腐蝕及腐蝕控制

腐蝕及腐蝕控制腐蝕和腐蝕控制—目錄

腐蝕的定義影響腐蝕速率的要素腐蝕環(huán)境的分類腐蝕控制腐蝕的定義腐蝕是某種材料（通常是指某種金屬），由于與周圍環(huán)境發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的一種降解。這種定義非常廣泛，除了金屬之外還有其他材料，如木料、混凝土和塑料，也會(huì)發(fā)生腐蝕。

腐蝕

通常以其結(jié)果來描述（腐爛/銹蝕/老化）；

發(fā)生在工程材料上，一般是金屬；

最常見產(chǎn)物是因氧的加入而形成的鐵的氧化物（氧化鐵或“銹”）；

是鋼鐵生產(chǎn)的逆向過程。

4of39鋼Steel能量Energy自然界更喜歡低能量NaturePrefersLowEnergy能量差Difference銹蝕、腐蝕產(chǎn)物、鐵礦石Rust,CorrosionProducts,IronOre5of39腐蝕

是隨著時(shí)間的過去所發(fā)生的一種自然現(xiàn)象是一種電化學(xué)反應(yīng)(在金屬上)不同的金屬，發(fā)生的速率也不同

鈍化可改善(減少)自然腐蝕率

有些金屬由于一種被稱作為“鈍化”的現(xiàn)象而發(fā)生較慢的腐蝕。鈍化是在表面上形成保護(hù)性氧化層，從而降低化學(xué)活動(dòng)性并減少其發(fā)生腐蝕的能力。7of39腐蝕電池

如果腐蝕發(fā)生，會(huì)有4個(gè)要素形成腐蝕電池：陽極 陰極

金屬通道 電解液 Fe++ElectronFlow(e-)AnodeCathodeMetalSubstrateCorrosionattackatAnodePositiveCurrent腐蝕電池

返回通道（金屬）ReturnPath(Metallic)電子流ElectronFlow電解液Electrolyte陰離子-ions陽離子+ions陽極Anode陰極Cathode9of39在鋼材上的腐蝕

鋼材傳輸電流，提供金屬通道由于（電）位能的不同，會(huì)產(chǎn)生許多陽極和陰極區(qū)域與電解液接觸產(chǎn)生腐蝕在電解液中溶解的化學(xué)鹽加速腐蝕反應(yīng)

影響腐蝕速率的要素（環(huán)境因素）

腐蝕速率會(huì)受到以下方面的影響：濕度 氧氣 化學(xué)鹽 溫度 化學(xué)品和空氣中所含的各種氣體

通常，腐蝕速率會(huì)隨著每一項(xiàng)含量的增加而增大腐蝕環(huán)境的分類什么是ISO12944？

ISO=InternationalStandardsOrganisation()

它是總部設(shè)在瑞士的國際標(biāo)準(zhǔn)組織：

ISO9001ISO9002IS014001在九十年代中期，涂料工業(yè)與腐蝕專家一起組成了一個(gè)委員會(huì)，研究有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的防腐問題–這就是ISO12944新制階段運(yùn)用12944可以幫助最小化涂層的維修，進(jìn)而幫助減少健康和安全的擔(dān)心，環(huán)境影響和總體結(jié)構(gòu)壽命成本關(guān)鍵好處是在涂裝工業(yè)術(shù)語和定義的標(biāo)準(zhǔn)化，避免由于傳遞有誤差引起的誤解。所有人說同樣話什么是ISO12944?為工程師、工程顧問、工程承包方以及涂層的供應(yīng)商提供了

全面的有關(guān)涂層防腐的指導(dǎo)。ISO12944共分為8個(gè)部分

三個(gè)參數(shù)：

定義了涂裝系統(tǒng)的“耐用年限“

定義了環(huán)境的“腐蝕等級(jí)”

為選擇涂裝系統(tǒng)提供了指導(dǎo)ISO12944第1部分–通則ISO12944第1部分描述了整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)范圍這些功能包括防污漆，化學(xué)品和壓載水儲(chǔ)存和防火等ISO

12944沒有包含高溫區(qū)域必須確保在設(shè)計(jì)壽命期間進(jìn)行常規(guī)檢查和小的修補(bǔ)ISO12944第1部分–通則耐久性（耐用年限）:到第一次大修前的期望壽命必須確保在設(shè)計(jì)壽命期間進(jìn)行常規(guī)檢查和日常修補(bǔ)涂層第一次大修前的失效的判斷依據(jù)由相關(guān)各方協(xié)定(基于ISO4628-1，2，3，4，5)，

例如Ri2或Ri3表示為3個(gè)范圍低(l)2至5年中(M)5至15年高(H)大于15年ISO4628-3-1982銹蝕程度表示Ri10.05%Ri20.5%Ri31%Ri48%Ri540–50%缺陷（銹蝕）程度–ISO4628ISO12944其余各部分摘要部分摘要2包括各種環(huán)境的腐蝕性及其定義。這樣不同的防腐涂層可被指定用于這些環(huán)境3從腐蝕防護(hù)的角度闡述了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的一些好的設(shè)計(jì)方法4涵蓋了鋼結(jié)構(gòu)表面處理方面的問題–參照ISO8501,IS08502,IS0

8503,ISO85045對于給定的防腐年限和環(huán)境的腐蝕等級(jí)給出典型的涂裝系統(tǒng).6涂裝系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室測試方法,特別針對那些沒有足夠?qū)嶋H工程使用記錄的涂層系統(tǒng)7現(xiàn)場施工,檢測和后續(xù)工作8描述了怎樣為防腐準(zhǔn)備配套以及其他事宜ISO12944第2部分–環(huán)境的分類大氣環(huán)境:定義為金屬試樣(低碳鋼和鋅)在一年時(shí)間內(nèi)的

重量損失(g/m2)或厚度的損失。水和土壤

(浸泡/掩埋)大氣腐蝕環(huán)境分類每平方米質(zhì)量/厚度損失(暴露1年后)供參考的典型環(huán)境低碳鋼鍍鋅板外部內(nèi)部質(zhì)量損失g/m2厚度損失

m質(zhì)量損失g/m2厚度損失

mC1很低

10

1.3

0.7

0.1----帶供暖建筑、中性大氣環(huán)境，如：辦公室、商店、賓館等C2低10-2001.3-250.7-50.1-0.7低污染環(huán)境，大部分是鄉(xiāng)村區(qū)域非供暖區(qū)域、會(huì)出現(xiàn)冷凝水的環(huán)境，比如：倉庫、體育場館C3中度200-40025-505-150.7-2.1城市及工業(yè)大氣環(huán)境。含中度硫化物，低鹽份臨海區(qū)域具有高濕度和輕度空氣污染的車間如食品加工、洗衣、釀酒廠、乳品加工等C4高400-65050-8015-302.1-4.2含有中等鹽分的工業(yè)和沿海區(qū)化工廠、游泳池、船廠C5－I很高(工業(yè))650-150080-20030-604.2-8.4具有高濕度和苛刻大氣環(huán)境的工業(yè)地區(qū)幾乎長期有冷凝水/重污染的建筑物或區(qū)域C5－M很高(海洋)650-150080－20030－604.2－8.4高鹽度的海岸和離岸地區(qū)幾乎長期有冷凝水/重污染的建筑物或區(qū)域ISO12944第2部分–環(huán)境的分類C5-I指由于侵略性的化學(xué)品和酸堿硫等空氣污染混合和高濕度的存在使

腐蝕性非常高的大氣環(huán)境C5-M指腐蝕性和C5-I相似但有著更高鹽分和更高濕度的海洋大氣環(huán)境適用于C5-M的配套不一定推薦給C5-I

ISO12944第2部分–環(huán)境的分類(浸泡/掩埋)類別環(huán)境舉例Im1淡水河流中的設(shè)施,水力發(fā)電廠Im2海水或含鹽分的水港區(qū)結(jié)構(gòu)如閘門、防波堤以及離岸結(jié)構(gòu)Im3土壤埋地儲(chǔ)罐、鋼樁和鋼管等

ISO12944第2部分–環(huán)境的分類(浸泡/掩埋)浸水能細(xì)分為下面三個(gè)區(qū)區(qū)域描述水下永久浸水環(huán)境間歇浸水浸水和暴露于大氣共同存在（潮間帶）飛濺區(qū)波浪濺濕區(qū)，增加更高的腐蝕率ISO12944第5部分–

防腐油漆系統(tǒng)富鋅底漆的定義干膜中鋅粉重量含量不小于80％針對所有腐蝕類別列舉了合適的通用油漆類別。

例如C4和C5環(huán)境常有富鋅底漆，C3以下沒有通過干膜厚度來滿足涂層設(shè)計(jì)壽命（或耐久力）ISO12944-5標(biāo)準(zhǔn)推薦的防護(hù)漆干膜厚度預(yù)期耐久性C2umC3C4C5含鋅um無鋅um含鋅um無鋅um含鋅um無鋅um2-5年80-120160200--5-15年120-16020024024030015年以上160160200240280320-400320-400-500ISO12944-5防護(hù)涂裝系統(tǒng)類別DFT范圍(μm)

預(yù)期耐久性Im-1Im-2Im-3360–440中(5-15年)480–1000高(>15年)環(huán)境分類–舉例C1

很低的腐蝕環(huán)境機(jī)場航站樓內(nèi)部環(huán)境分類–舉例C2低的腐蝕環(huán)境無加熱的倉庫內(nèi)部環(huán)境分類–

舉例C3

中等腐蝕環(huán)境城市內(nèi)的體育場環(huán)境分類–舉例C4高的腐蝕環(huán)境工業(yè)和沿海的加工工廠環(huán)境分類–

舉例C5-I

很高的腐蝕環(huán)境工業(yè)大氣中的化工廠環(huán)境分類–

舉例C5-M

很高的離岸腐蝕環(huán)境離岸結(jié)構(gòu)Im2–

浸海水環(huán)境SSPC-Paint20無機(jī)富鋅和有機(jī)富鋅鋅粉含量

一級(jí)鋅粉留在干膜中的重量

85%

二級(jí)鋅粉留在干膜中的重量

77%,<85%

三級(jí)鋅粉留在干膜中的重量

65%,<77%鋅粉質(zhì)量依據(jù)ASTMD520

如果防腐不當(dāng)，又會(huì)如何？腐蝕控制

腐蝕可通過以下方法予以控制：設(shè)計(jì)

緩蝕劑

材料選擇

陰極保護(hù)

防腐涂料

改變環(huán)境

設(shè)計(jì)

良好的設(shè)計(jì)應(yīng)包括：避免濕氣、灰塵等的滯留

便于涂裝施工

避免易于產(chǎn)生灰塵/濕氣的聚集不理想

較好最佳方法濕氣截留緩蝕劑

當(dāng)加入環(huán)境中后，可減慢腐蝕速率的物質(zhì)

通常加于密閉空間（例如管道）中的原油、冷卻水、蒸汽

材料選擇–電位序

(海水溫度為25oC)

鎂

Magnesium

最活躍鋅

Zinc鋁

Aluminum低碳鋼

MildSteel鑄鐵

CastIron銅

Copper不銹鋼

StainlessSteel銀

Silver金

Gold鉑

Platinum

最不活躍

電化（不同金屬）腐蝕的通用規(guī)則如下：

最活躍（或陽極的）金屬發(fā)生腐蝕更快，而相對更惰性的（或陰極的）

金屬可被保護(hù)，腐蝕較少不同金屬的電位差越大，電化腐蝕速率越快防腐涂料使用涂料預(yù)防腐蝕的三大原理:屏蔽效應(yīng)

Barriereffect抑制（緩蝕）效應(yīng)

Inhibitor

effect陰極保護(hù)（犧牲）（電化學(xué)）效應(yīng)

Sacrificial（Galvaniceffect

）屏蔽效應(yīng)（BarrierEffect）一層密閉的涂層象一道屏障保護(hù)著基材的表面如：環(huán)氧涂料常用屏蔽顏料的有云母氧化鐵，鋁粉，玻璃鱗片MIOAluminiumGlassFlake底材表面的水汽Distance“asthecrowflies”實(shí)際距離屏蔽效應(yīng)（BarrierEffect）底材表面的水汽Distance“asthecrowflies”實(shí)際距離屏蔽效應(yīng)（BarrierEffect）抑制效應(yīng)（InhibitorEffect）涂料鈍化鋼材表面：對有抑制效應(yīng)的涂層，當(dāng)水氣進(jìn)入涂層后，與涂料中活性的顏料反應(yīng)，在涂料和金屬之間接觸面形成鈍化膜。涂料混有防止銹蝕的顏料，如:

紅丹底漆 （RedLeadPrimer)鉻酸鋅底漆（ZincChromatePrimer)磷酸鋅底漆（ZincPhosphatePrimer

陰極保護(hù)（犧牲）（電化學(xué)）效應(yīng)

Sacrificial（Galvaniceffect

）

涂料自身擔(dān)當(dāng)犧牲陽極(電化學(xué)效應(yīng))各種含鋅底漆：無機(jī)硅酸鋅環(huán)氧富鋅

富鋅底漆良好的附著力使得涂層不翹皮濕汽使鋅粉離子化涂層破壞至鋼材當(dāng)涂層破損至底材后，底漆中的鋅粉成分被犧牲掉，底材得以被保護(hù)

鋼材Zn2+陰極保護(hù)（犧牲）（電化學(xué)）效應(yīng)環(huán)氧富鋅對比無機(jī)硅酸鋅特性環(huán)氧富鋅（Barrier系列）無機(jī)硅酸鋅（Resist系列）陰極保護(hù)

很好(單個(gè)涂層)

出色(單個(gè)涂層)表面處理SSPCSP10orISO8501-1Sa21/2

具備一定的低表面容忍性能，可以

根據(jù)SSPCSP11標(biāo)