自然環(huán)境腐蝕第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二一.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－存在肉眼不可見的薄液膜濕的大氣腐蝕－表面存在肉眼可見的液膜8.1大氣腐蝕金屬表面濕潤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，大氣腐蝕過程和特征及控制因素也隨大氣條件而變第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二

8.1大氣腐蝕干的大氣腐蝕－沒形成連續(xù)的電解質(zhì)膜，膜層只有幾個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，氧易于擴散進入界面，腐蝕速度迅速增加

金屬與比其表面濕度高的空氣接觸時，空氣中的水蒸汽可在金屬表面凝結(jié)而使金屬表面潤濕濕的大氣腐蝕－液膜增厚，氧擴散阻力增大，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系第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二

8.1大氣腐蝕二.大氣腐蝕過程和機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－不可見液膜（水汽達到飽和時，在金屬表面發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象）毛細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（結(jié)構(gòu)縫隙、灰塵）吸附凝聚材料表面對水分子的吸附作用所形成薄的水分子層（吸水性化合物）化學凝聚材料與吸附在表面的水發(fā)生化學作用，水在材料上的凝聚（2）濕膜的形成－金屬表面形成可見水膜其腐蝕歷程類似于沉浸在水中條件下的腐蝕，但氧的補充情況比浸于水中好第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二8.1大氣腐蝕二.大氣腐蝕過程和機理2.大氣腐蝕的電化學特征（1）陰極過程大氣腐蝕條件下，氧通過液膜傳遞速度快，液膜越薄擴散層的厚度越薄，因而陰極上的氧去極化作用越容易進行，陰極過程的速度加快。陰極過程主要是氧的去極化控制。（2）陽極過程當電極存在很薄的水膜時，陽離子水化困難，陽極過程受到阻滯，在很薄的水膜下，氧易于到達陽極表面，促使陽極鈍化作用，使陽極過程受到強烈的阻滯第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二大氣腐蝕速度與電極極化過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行；當液膜太薄時，陰極過程變得越來越困難（因水分不足以實現(xiàn)氧還原反應）；潮的大氣腐蝕－腐蝕速度被陽極控制，隨液膜的減薄，陽極過程變得困難

8.1大氣腐蝕二.大氣腐蝕過程和機理2.大氣腐蝕的電化學特征第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二8.1大氣腐蝕二.大氣腐蝕過程和機理3.大氣腐蝕機理（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，由于活性陽極面積的減小，陽極極化增大，大氣腐蝕機理與污染物密切相關－SO2加快金屬腐蝕速度，通過減小陽極的鈍化作用（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－成為陰極去極化劑第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二四.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－臨界相對濕度（化學腐蝕－電化學腐蝕）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8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二8.2海水腐蝕一.海水的物理化學性質(zhì)高鹽度海水的一項重要指標。鹽度高，氯化物含量高高電導率比江河高出兩個數(shù)量級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，海水氧含量會在較大范圍波動附著生物第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二二.海水腐蝕的特點氧去極化腐蝕，氧擴散速度小于氧還原的陰極反應速度。海水中含有大量的Cl離子，陽極極化程度小，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，點蝕坑的最大深度為平均腐蝕深度的3～4倍。對于普通碳鋼、低合金鋼、鑄鐵來說，海水環(huán)境因素對腐蝕速度的影響遠大于鋼本身成分和組織的影響第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二鹽類及其濃度含鹽量增高海水的電導率增加，但含氧量降低含鹽量存在最大值；電導率海水所含鹽分幾乎全處于電離狀態(tài)；海水是導電性極強的電解質(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；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，氧的擴散速度加快，海水電導率增大，將促進海水腐蝕;

溫度升高，氧的溶解度降低，促進保護性鈣質(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，加劇局部腐蝕；生物的生命運動改變了局部海水介質(zhì)成分，加速腐蝕；某些海生物生長時穿透表面保護層，破壞了保護膜，加速腐蝕三.影響海水腐蝕的因素8.2海水腐蝕第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二多相性；多孔性；不均勻性；固定性一.土壤腐蝕的電極過程及控制因素金屬在土壤中的電極電位取決于兩個因素：金屬的種類及表面性質(zhì)土壤介質(zhì)的物理化學性質(zhì)由于土壤是不均勻且相對固定的介質(zhì)，因此土壤的理化性質(zhì)在不同部位往往不同第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二一.土壤腐蝕的電極過程及控制因素陽極過程－鐵在潮濕的土壤中陽極極化過程無明顯的阻滯腐蝕產(chǎn)物與土粒粘合，形成緊密層，有效阻礙陽極反應；陽極鈍化－氧易于到達金屬表面時陰極過程－氧的去極化過程，受氧輸送控制氧的進入受陰極表面電解液（擴散層）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）的擴散第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二潮濕和密實的土壤，腐蝕過程主要由陰極過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，腐蝕過程由陽極過程所控制對于長距離宏觀電池起作用的土壤來說，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

8.3土壤腐蝕一.土壤腐蝕的電極過程及控制因素第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二

8.3土壤腐蝕一.土壤腐蝕的電極過程及控制因素微觀腐蝕電池－陰、陽極過程發(fā)生在同一地點，尺寸小，常常造成均勻腐蝕宏觀腐蝕電池－陰、陽極過程不在同一地點，導致局部腐蝕兩者的重要區(qū)別是宏觀腐蝕電池受陰陽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15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二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，導致嚴重腐蝕微生物腐蝕

在缺氧的土壤中，細菌引起土壤物理化學性質(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16頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二8.3土壤腐蝕三.土壤腐蝕的影響因素及防止措施1.土壤的導電性導電性好，腐蝕性強2.土壤中的含鹽量土壤含鹽量大，導電性提高，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