小等； *取樣。實驗室分析： 分兩步進(jìn)行：（1)收集數(shù)據(jù)。腐蝕形貌及產(chǎn)物分析，材料力學(xué)性能的查閱或測定；金相組織及斷口(若是應(yīng)力腐蝕斷型事故)形貌

6、的觀察；依據(jù)邏輯推理，初步確定失效原因和機理；（2)進(jìn)行驗證性實驗或/和前人結(jié)果，驗證所提出的原因和機理。提出防止或挽救措施。 失效分析應(yīng)證據(jù)充分，推理嚴(yán)密。2.2.失效與管理失效與管理 失效的原因涉及到設(shè)計、材料、工藝(包括冶金及機械制造)及使用四方面的工作，設(shè)計思想是否正確，所選材料是否恰當(dāng)，工藝是否合適，使用是否正確，四者之一都可導(dǎo)致失效。 a 設(shè)計設(shè)計 采用強度設(shè)計時，當(dāng)工作應(yīng)力確定后，強度越高則安全系數(shù)越大。 此外，設(shè)計還規(guī)定了材料和工藝。因此說，設(shè)計對失效起了主導(dǎo)作用。 b 材料材料 腐蝕發(fā)生在材料的表面，對腐蝕失效進(jìn)行分析時，材料的耐蝕性是一個基礎(chǔ)問題。材料也包括涂層材料，要從技

7、術(shù)和經(jīng)濟兩方面選擇最佳的防護技術(shù)，這些技術(shù)也包括耐蝕材料和防護涂層的對比。 c 工藝工藝 良好的材料需要合適的工藝來保證。例如，對于造船工處來說，引入了焊接工藝來提高生產(chǎn)率，但也引入了脆斷問題；與此相對應(yīng)，對于奧氏體不銹鋼，應(yīng)用了焊接工藝，也迎來了晶間腐蝕問題。 d 使用使用 用戶對于設(shè)備及其工作環(huán)境的正確監(jiān)護，可使設(shè)備“延年益壽”抵制腐蝕失效。 綜上所述，為了全面管理腐蝕以及其他失效，應(yīng)綜合考慮：設(shè)計是主導(dǎo)，材料是基礎(chǔ)，工藝是保證，使用是監(jiān)護設(shè)計是主導(dǎo)，材料是基礎(chǔ)，工藝是保證，使用是監(jiān)護。3. 3. 防腐蝕對策的經(jīng)濟評價方法防腐蝕對策的經(jīng)濟評價方法 腐蝕問題本質(zhì)上也是個經(jīng)濟問題。防腐蝕工作的

8、義務(wù)就是用最經(jīng)濟的辦法解決所在單位的腐蝕問題。正因為如此，防腐蝕工作者應(yīng)能從各種防腐蝕方法中選擇最有效、最經(jīng)濟的方法。關(guān)于經(jīng)濟評價的直接計算方法，在我國尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。我國目前與國際核算接軌，主要以nace防蝕法的經(jīng)濟性技術(shù)委員會(t-3c)推薦并公開的方法為基準(zhǔn)，進(jìn)行比較評價各種防腐蝕對策的經(jīng)濟性。目前此方法已對世界各國防腐蝕工作者產(chǎn)生很大幫助。（此內(nèi)容參考有關(guān)資料） 第十章第十章 思考題思考題1防腐蝕設(shè)計包括哪幾個方面?2選材的原則及應(yīng)考慮的因素是什么?3防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循的原則是什么4防腐蝕措施大體分哪幾類?5 防腐蝕強度設(shè)計應(yīng)注意哪幾點?6防腐蝕工藝設(shè)計中應(yīng)注意哪些問題?本課程復(fù)習(xí)

9、題本課程復(fù)習(xí)題1指出高溫氧化理論(wagner)要點， 結(jié)合金屬氧化的等效電池模型推導(dǎo) 出高溫氧化速度常數(shù)的表達(dá)式，并說明式中各參數(shù)的意義。2. 圖有哪些作用? 舉例說明。 并請參考右圖，確定1000下， fe、al、mg、cr、ni氧化所需 的平衡氧分壓（分解壓）。3.舉例說明有哪些可能的陰極去極化劑? 當(dāng)有幾種陰極去極化劑同時存在時， 如何判斷哪一種發(fā)生還原的可能性最大? 自然界中最常見的陰極去極化反應(yīng)是什么?4.何謂析氫腐蝕與吸氧腐蝕? 發(fā)生析氫腐 蝕和吸氧腐蝕的必要條件是什么? tgt5. 產(chǎn)生選擇性腐蝕的根本原因是什么?哪些合金材料易產(chǎn)生選擇性腐蝕？試述黃銅脫鋅的機理及控制措施。6.

10、 室溫下，鐵在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03的氯化鈉溶液中發(fā)生的的腐蝕為：fefe2十+2e，測得其腐蝕電位ecorr=0.350v，假設(shè)電阻可以忽略不計，試計算該腐蝕體系中陰、陽極的控制程度，并分析該腐蝕控制過程。（已知 = -0.440v， =0.401v， =1.6510-15，0.21atm下氧氣的分壓為2.13104pa）7. 畫出金屬的陽極鈍化曲線，并說明該曲線上各特性區(qū)和特性點的物理意義。8.什么叫電偶腐蝕?用混合電位理論闡述其基本原理。影響電偶腐蝕的主要因素是什么?9.點蝕產(chǎn)生的條件和誘發(fā)因素是什么?衡量材料耐點蝕性能優(yōu)劣的電化學(xué)指標(biāo)有哪些?10應(yīng)力腐蝕的特征是什么? 應(yīng)力腐蝕陽極溶解的機理是什么?影響應(yīng)力腐蝕的主要因素是什么?fefee/2ohoe/2)(2ohfeksp11試分析比較防止應(yīng)力腐蝕斷裂和氫脆的主要措施。12何謂腐蝕疲勞? 與純機械疲勞和應(yīng)力腐蝕斷裂相比有何特點?13.畫出fe-h2o體系的簡化電位-ph圖，標(biāo)出腐蝕區(qū)、免蝕區(qū)、鈍態(tài)區(qū)。為了使鐵不受腐蝕，使鐵的狀態(tài)條件移出腐蝕區(qū)的可能途徑有那些？14請根據(jù)下圖解釋陰極保護原理；陰極保護的基本參數(shù)是什么?15.按緩蝕劑的作用機理，緩蝕劑可分為幾種類型？簡要