1、金 屬 腐 蝕 原 理,李 寧 黎德育 2011年2月,考核方式： 1、期中測試15分 （開卷） 2、期末測試50分 （開卷） 3、大作業(yè)10分 （雷同均判零分） 4、考勤5分 （缺一次扣一分） 5、課堂提問10分 基礎(chǔ)分4分（每答對一次加一分） 6、課堂演講10分 12+41+9+4+7+7=80C 樂學(xué)網(wǎng) ppt大量引用了北科大及廈大的腐蝕課件內(nèi)容，表示感謝。,第1章 緒論,一、金屬材料-現(xiàn)代物質(zhì)文明的基礎(chǔ),黃金青銅鋼鐵輕金屬,二、為什么在博物館里很少見到出土的鐵器文物？,越王勾踐劍,人物雙獅金飾牌,1.1 金屬腐蝕的定義,金屬的腐蝕是金屬和周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化

2、學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致金屬受破壞性侵害的過程。 金屬材料在周圍介質(zhì)的作用（物理作用、化學(xué)作用、電化學(xué)作用、生化作用）下，表面狀態(tài)發(fā)生變化并形成新相 而使金屬材料遭到破壞的現(xiàn)象。 腐蝕是一種悄悄進(jìn)行的破壞，卻常常造成令人措手不及的惡性事故。(曹楚南),1.2 腐蝕損失數(shù)據(jù),一、腐蝕與GDP,2003年中國腐蝕調(diào)查報告，我國國民生產(chǎn)總值10710億美元，腐蝕造成損失600億美元（5000億人民幣）。（不完全統(tǒng)計） 年腐蝕損失約占GDP的6%。 1998年美國腐蝕造成損失2757億美元，占GDP106億美元的2.78%。 腐蝕損失為洪水、火災(zāi)、颶風(fēng)和地震等自然災(zāi)害綜合損失的6倍。,Uhlig方法是從生產(chǎn)、制造

3、方面單純地累加直接防蝕費(fèi)進(jìn)行評估。 采用不銹鋼耐蝕合金比采用低合金鋼所增加的費(fèi)用； 涂層如熱鍍鋅、電鍍(化學(xué)鍍)鎳、涂料的費(fèi)用等； 添加緩蝕劑的費(fèi)用； 干燥貯存金屬設(shè)備及零部件的費(fèi)用； 陰極保護(hù)工程的費(fèi)用等。 不包括腐蝕造成的設(shè)備與元件的更換及間接損失。 間接損失：停產(chǎn)損失、產(chǎn)品(原料)流失、降低生產(chǎn)效率、產(chǎn)品的污染、腐蝕容差設(shè)計、事故賠償。,Hoar方法是按各使用領(lǐng)域的腐蝕損失和防蝕費(fèi)的總和進(jìn)行推算。 Battelle法，即根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)關(guān)聯(lián)表，用投入產(chǎn)出矩陣方法進(jìn)行統(tǒng)計。計算出各部分直接消耗和間接消耗 生產(chǎn)某種產(chǎn)品所需的輸入； 生產(chǎn)這種產(chǎn)品所需的設(shè)備投資； 設(shè)備的壽命； 社會對這種產(chǎn)品的需求

4、。,二、我國在各種腐蝕防護(hù)方法所耗費(fèi)的費(fèi)用與比例,間接損失是直接損失的1.52倍。,部分行業(yè)損失,1.3 具體腐蝕造成嚴(yán)重破壞案例,一、油田輸送,二、天然氣輸送,1971年5月四川威成線天然氣管線腐蝕爆裂，造成爆炸和燃燒，導(dǎo)致直接經(jīng)濟(jì)損失7000萬元。1971年5月至1986年2月，四川天然氣管網(wǎng)腐蝕導(dǎo)致爆炸和燃燒事故83次，其中第一次事故就傷亡24人。 2006年12月21日19時許，中石化南方勘探開發(fā)分公司部署在川東一口重點(diǎn)預(yù)探井清溪1井發(fā)生天然氣溢流事件，當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)成千上萬群眾自發(fā)的、無序的逃命場面，隨后，1.2萬名當(dāng)?shù)厝罕姳黄染o急轉(zhuǎn)移。當(dāng)晚22時左右，該氣井被放噴點(diǎn)火。,三、藥廠設(shè)備,四

5、、其它個案,1984年12月3月，印度首府博帕爾聯(lián)碳公司農(nóng)藥廠異氰酸甲酯泄漏事故，使4000名居民中毒死亡，200000人深受其害，是世界工業(yè)史上絕無僅有的大慘案。,調(diào)查表明，該事故是由于120240加侖水進(jìn)入異氰酸甲脂(MIC)貯罐引起放熱反應(yīng)，致使壓力升高，防爆膜破裂而造成的。另外還查明，由于貯罐內(nèi)含有大量氯仿(氯仿是MIC制造初期作為反應(yīng)抑制劑加入的)，氯仿分解產(chǎn)生氯離子，使貯罐(材質(zhì)為304不銹鋼)發(fā)生腐蝕，而產(chǎn)生游離鐵離子，在鐵離子催化作用下又加速了反應(yīng)的進(jìn)行。由于放熱反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，貯罐內(nèi)溫度急劇升高，致使壓力很快達(dá)40磅平方英寸以上，防爆膜破裂，安全閥打開，漏出大量MIC。漏出的M

6、IC噴向氫氧化鈉洗滌器，因該洗滌器能力太小，不可能將MIC全部中和。最后的安全防線是燃燒塔，但結(jié)果燃燒塔也未發(fā)揮作用。,1967年12月，位于美國西弗吉尼亞州和俄亥俄洲之間的俄亥俄橋突然塌入河中，死亡46人。事后檢查，是由于鋼梁應(yīng)力腐蝕破裂和腐蝕疲勞而產(chǎn)生裂縫所致。 同年，英國內(nèi)普羅石油化工公司，環(huán)已烷氧化裝置的旁通管發(fā)生硝酸鹽應(yīng)力腐蝕破裂，引起環(huán)已烷蒸氣管爆炸，死28人，傷105人，損失達(dá)1億美元。,山西火電廠鍋爐酸腐蝕脆爆，直接累計損失3億元。此外還將帶來其他缺電引起的間接損失。,1965年3月4日，美國路易安那州輸氣管線破裂著火，死17人，事后檢查是由于管線產(chǎn)生應(yīng)力 腐蝕破裂。 1970

7、年，日本大阪地鐵的管道因腐蝕破壞而折斷，引起瓦斯爆炸，乘客當(dāng)場死亡75人。,1985年8月12日日本一架波音747客機(jī)由于發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂而墜毀，一次死亡500多人。 1979年，我國某市液化石油氣貯罐爆炸起火，死傷幾十人。,1.4 金屬腐蝕的危害總結(jié),重大的經(jīng)濟(jì)損失（停產(chǎn)損失、產(chǎn)品損失、效率損失 、產(chǎn)品污染 、過度設(shè)計 ） 災(zāi)難性重大事故（有毒物質(zhì)的泄漏，造成環(huán)境污染，危及人民健康） 資源與能源的巨大浪費(fèi) 阻礙科技進(jìn)步，延緩生產(chǎn)發(fā)展,1.5 腐蝕科學(xué)技術(shù)簡史,應(yīng)用：春秋時期青銅器表面有鉻氧化層。 18-19世紀(jì)期間 1748年：羅蒙諾索夫解釋了金屬的氧化現(xiàn)象。 1790年：凱依爾（Keir）

8、描述了鐵在硝酸中的鈍化現(xiàn)象。 1830年：德拉里夫(Dela Rive)提出了金屬腐蝕微電池的概念。 1833年：法拉第(Faraday)提出了電解定律。 現(xiàn)代 英國：伊文思(Evans) 提出了金屬腐蝕過程的電化學(xué)基本規(guī)律，現(xiàn)代腐蝕科學(xué)奠基人。 霍爾(Hoar) 美國：尤利格(Uhlig)、Mansfeld 德國：豪飛、瓦格納 比利時：泡拜格斯(Pourbaix)(創(chuàng)立電位-pH圖) 前蘇聯(lián)：阿基莫夫、弗魯坶金、托馬曉夫,腐蝕,材料學(xué),金屬學(xué),化學(xué),管理學(xué),工程力學(xué),生物學(xué),電學(xué),數(shù)學(xué),計算機(jī),1.6 腐蝕相關(guān)學(xué)科,1.7 金屬腐蝕原理研究內(nèi)容,(1)研究并確定金屬材料與環(huán)境介質(zhì)作用的普規(guī)律

9、，既要從熱力學(xué)方面研究金屬腐蝕進(jìn)行的可能性，更重要的是從動力學(xué)的觀點(diǎn)研究腐蝕進(jìn)行的速率及機(jī)理。 (2)研究在各種條件下控制或防止腐蝕的措施，以把腐蝕控制在合理的程度上。 (3)研究金屬腐蝕速率的測試技術(shù)和方法，找出評定金屬腐蝕的試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)，研究現(xiàn)場金屬腐蝕的測試技術(shù)與監(jiān)控方法。,學(xué)習(xí)達(dá)到目的： 系統(tǒng)地掌握腐蝕電化學(xué)的基本知識和基本原理 掌握各種腐蝕類型，各種局部腐蝕的特點(diǎn)、產(chǎn)生機(jī)理、影響因素及防護(hù)措施，了解局部腐蝕相關(guān)的正確設(shè)計思路； 能分析化工設(shè)備常見的腐蝕現(xiàn)象并提出防腐途徑。 在化工設(shè)備設(shè)計中針對介質(zhì)正確地選材，了解各種工程材料腐蝕和防腐的異同點(diǎn)和選材原則。,1.7 金屬腐蝕原理研究內(nèi)

10、容,局 部 腐 蝕,腐 蝕 的 基 本 概 念,腐 蝕 熱 力 學(xué),腐 蝕 動 力 學(xué),腐 蝕 陰 極 過 程,腐 蝕 陽 極 過 程,腐 蝕 的 類 型,應(yīng) 力 腐 蝕,自然環(huán)境腐蝕,高 溫 腐 蝕,腐 蝕 的 控 制,腐蝕工程事例分析,主要參考書,梁成浩主編 金屬腐蝕學(xué)導(dǎo)論 機(jī)械工業(yè)出版社，1999年5月 劉永輝 張佩芬編 金屬腐蝕原理 航空工業(yè)出版社 1993年12月 陳鴻海主編 金屬腐蝕學(xué) 北京理工大學(xué)出版社1995年12月 H. H.尤里格著 腐蝕與腐蝕控制 中國科學(xué)出版社 1995年 曹楚南著 腐蝕電化學(xué) 化學(xué)工業(yè)出版社 2004年 金屬腐蝕學(xué)冶金工業(yè)出版社，1989朱日彰等編 材

11、料的腐蝕與防護(hù)西北工業(yè)大學(xué)出版社，2006劉道新,金屬腐蝕學(xué)導(dǎo)論(高等學(xué)校適用) 作者:梁成浩 市場價：￥17.00 基本信息 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社ISBN：7111070135條碼：9787111070139,基本信息 出版社：化學(xué)工業(yè)出版社頁碼：259 pagesISBN：7502573895條碼：9787502573898市場價：￥29.00 版次：2005-08-01裝幀：平裝開本：16開,作者： 曹楚南 編著 出 版 社： 化學(xué)工業(yè)出版社 出版時間： 2004-4-1 字?jǐn)?shù)： 385000 版次： 2 頁數(shù)： 331 印刷時間： 2004/04/01 開本： 印次： 紙張： 膠版紙

12、 I S B N ： 9787502551872 包裝： 平裝 定價：￥42.00,基本信息 出版社：冶金工業(yè)出版社頁碼：351 pagesISBN：7502422692條碼：9787502422691市場價：￥38.00 版次：1999年6月第2版裝幀：平裝開本：16開,作者： 孫躍編著 出 版 社： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 出版時間： 2003-4-1 字?jǐn)?shù)： 373000 版次： 1 頁數(shù)： 235 印刷時間： 2006/06/01 紙張： 膠版紙 I S B N ： 9787560318370 包裝： 平裝 定價：￥22.80,作者： 黃建中，左禹主編 出 版 社： 化學(xué)工業(yè)出版社 出版

13、時間： 2003-1-1 字?jǐn)?shù)： 1000000 版次： 1 頁數(shù)： 625 印刷時間： 2005/04/01 開本： 印次： 紙張： 膠版紙 I S B N ： 9787502540678 包裝： 平裝 定價：￥90.00,作者： 加R溫斯頓里維（Revie,R.W.） 主編，楊武 等譯 出 版 社： 化學(xué)工業(yè)出版社 出版時間： 2005-8-1 字?jǐn)?shù)： 1692000 版次： 1 頁數(shù)： 937 印刷時間： 2005/08/01 紙張： 膠版紙 I S B N ： 9787502570033 包裝： 平裝 定價：￥158.00,陰極保護(hù)手冊(電化學(xué)保護(hù)的理論與實(shí)踐原著第3版) （德）貝克曼

14、（Baeckman,W.v.）,施文克（Schwenk,W.）,普林茲（Prinz,W.） 化學(xué)工業(yè)出版社 (2005-03出版) 市場價：￥68.00 元,主要參考期刊,Corrosion Science Corrosion Journal of the Electrochemical Society Electrochemical Acta 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù) 材料保護(hù) 腐蝕與防護(hù) 電化學(xué),中國科學(xué)院院士-腐蝕科學(xué)專家曹楚南,曹楚南院士1952年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)化學(xué)系，分配至中國科學(xué)院上海物理化學(xué)研究所工作，后并入中國科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，從事電化學(xué)與金屬腐蝕科學(xué)研究，

15、1982年任研究員。1987年調(diào)入中國科學(xué)院金屬腐蝕與防護(hù)研究所，任中國科學(xué)院腐蝕科學(xué)開放研究實(shí)驗(yàn)室主任，研究所學(xué)術(shù)委員會副主任。1993年兼任金屬腐蝕與防護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室籌建領(lǐng)導(dǎo)小組組長，1994年調(diào)入浙江大學(xué)化學(xué)系，建立電化學(xué)研究室，從事應(yīng)用電化學(xué)研究。1995年任金屬腐蝕與防護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會主任。1995年5月被聘任為中國科學(xué)院東北高性能材料研究發(fā)展基地所級學(xué)術(shù)顧問。1999年8月兼任浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院院長。,中國工程院院士 侯保榮,侯保榮，（1942.1.3）海洋腐蝕與防護(hù)專家。1942年出生于山東省曹縣。1967年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系，1994年在日本東京工業(yè)大學(xué)獲博士

16、學(xué)位。曾任中國科學(xué)院海洋研究所副所長，現(xiàn)任中國科學(xué)院海洋研究所研究員、博士生導(dǎo)師。我國海洋腐蝕環(huán)境研究和海洋腐蝕與防護(hù)的學(xué)科帶頭人之一，主持了我國近海腐蝕環(huán)境調(diào)查與研究，明確提出海洋腐蝕環(huán)境概念，建立了海洋腐蝕環(huán)境的理論體系。獨(dú)立撰寫的日文專著海洋腐食環(huán)境防食科學(xué)，作為第一作者撰寫了海洋腐蝕環(huán)境理論及其應(yīng)用和海洋腐蝕與防護(hù)兩本專著和三本論文集。共發(fā)表論文160余篇（其中SCI收錄21篇，CA收錄70余篇）。建立了模擬海洋腐蝕環(huán)境的實(shí)驗(yàn)方法和在不同海洋環(huán)境下控制材料腐蝕的工程技術(shù)系統(tǒng)。綜合多年研究成果提出的鋼鐵設(shè)施在海洋環(huán)境中的腐蝕及其防腐蝕技術(shù)，獲2002年度國家科技進(jìn)步二等獎；還獲得山東省科

17、技進(jìn)步一、二等獎各一項(xiàng)和中科院科技進(jìn)步二等獎兩項(xiàng)及國家專利29項(xiàng)。2003年當(dāng)選為中國工程院院士。,徐濱士 中國工程院院士,從事專業(yè):焊接/維修/表面工程/再制造工程 供職單位:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院 簡歷:兵器運(yùn)用工程及裝備維修表面工程專家。1954年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)。歷任中國人民解放軍軍事工程學(xué)院教員及裝甲兵工程學(xué)院講師、副教授、教授及教研室主任、副院長等職，少將軍銜。1995年當(dāng)選中國工程院院士；2003年任裝甲兵工程學(xué)院裝備再制造技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任；被聘為波蘭理工大學(xué)榮譽(yù)教授。 長期從事焊接、熱噴涂、表面工程及維修工程研究，是我國表面工程學(xué)科的倡導(dǎo)者和開拓者之一。19

18、96年獲得中國機(jī)械工程學(xué)會科技成就獎，出版表面工程與維修、表面工程的理論與技術(shù)等專著16部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文200多篇。曾獲國家科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng)、二等獎2項(xiàng)，軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎5項(xiàng)，二等獎4項(xiàng)。,中國工程院院士 柯偉,職稱:研究員/院士 從事專業(yè):環(huán)境敏感斷裂 供職單位:中科院金屬研究所 簡介：1957年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院金屬學(xué)及熱處理專業(yè)。19791982在英國國家物理實(shí)驗(yàn)室訪問進(jìn)修。1983以來歷任中國科學(xué)院金屬所疲勞斷裂研究室主任、金屬腐蝕與防護(hù)研究所研究員、所長、學(xué)術(shù)委員會主任、博士導(dǎo)師。兼任中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會理事長。擔(dān)任英國MaterialsScinceandTechnology編委及國內(nèi)期刊中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報、ActaMetallurgicaSinica、全面腐蝕控制等期刊的編委和主編。中國工程院院士。,田昭武 田中群 查全性 汪爾康 劉業(yè)翔,研究機(jī)構(gòu)：,鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所 中國科學(xué)院金屬研究所 武漢材料保護(hù)研究所 北科大 北航,1.8 金屬腐蝕分類,一、根據(jù)腐蝕過程進(jìn)行的歷程分： 化學(xué)腐蝕：沒有腐蝕電流 電化學(xué)腐蝕：存在腐蝕電流，溶液介質(zhì) 二、根據(jù)腐蝕形態(tài)可將腐蝕分為： A 全面腐蝕 1)均勻的全面腐蝕； 2)不均勻的全面腐蝕。,B 局部腐蝕： 1) 電偶腐蝕； 2) 點(diǎn)