1、一、電化學保護一、電化學保護二、介質處理二、介質處理三、緩蝕劑三、緩蝕劑 一、電化學保護一、電化學保護 電化學腐蝕的必要條件是：陽極、陰電化學腐蝕的必要條件是：陽極、陰極、電介質、電流回路。除去或改變其中極、電介質、電流回路。除去或改變其中任何一個條件即可阻止或減緩腐蝕的進行。任何一個條件即可阻止或減緩腐蝕的進行。涂層能將金屬周圍的電介質隔離開，實際涂層能將金屬周圍的電介質隔離開，實際上也有電化學防腐的作用。上也有電化學防腐的作用。 （目前常用的海水腐蝕防護措施主要分（目前常用的海水腐蝕防護措施主要分為以下三種：選用耐蝕材料，施加保護性為以下三種：選用耐蝕材料，施加保護性涂層和電化學保護。）涂

2、層和電化學保護。） 電化學防腐主要通過陰極保護和電化學防腐主要通過陰極保護和陽極保護來實現(xiàn)。陽極保護來實現(xiàn)。 1、陰極保護、陰極保護 2、陽極保護、陽極保護1、陰極保護、陰極保護 將金屬連接到直流電源的負極，通以將金屬連接到直流電源的負極，通以電流，它就進行陰極極化，這種方法電流，它就進行陰極極化，這種方法應用廣泛。應用廣泛。1824年年Davy提出，提出，20世紀世紀30年代應用到工業(yè)上。年代應用到工業(yè)上。 1)外加電流法外加電流法 2)犧牲陽極法犧牲陽極法1)外加電流法外加電流法 將被保護金屬與另一附加電極作為電將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰解池的兩個極

3、，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。保護。 此法主要用于防止土壤、海水及河水此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設備的腐蝕。中金屬設備的腐蝕。保護系統(tǒng)：電源、輔助陽極、參比電極、保護系統(tǒng)：電源、輔助陽極、參比電極、 陽極屏陽極屏2)犧牲陽極法犧牲陽極法 犧牲陽極保護法是用電極電勢比被保犧牲陽極保護法是用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極，固定在護金屬更低的金屬或合金做陽極，固定在被保護金屬上，形成腐蝕電池，被保護金被保護金屬上，形成腐蝕電池，被保護金屬作為陰極而得到保護。屬作為陰極而得到保護。 犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅

4、、犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅、鎂及其合金。此法常用于保護海輪外殼，鎂及其合金。此法常用于保護海輪外殼，海水中的各種金屬設備、構件和防止巨型海水中的各種金屬設備、構件和防止巨型設備設備(如貯油罐如貯油罐)以及石油管路的腐蝕。以及石油管路的腐蝕。1)外加電流法外加電流法優(yōu)點：可調節(jié)電流和電壓，適用范圍廣，可優(yōu)點：可調節(jié)電流和電壓，適用范圍廣，可用于要求大電流的情況，使用不溶性陽用于要求大電流的情況，使用不溶性陽極時裝置耐久。極時裝置耐久。缺點：必須經常維修和經常的操作費用。缺點：必須經常維修和經常的操作費用。2)犧牲陽極法犧牲陽極法優(yōu)點：不用外加電流，適用于電源困難的場優(yōu)點：不用外加電流，適用

5、于電源困難的場合和需要局部保護的場合，施工簡單管合和需要局部保護的場合，施工簡單管理方便。理方便。缺點：只適用于要求小電流的情況，調節(jié)電缺點：只適用于要求小電流的情況，調節(jié)電流困難，陽極消耗大需定期更換。流困難，陽極消耗大需定期更換。陰極保護的應用范圍：陰極保護的應用范圍： 水或土壤中；水或土壤中； 碳鋼、合金鋼、碳鋼、合金鋼、Al/Cu及合金、及合金、Sn、Zn、Pb等。等。 防止全面腐蝕，孔蝕、縫隙腐蝕、應防止全面腐蝕，孔蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕裂開、疲勞腐蝕等。力腐蝕裂開、疲勞腐蝕等。進行陰極保護時要考慮的因素：進行陰極保護時要考慮的因素： 1)腐蝕介質必須是能導電的；腐蝕介質必須是能導電

6、的； 2)金屬在所處的介質中易陰極極化金屬在所處的介質中易陰極極化(耗電耗電)； 碳鋼、不銹鋼、碳鋼、不銹鋼、Cu/Al及其合金、及其合金、Pb 此時易于鈍化的金屬不宜此時易于鈍化的金屬不宜 3)被保護設備的形狀、結構不能太復雜，金被保護設備的形狀、結構不能太復雜，金屬表面電流分布不均勻。屬表面電流分布不均勻。2、陽極保護、陽極保護1958年首次在工業(yè)上應用年首次在工業(yè)上應用基本原理：基本原理：保護參數(shù)：保護參數(shù)： 致鈍電流密度致鈍電流密度 維鈍電流密度維鈍電流密度 鈍化區(qū)電位范圍鈍化區(qū)電位范圍保護系統(tǒng)：陽極、輔助陰極、參比電極、直保護系統(tǒng)：陽極、輔助陰極、參比電極、直流電源流電源應用于碳鋼、

7、不銹鋼硫酸系統(tǒng)應用于碳鋼、不銹鋼硫酸系統(tǒng)二、介質處理二、介質處理 處理介質的目的是改變介質的腐蝕性，處理介質的目的是改變介質的腐蝕性，以降低介質對金屬的腐蝕作用。以降低介質對金屬的腐蝕作用。常用的方法：常用的方法： 除去介質中的有害成分；除去介質中的有害成分； 調節(jié)介質的調節(jié)介質的pH值；值； 降低氣體介質中的水氣。降低氣體介質中的水氣。除去介質中的有害成分除去介質中的有害成分223242422222()2SOOSON HONH O肼 三、緩蝕劑三、緩蝕劑 在腐蝕介質中只要加入少量的就能有在腐蝕介質中只要加入少量的就能有效地阻止或減緩金屬腐蝕。不僅在腐蝕效地阻止或減緩金屬腐蝕。不僅在腐蝕環(huán)境中

8、保護金屬，還可作為控制金屬表環(huán)境中保護金屬，還可作為控制金屬表面化學或電化學加工性能的添加劑面化學或電化學加工性能的添加劑(如：如：金屬酸洗、化學拋光、電解拋光、電鍍金屬酸洗、化學拋光、電解拋光、電鍍等等)。 具有使用方便、投資少、收效快、用具有使用方便、投資少、收效快、用途廣泛的優(yōu)點。途廣泛的優(yōu)點。 緩蝕作用緩蝕作用1)鐵片浸入稀鹽酸中大量鐵片浸入稀鹽酸中大量H2氣泡，鐵氣泡，鐵溶解加少量溶解加少量苯胺苯胺H2析出量大大減少。析出量大大減少。2)碳鋼制水槽因水線腐蝕而在水氣接碳鋼制水槽因水線腐蝕而在水氣接觸面上產生紅銹加少量觸面上產生紅銹加少量聚磷酸鈉聚磷酸鈉。3)鋼材軋制中需酸浸去除表面的

9、氧化鐵，鋼材軋制中需酸浸去除表面的氧化鐵，此時酸中必須加緩蝕劑此時酸中必須加緩蝕劑(0.4%若丁若丁)來抑來抑制酸液的腐蝕。制酸液的腐蝕。國外常用的緩蝕劑國外常用的緩蝕劑 酸性氣體緩蝕劑石油工業(yè)酸性氣體緩蝕劑石油工業(yè) 酸洗緩蝕劑酸洗緩蝕劑 揮發(fā)性緩蝕劑揮發(fā)性緩蝕劑 化工生產用緩蝕劑化工生產用緩蝕劑 一一)、緩蝕劑的性能指標、緩蝕劑的性能指標緩蝕效率：緩蝕效率：0000100%100%000kkZkZkZk kZk k時 ，： 緩 蝕 劑 保 護 效 果 最 好時 ，： 緩 蝕 劑 沒 有 保 護 效 果時 ，： 緩 蝕 劑 會 加 速 腐 蝕 腐 蝕 促 進 劑 。 緩蝕劑后效性能：緩蝕劑后效

10、性能： 當緩蝕劑的濃度由正常使用濃度當緩蝕劑的濃度由正常使用濃度大幅降低時，緩蝕作用所能維持的大幅降低時，緩蝕作用所能維持的時間。維持的時間越長，緩蝕劑的時間。維持的時間越長，緩蝕劑的后效性能越好。后效性能越好。 二二)、緩蝕劑的緩蝕作用機理、緩蝕劑的緩蝕作用機理1、對腐蝕介質的作用能在腐蝕介質、對腐蝕介質的作用能在腐蝕介質中產生化學反應，使腐蝕性介質轉變?yōu)橹挟a生化學反應，使腐蝕性介質轉變?yōu)椴换钚晕镔|。如：工業(yè)鍋爐用水中溶解不活性物質。如：工業(yè)鍋爐用水中溶解氧的存在，高溫時劇烈腐蝕金屬。可加氧的存在，高溫時劇烈腐蝕金屬?？杉尤肷倭繌娺€原劑抑制金屬腐蝕入少量強還原劑抑制金屬腐蝕.22324242

11、2222()2SOOSON HONH O肼 2、對金屬本身的作用使金屬表面、對金屬本身的作用使金屬表面形成某種保護膜形成某種保護膜 A、氧化膜型緩蝕作用、氧化膜型緩蝕作用 B、沉淀膜型緩蝕作用、沉淀膜型緩蝕作用 C、吸附膜型緩蝕作用、吸附膜型緩蝕作用A、氧化膜型、氧化膜型 / 鈍化膜型鈍化膜型(50100A) 在金屬表面形成致密的、附著性好的氧在金屬表面形成致密的、附著性好的氧化膜而阻滯金屬腐蝕?；ざ铚饘俑g。 鋼鐵在中性介質中常用鉻酸鹽鋼鐵在中性介質中常用鉻酸鹽(CrO4-)、重鉻酸鹽重鉻酸鹽(Cr2O7-)、亞硝酸鹽、亞硝酸鹽(NO2-)等。不等。不需要溶解氧可使鋼鐵鈍化為需要溶解氧

12、可使鋼鐵鈍化為Fe2O3。 24223232224FeNa CrOH OFe OCrONaOHB、沉淀膜型、沉淀膜型(幾百一千幾百一千A) 能同介質中有關離子反應并在金屬表能同介質中有關離子反應并在金屬表面生產具有一定保護作用的沉淀膜而阻面生產具有一定保護作用的沉淀膜而阻滯金屬腐蝕。滯金屬腐蝕。2223 233242()()()ZnOHZn OHSiOCa HCOOHCaCOHCOH OFePO 在水處理中：鋅鹽：陰極硅酸鹽：水解產生膠態(tài)碳酸氫鈣：磷酸鹽：形成苯甲酸鹽:形成羥基苯甲酸鐵鹽C、吸附膜型大多為有機緩蝕劑、吸附膜型大多為有機緩蝕劑 能強烈吸附在金屬表面形成吸附膜而阻滯能強烈吸附在金屬

13、表面形成吸附膜而阻滯金屬腐蝕單分子層物理或化學吸附。金屬腐蝕單分子層物理或化學吸附。 物理吸附物理吸附靜電引力和范德華引力。鋼鐵靜電引力和范德華引力。鋼鐵在酸中常用的緩蝕劑：胺類、硫脲等。在酸中常用的緩蝕劑：胺類、硫脲等。23332R N HHR N HR NHR N HR SHHR SHO nium離 子 陽 離 子化學吸附化學吸附 緩蝕劑分子中的極性基團緩蝕劑分子中的極性基團提供未成對電子和金屬形成配位鍵而引起提供未成對電子和金屬形成配位鍵而引起的吸附。含的吸附。含N、S、O的極性基團或含不飽的極性基團或含不飽和鍵的有機化合物和鍵的有機化合物(吡啶衍生物、苯胺衍吡啶衍生物、苯胺衍生物、環(huán)狀

14、亞胺生物、環(huán)狀亞胺)。如如Fe烷基胺：烷基胺：Fe-N 化學吸附類似化學反應，有顯著的選化學吸附類似化學反應，有顯著的選擇性，且不可逆。速度比物理吸附慢擇性，且不可逆。速度比物理吸附慢(吸附吸附熱大熱大)，緩蝕劑的后效性好。是中性分子在，緩蝕劑的后效性好。是中性分子在金屬表面吸附，與金屬表面的電荷狀態(tài)無金屬表面吸附，與金屬表面的電荷狀態(tài)無關。關。 含含N的有機物對的有機物對Fe的吸附效果好的吸附效果好 含含S的有機物對的有機物對Cu的吸附效果好的吸附效果好新看法：物理吸附是化學吸附的初始階段，新看法：物理吸附是化學吸附的初始階段，對完成化學吸附起重要作用。對完成化學吸附起重要作用。 三三)、緩

15、蝕劑的分類、緩蝕劑的分類1、按作用機理劃分、按作用機理劃分陽極型緩蝕劑：中性介質中鉻酸鹽及亞硝酸鹽陽極型緩蝕劑：中性介質中鉻酸鹽及亞硝酸鹽（危險性緩蝕劑）、苯甲酸鹽（危險性緩蝕劑）、苯甲酸鹽(O2)等能增等能增加陽極極化，從而使腐蝕電位向正移。應加陽極極化，從而使腐蝕電位向正移。應用廣泛，但如果用量不足會加劇腐蝕。用廣泛，但如果用量不足會加劇腐蝕。陰極型緩蝕劑：陰極型緩蝕劑： 酸式碳酸鈣、聚磷酸鹽安全緩蝕劑。能酸式碳酸鈣、聚磷酸鹽安全緩蝕劑。能使陰極過程減慢、增大酸性溶液中氫過電使陰極過程減慢、增大酸性溶液中氫過電位，使腐蝕電位向負移。位，使腐蝕電位向負移?；旌闲途徫g劑：對陰極陽極過程同時起混

16、合型緩蝕劑：對陰極陽極過程同時起抑制作用。抑制作用。 含氮有機物胺類、有機胺的亞硝酸鹽含氮有機物胺類、有機胺的亞硝酸鹽 含硫有機物硫醇、硫醚含硫有機物硫醇、硫醚 含硫、氮有機物硫脲及其衍生物含硫、氮有機物硫脲及其衍生物2、按形成保護膜性質劃分、按形成保護膜性質劃分 氧化膜型緩蝕劑：防腐效果好氧化膜型緩蝕劑：防腐效果好 沉淀膜型緩蝕劑：緩蝕效果較差。沉淀膜型緩蝕劑：緩蝕效果較差。 吸附膜型緩蝕劑：對酸性介質較有效。吸附膜型緩蝕劑：對酸性介質較有效。 3、其它分類方法、其它分類方法 用途用途 化學組成化學組成 使用時的相態(tài)使用時的相態(tài) 被保護金屬的種類被保護金屬的種類 緩蝕劑的溶解性能緩蝕劑的溶解

17、性能 使用介質的使用介質的pH值值 四四)、緩蝕劑的應用、緩蝕劑的應用保護對象：保護對象：Fe/Cu/Al/Zn/Mg/Ti/Sn/鑄鐵、鑄鐵、黃銅、不銹鋼等。黃銅、不銹鋼等。腐蝕環(huán)境：中性、酸性、堿性水溶液；腐蝕環(huán)境：中性、酸性、堿性水溶液； 含石油介質；大氣；有機介質。含石油介質；大氣；有機介質。 緩蝕劑的應用實例緩蝕劑的應用實例 1、采油采氣工業(yè)、采油采氣工業(yè) 2、煉油工業(yè)、煉油工業(yè) 3、酸洗過程、酸洗過程 4、化學工業(yè)、化學工業(yè) 5、循環(huán)冷卻水中、循環(huán)冷卻水中 6、大氣腐蝕、大氣腐蝕6、大氣腐蝕氣相緩蝕劑、大氣腐蝕氣相緩蝕劑 硝酸鹽或亞硝酸鹽的有機化合物硝酸鹽或亞硝酸鹽的有機化合物 緩

18、蝕劑汽化到密封空間和潮濕空氣中緩蝕劑汽化到密封空間和潮濕空氣中的濕氣一起凝附在金屬表面，水解成相的濕氣一起凝附在金屬表面，水解成相應的緩蝕性物質抑制金屬腐蝕。應的緩蝕性物質抑制金屬腐蝕。 Fe/Cr/Sn亞硝酸二異丙基亞硝酸二異丙基 Fe/Zn/Cr碳酸環(huán)己胺碳酸環(huán)己胺 黑色金屬亞硝酸二環(huán)己胺黑色金屬亞硝酸二環(huán)己胺氣相緩蝕劑作用機理氣相緩蝕劑作用機理 -2611221)2 )()N OC HN H產 生， 使 金 屬 鈍 化 氧 化 型 機 理形 成憎 水 薄 層 吸 附 型 機 理共 同 作 用 抑 制 金 屬 腐 蝕 腐蝕給我國國民經濟造成的損失已占腐蝕給我國國民經濟造成的損失已占GDP的

19、的5%，人民幣約，人民幣約5000億元億元/年；年； 在學科上腐蝕與防護專業(yè)起碼是跨接在學科上腐蝕與防護專業(yè)起碼是跨接和交融在材料學、電化學和弱電子學三和交融在材料學、電化學和弱電子學三大學科中；大學科中； 涉及到國防和民用各個行業(yè)所有的裝涉及到國防和民用各個行業(yè)所有的裝備產品服役中的安危和要應對日新月異備產品服役中的安危和要應對日新月異變幻的新環(huán)境適應性的要求。變幻的新環(huán)境適應性的要求。 如石油開采中如何應對高濃度如石油開采中如何應對高濃度CO2和和H2S對管系的嚴重腐蝕問題；對管系的嚴重腐蝕問題；1 000 m以以下深海中可燃冰的開采、大潛深潛艇的下深海中可燃冰的開采、大潛深潛艇的腐蝕與防

20、護技術研究；材料表面的納米腐蝕與防護技術研究；材料表面的納米化處理和納米涂層技術；海灣大橋、大化處理和納米涂層技術；海灣大橋、大型水壩的百年安全防護技術；南水北調、型水壩的百年安全防護技術；南水北調、海水淡化的防蝕新技術；核電、石化行海水淡化的防蝕新技術；核電、石化行業(yè)的環(huán)保減排中某些防護新技術都是嶄業(yè)的環(huán)保減排中某些防護新技術都是嶄新的、急需攻克的技術難題，即包含著新的、急需攻克的技術難題，即包含著大量的高科技、創(chuàng)新內容。大量的高科技、創(chuàng)新內容。 我國已有兩個國家級的腐蝕與防護重點試驗我國已有兩個國家級的腐蝕與防護重點試驗室和許多省部級的腐蝕防護重點試驗室，在這室和許多省部級的腐蝕防護重點試

21、驗室，在這些試驗室中，現(xiàn)有的研究設備并不比國際研究些試驗室中，現(xiàn)有的研究設備并不比國際研究機構（如英國曼徹斯特腐蝕研究中心等）差多機構（如英國曼徹斯特腐蝕研究中心等）差多少，高校和研究機構中的專業(yè)研究人員人才濟少，高校和研究機構中的專業(yè)研究人員人才濟濟；在材料應力腐蝕研究、高溫腐蝕研究、納濟；在材料應力腐蝕研究、高溫腐蝕研究、納米涂料研究、電化學測試技術、軍用產品防護米涂料研究、電化學測試技術、軍用產品防護研究中均在世界學術領域占有一席之地，在研究中均在世界學術領域占有一席之地，在16屆屆ICC國際會議中得到了世界同行專家們的認國際會議中得到了世界同行專家們的認可。可。 世界腐蝕大會世界腐蝕大

22、會(ICC,International Corrosion Congress)是國際腐蝕理事會是國際腐蝕理事會(ICC, International Corrosion Council)的重要系列會議，每三年舉的重要系列會議，每三年舉辦一次，是國際腐蝕界學術水平最高、范圍最辦一次，是國際腐蝕界學術水平最高、范圍最廣、影響最大的國際性腐蝕科學領域的系列會廣、影響最大的國際性腐蝕科學領域的系列會議，受到各國政府的有關部門和學術界的重視。議，受到各國政府的有關部門和學術界的重視。16屆世界腐蝕大會于屆世界腐蝕大會于2005年年9月在中國北京舉辦，月在中國北京舉辦，這次大會大大推動中國腐蝕與防護科技的發(fā)展，這次大會大大推動中國腐蝕與防護科技的發(fā)展，引進新的先進的防腐蝕技術和產品，同時也展引進新的先進的防腐蝕技術和產品，同時也展示我國改革開放以來在腐蝕科技研究方面已取示我國改革開放以來在腐蝕科技研究方面已取得的長足進展和突出成果。得的長足進展和突出成果。有許多防護產品和技術已達到世界