《材料的防护》PPT课件

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1、6材料的防护材料防护是控制材料腐蚀的一门技术；材料腐蚀是材料与环境发生界面反应而引起的破坏。防止材料腐蚀可以从材料本身、环境和界面三方面考虑。材料防护技术主要方式:正确选用耐蚀材料和合理的结构设计；腐蚀环境的改善；表面防蚀处理；电化学保护等。本章主要介绍金属材料的防护。6.1金属的缓蚀腐蚀是公害，人们各种防护方法以避免或减轻金属腐蚀．其中之一是在腐蚀介质中添加某些少量的化学药品,这些少量的化学药品可以显著地阻止或减缓金属的腐蚀速度。即所谓缓蚀剂(corrosioninhibitor)。此方法与其

2、他防护方法相比有如下特点：1)不改变金属构件的性质和生产工艺；2)用量少，一般添加的质量分数在0.1％--1％之间可起到防蚀作用。3)方法简单，无需特殊的附加设备。缓蚀剂是工艺简便、成本低廉、适用性强的一种方法。广泛用于石油和天然气的开采炼制、机械、化工、能源等行业。1、缓蚀剂美国试验与材料协会的ASTM-G15-76《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中缓蚀剂定义为：缓蚀剂是一种当它以适当的浓度和形式存在于环境(介质)时可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物质。缓蚀剂的缓蚀效率(简称缓蚀率)定义

3、如下：Z=(V0–V)/V0×100%（6-1）V0—未加缓蚀刑时金属的腐蚀速度；V—加缓蚀剂时金属的腐蚀速度。V0、V单位：g/(m2h)，mg/(dm2d)，mm/a等缓蚀剂的缓蚀率Z愈大，则对体系的腐蚀抑制作用愈大。缓蚀效果与缓蚀剂种类、浓度有关，还与被保护体系的材料、介质、温度等有关。Z>90%良好缓蚀剂，Z=100%，全保护即无腐蚀其测量方法有重量法及电化学方法。重量法是最直接、最简便的方法。通过精确称量金属试样在浸入腐蚀介质(有、无缓蚀剂)前后重量变化来确定腐蚀速度的方法。(均匀腐蚀

4、)电化学法是实验室测量金属腐蚀速度的方法。根据获得的极化曲线利用电化学理论计算出Icorr和缓蚀效率。2、缓蚀剂缓蚀机理A按缓蚀剂的作用机理分类1)阳极型缓蚀剂。阳极型缓蚀剂大部分是氧化剂，如过氧化氧、重铬酸盐、铬酸盐、亚硝酸钠、硅酸盐等，常用于中性介质，供水设备、水冷系统等。2)阴极型缓蚀剂。又称阴极抑制型缓蚀剂。这类缓蚀剂能抑制阴极过程，增加阴极极化，从而使腐蚀电位负移，酸性溶液中加入As、Sb、Hg盐类，在阴极上析出As、Sb、Hg．可以提高阴极过电位、或者使活性阴极面积减少，从而控制腐蚀

5、速度。3)混合型缓蚀剂。又称混合抑制型缓蚀剂。混合型缓蚀剂即阻滞阳极过程，又阻滞阴极过程。这种缓蚀剂对Ecorr得影响较小。图6-1缓蚀剂缓蚀作用机理图6-2As对钢腐蚀速度的影响B、按缓蚀剂的性质分类1)氧化型缓蚀剂中性介质中添加适当的氧化性物质，它们在金属表面少量还原便能修补原来的覆盖膜，起到保护或缓蚀作用，这种氧化性物质可称为氧化型缓蚀剂。电化学测量表明它易促进腐蚀金属的阳极极化，也可称为钝化型缓蚀剂或钝化剂。中性介质钢铁常用Na2CrO4、NaNO2、Na2MoO4等都属于这种类型。危险

6、性的缓蚀剂。2)沉淀型缓蚀剂本身无氧化性，能与金属的腐蚀产物(Fe2+、Fe3+)或和共轭阴极反应的产物(一般是OH-)生成沉淀，因此也能有效地修补氧化物覆盖膜的缺陷。常称为沉淀型缓蚀剂。锌盐(与OH-产生沉淀)、磷酸盐类(形成FePO4)。必须有O2、NO2-或CrO42-等存在时才起作用。3)吸附型缓蚀剂易在金属表面形成吸附膜，从而改变金属表面性质，阻滞腐蚀过程。根据吸附机理又可分为物理吸附型(如胺类、硫醇和硫尿等)和化学吸附型(如吡啶衍生物、苯胺衍生物环状亚胺等)两类。钢铁在酸中常用的缓蚀

7、利，如硫尿、喹林、炔醇等衍生物．铜在中性介质中常用的缓蚀剂，如苯并三氮唑等C、按化学成分分类1)无机缓蚀剂无机缓蚀剂可以使金属表面发生化学变化，形成钝化膜以阻滞阳极溶解过程。如聚磷酸盐、铬酸盐、硅酸盐等。2)有机缓蚀剂有机缓蚀剂在金属表面上发生物理或化学的吸附,从而阻滞腐蚀性介质接近表面。如含N有机化合物,含S有机化合物以及胺基，醛基、咪唑化合物等。D、按使用时相态分类可分为气相缓蚀剂、液相缓蚀剂和固相缓蚀剂。E、按用途分类可分为冷却水缓蚀剂、锅炉缓蚀剂、石油化工缓蚀剂、酸洗缓蚀剂、油气井缓蚀剂

8、。3、缓蚀剂的应用A、石油工业中的应用1)油井缓蚀剂采油过程中，酸化处理工艺是油、气井一项常用的增产措施。用盐酸加氢氟酸、盐酸质量分数高达28%，采油设施的腐蚀也是相当严重的。常用有机化合物有：甲醛、咪唑及其衍生物、季胺盐类等．2)油罐用缓蚀剂。按用途不同分为三类。防油罐底部沉积水腐蚀用的水溶性缓蚀剂，无机缓蚀有亚硝酸盐，当水中含有硫化合物时可以用有机缓蚀苯甲酸铵；防与油层接触的金属腐蚀的油缓蚀剂，酰化肌氨酸及其衍生物；防油罐上部与空气接触金属腐蚀气相防锈剂，有亚硝酸二环己铵。3)输油管缓蚀剂。