自然環(huán)境腐蝕

自然環(huán)境腐蝕第一頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一一.大氣腐蝕類型干的大氣腐蝕－金屬表面不存在液膜層潮的大氣腐蝕－存在肉眼不可見(jiàn)的薄液膜濕的大氣腐蝕－表面存在肉眼可見(jiàn)的液膜8.1大氣腐蝕金屬表面濕潤(rùn)的水是決定大氣腐蝕速度和腐蝕歷程的主要原因根據(jù)金屬表面潮濕程度大氣腐蝕速度隨大氣條件變化而變化，大氣腐蝕過(guò)程和特征及控制因素也隨大氣條件而變第二頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

8.1大氣腐蝕干的大氣腐蝕－沒(méi)形成連續(xù)的電解質(zhì)膜，膜層只有幾個(gè)分子腐蝕速度很小潮的大氣腐蝕－形成連續(xù)的電解質(zhì)膜，膜厚1mm時(shí)，氧易于擴(kuò)散進(jìn)入界面，腐蝕速度迅速增加

金屬與比其表面濕度高的空氣接觸時(shí)，空氣中的水蒸汽可在金屬表面凝結(jié)而使金屬表面潤(rùn)濕濕的大氣腐蝕－液膜增厚，氧擴(kuò)散阻力增大，腐蝕速度降低水膜厚度大于1mm，速度略下降大氣腐蝕速度與表面潮濕程度之間存在一定的關(guān)系第三頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

8.1大氣腐蝕二.大氣腐蝕過(guò)程和機(jī)理濕度和溫度是引起金屬在大氣中腐蝕的重要原因1.金屬表面上的水膜（1）水氣膜的形成－不可見(jiàn)液膜（水汽達(dá)到飽和時(shí)，在金屬表面發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象）毛細(xì)凝聚氣相中的飽和蒸汽壓與同它相平衡的液面曲率半徑有關(guān)（結(jié)構(gòu)縫隙、灰塵）吸附凝聚材料表面對(duì)水分子的吸附作用所形成薄的水分子層（吸水性化合物）化學(xué)凝聚材料與吸附在表面的水發(fā)生化學(xué)作用，水在材料上的凝聚（2）濕膜的形成－金屬表面形成可見(jiàn)水膜其腐蝕歷程類似于沉浸在水中條件下的腐蝕，但氧的補(bǔ)充情況比浸于水中好第四頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.1大氣腐蝕二.大氣腐蝕過(guò)程和機(jī)理2.大氣腐蝕的電化學(xué)特征（1）陰極過(guò)程大氣腐蝕條件下，氧通過(guò)液膜傳遞速度快，液膜越薄擴(kuò)散層的厚度越薄，因而陰極上的氧去極化作用越容易進(jìn)行，陰極過(guò)程的速度加快。陰極過(guò)程主要是氧的去極化控制。（2）陽(yáng)極過(guò)程當(dāng)電極存在很薄的水膜時(shí)，陽(yáng)離子水化困難，陽(yáng)極過(guò)程受到阻滯，在很薄的水膜下，氧易于到達(dá)陽(yáng)極表面，促使陽(yáng)極鈍化作用，使陽(yáng)極過(guò)程受到強(qiáng)烈的阻滯第五頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一大氣腐蝕速度與電極極化過(guò)程的特征隨大氣條件的不同而變化濕的大氣腐蝕－腐蝕速度由陰極控制，隨電解液液膜的減薄，陰極上氧的去極化作用越易進(jìn)行；當(dāng)液膜太薄時(shí)，陰極過(guò)程變得越來(lái)越困難（因水分不足以實(shí)現(xiàn)氧還原反應(yīng)）；潮的大氣腐蝕－腐蝕速度被陽(yáng)極控制，隨液膜的減薄，陽(yáng)極過(guò)程變得困難

8.1大氣腐蝕二.大氣腐蝕過(guò)程和機(jī)理2.大氣腐蝕的電化學(xué)特征第六頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.1大氣腐蝕二.大氣腐蝕過(guò)程和機(jī)理3.大氣腐蝕機(jī)理（1）氧化膜影響－氧去極化控制（3）銹層增厚，銹層電阻增大，氧的滲入困難，銹層的陰極極化作用減弱，此外附著性好的銹層內(nèi)層，由于活性陽(yáng)極面積的減小，陽(yáng)極極化增大，大氣腐蝕機(jī)理與污染物密切相關(guān)－SO2加快金屬腐蝕速度，通過(guò)減小陽(yáng)極的鈍化作用（SO2含量在大氣中很少，但其在水中的溶解度比氧高1300倍）（2）銹層參與陰極反應(yīng)－成為陰極去極化劑第七頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一四.防止大氣腐蝕的措施提高材料耐蝕性控制環(huán)境

8.1大氣腐蝕

三.影響大氣腐蝕的主要因素大氣濕度－臨界相對(duì)濕度（化學(xué)腐蝕－電化學(xué)腐蝕）溫度和溫差－溫差比溫度影響更大（影響水汽的凝聚及水膜中氣體和鹽類的溶解度）酸、堿、鹽－介質(zhì)改變，影響金屬表面膜的穩(wěn)定性腐蝕性氣體－SO2、HCl、H2S、NH3固體顆粒、表面狀態(tài)等因素影響第八頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2海水腐蝕一.海水的物理化學(xué)性質(zhì)高鹽度海水的一項(xiàng)重要指標(biāo)。鹽度高，氯化物含量高高電導(dǎo)率比江河高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)pH值中性，主要以氧去極化為主海水溫度不同地域變化范圍大含氧量不同環(huán)境，海水氧含量會(huì)在較大范圍波動(dòng)附著生物第九頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一二.海水腐蝕的特點(diǎn)氧去極化腐蝕，氧擴(kuò)散速度小于氧還原的陰極反應(yīng)速度。海水中含有大量的Cl離子，陽(yáng)極極化程度小，鈍化膜易破壞，不銹鋼也易腐蝕海水的電阻率小，金屬表面形成微電池及宏觀電池有較大的活性海水中易出現(xiàn)局部腐蝕，點(diǎn)蝕坑的最大深度為平均腐蝕深度的3～4倍。對(duì)于普通碳鋼、低合金鋼、鑄鐵來(lái)說(shuō)，海水環(huán)境因素對(duì)腐蝕速度的影響遠(yuǎn)大于鋼本身成分和組織的影響第十頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一鹽類及其濃度含鹽量增高海水的電導(dǎo)率增加，但含氧量降低含鹽量存在最大值；電導(dǎo)率海水所含鹽分幾乎全處于電離狀態(tài)；海水是導(dǎo)電性極強(qiáng)的電解質(zhì)溶液；含氧量的影響溶解氧量是影響海水腐蝕的重要因素，與鹽度及溫度有關(guān)；pH值主要影響鈣質(zhì)水垢沉積，從而影響到海水腐蝕；溫度溫度越高，氧的擴(kuò)散速度加快，海水電導(dǎo)率增大，將促進(jìn)海水腐蝕;

溫度升高，氧的溶解度降低，促進(jìn)保護(hù)性鈣質(zhì)水垢生成，將減緩海水腐蝕;6.

海水流速海水流速不同，改變了供氧條件，故對(duì)腐蝕產(chǎn)生重要影響;海生物改變pH值及供氧量海生物附著不完整、不均勻時(shí)，加劇局部腐蝕；生物的生命運(yùn)動(dòng)改變了局部海水介質(zhì)成分，加速腐蝕；某些海生物生長(zhǎng)時(shí)穿透表面保護(hù)層，破壞了保護(hù)膜，加速腐蝕三.影響海水腐蝕的因素8.2海水腐蝕第十一頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一多相性；多孔性；不均勻性；固定性一.土壤腐蝕的電極過(guò)程及控制因素金屬在土壤中的電極電位取決于兩個(gè)因素：金屬的種類及表面性質(zhì)土壤介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)由于土壤是不均勻且相對(duì)固定的介質(zhì)，因此土壤的理化性質(zhì)在不同部位往往不同第十二頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一一.土壤腐蝕的電極過(guò)程及控制因素陽(yáng)極過(guò)程－鐵在潮濕的土壤中陽(yáng)極極化過(guò)程無(wú)明顯的阻滯腐蝕產(chǎn)物與土粒粘合，形成緊密層，有效阻礙陽(yáng)極反應(yīng)；陽(yáng)極鈍化－氧易于到達(dá)金屬表面時(shí)陰極過(guò)程－氧的去極化過(guò)程，受氧輸送控制氧的進(jìn)入受陰極表面電解液（擴(kuò)散層）的限制，還受陰極上面土壤層的阻礙，輸送氧的主要途徑是氧在土壤氣相中（孔隙）的擴(kuò)散第十三頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一潮濕和密實(shí)的土壤，腐蝕過(guò)程主要由陰極過(guò)程控制疏松和干燥的土壤，腐蝕特征已接近大氣條件的腐蝕，腐蝕過(guò)程由陽(yáng)極過(guò)程所控制對(duì)于長(zhǎng)距離宏觀電池起作用的土壤來(lái)說(shuō)，電阻所起的作用增加，土壤腐蝕由陰極－電阻控制，甚至是電阻控制占優(yōu)勢(shì)

8.3土壤腐蝕一.土壤腐蝕的電極過(guò)程及控制因素第十四頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

8.3土壤腐蝕一.土壤腐蝕的電極過(guò)程及控制因素微觀腐蝕電池－陰、陽(yáng)極過(guò)程發(fā)生在同一地點(diǎn)，尺寸小，常常造成均勻腐蝕宏觀腐蝕電池－陰、陽(yáng)極過(guò)程不在同一地點(diǎn)，導(dǎo)致局部腐蝕兩者的重要區(qū)別是宏觀腐蝕電池受陰陽(yáng)極兩極比和土壤電阻率的影響不同材料（供水管與輸水管）－構(gòu)成電偶腐蝕同種材料的不同部位接觸的土壤介質(zhì)理化性能不同－構(gòu)成濃差電池供熱、油管及氣管－構(gòu)成溫差電池新舊管線－構(gòu)成腐蝕電池第十五頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一微電池和宏觀電池引起的土壤腐蝕（管線不同部位氧含量不同）金屬組織不均勻引起的；土壤介質(zhì)不均勻引起－透氣性不同，氧的滲透速度不同；氧濃差電池雜散電流引起的土壤腐蝕正常電路漏失而流入它處的電流，導(dǎo)致嚴(yán)重腐蝕微生物腐蝕

在缺氧的土壤中，細(xì)菌引起土壤物理化學(xué)性質(zhì)不均勻，造成氧濃差電池腐蝕

二.土壤腐蝕的類型8.3土壤腐蝕第十六頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.3土壤腐蝕三.土壤腐蝕的影響因素及防止措施1.土壤的導(dǎo)電性導(dǎo)電性好，腐蝕性強(qiáng)2.土壤中的含鹽量土壤含鹽量大，導(dǎo)電性提高，腐蝕加劇土壤的孔隙度決定水分和氧的滲透土壤中的水分