腐蚀与防腐论文

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1、课程论文班级:学号:姓名:大多数金属元索以氧化物、碳酸盐、或硫化物等稳定的矿物形态存在于自然界中。将它们冶炼获得有用的金属形态需要能量。腐蚀是让金属从非自然过程（冶炼）返回低能状态（矿物）的一个简单的自然过程。因此在石油和天然气生产过程中防腐蚀至关重要。单美国工业每年的腐蚀代价估计就有$1700亿美元。石油工业生产过程极为复杂和苛刻，环境威胁极大，设备极易失效，腐蚀代价髙于工业平均水平。腐蚀f见象几乎涉及国肪否齐的一t浓勋或。各科机器、设备、桥梁在大气中因为腹蚀而生锈；舰船、沿海的港工设醐嗨細每洋生物的腐蚀:酿臟卜繡油、H髄

2、和地I、週因土觀嘯獅而发生輒各种酸碱盐对设备的腐蚀。腐蚀选成的危害也十分惊人。世界每年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的30%,我岡目前尚缺乏全闲性的数字仅根据化工部门十个化工厂的调齊，由于腐蚀造成的经济损失为当年生产总值的3-4%更为严重的是由于腐蚀造成的设备破坏而引起的公害甚至发生中毒、火灾或爆等恶性事故。腐蚀金属或其性能的劣化随时佼袭着石油和天然气生产每个阶段的每个元件。从套管柱到生产平台，从钻井到离弃油井，腐蚀一直是所有高技术的敌人，是我们值得研宂和攻克的堡垒。金屈的腐蚀现象和机理比较复杂，但可以通过合理地选用材料、冇效地

3、采取防腐蚀措施来减缓金属材料的腐蚀速度，这对于延氏设备寿命、降低成木、提高劳动生产率都具有十分重要的意义。氧气在腐蚀中扮演重要角色，它通常不在生产地层出现，而在钻井阶段通过被氧污染的流体首先被引入。不经处理的钻卯泥浆不仅会腐蚀套筒，而且述会腐蚀钻井设备、管路和泥浆输送设备。产生的或二次开采注入的水会导致所有管柱严重腐蚀。用于降低井损坏物生成或去除结垢的酸很容易侵害金属。完井和地面管路会受到尚速流动的生产介质或产生砂粒冲蚀。硫化化氢引起其他问题。处理所有这些腐蚀情形以及钻井或生产中伴随的高温、高压和应力作用的协同作用，需要腐蚀

4、工程师的专鼎知识，在工业中扮演越来越关键的角色。由于腐蚀几乎是不可能防止的，控制腐蚀速度对能成为最为经济的解决方式。因此，腐蚀工程师口益纠结于佔算他们防腐蚀方案的费用和估算没备的有效寿命。金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀.金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态.腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态.这会姑荠降低金s相料的强叟、塑性、力破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故.美国1975年因金属腐蚀造成的经

5、济损失为700亿美元，占当年国民经济生产总值的4.2%.据统计，每年山于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产S的1（广20%.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算.1金属材料的腐蚀机理1.1金属腐蚀的分类按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程；电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极。遭到的腐蚀不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金

6、属阳离子的过程1.2金属腐蚀的发生自然界屮只有极少数金属（例如金、铂等）能以游离状态存在，而大多数金属都需要从它们的矿石屮用不同的能最冶炼出来。因此，从热力学观点来看，金属的腐蚀是很自然的事。金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏，这种现象叫做金属的腐蚀。山于腐蚀导致的金属破坏都从表面开始，而破坏的程度，-•般来说也是表面最大。在液态和同态屯解质中腐蚀过程是也化学过程。因此，腐蚀能否进行取决于金屈能否离子化，而金屈离子化的趋势可以用电极电位（E）表zj金属在电解质中的腐蚀足一•种电化学变化，它的进行依照法拉第定律及欧姆

7、定律，AW=（Ec一Ea）te/（96500AR）式中，e为常数，如粗略地认为R不变时,则腐蚀速率（AW/t）与Ec—Ea）成lH•匕而与A成反比。（Ec—Ea）因极化关系有所变化，因此腐蚀率也会随时间变化；阳极面积（A）较小时，腐蚀率将会随着提髙。金属腐蚀时，阳极释放电子的阳极过程和阴极获得电子的阴极过程是在同一金属表面进行的。2金属防护的方法2.1改善金属的环境改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质屮添加能降低腐蚀速

8、率的物质（称缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。2.2在金属表面形成保护层在金属表面禝盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法、物理方法和电化学方法实现的。该法就是使金属表面形成转化层和加上一层坚