钢铁的腐蚀与防护.ppt

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1、钢铁的腐蚀与防护土木1304班1306010404主要内容金属腐蚀的危害和现状钢铁腐蚀的类型钢铁腐蚀的防护措施几种金属覆盖层腐蚀防护工艺腐蚀给人类带来的损失是很大的。据有关资料统计，世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备约相当于生产量的20%以上，一些发达国家由于金属腐蚀而造成的经济损失大约占国民经济总产值的2-4%。钢铁腐蚀后的影响，除了直接损耗以外，从钢结构受力分析，日本统计过这样的资料，在受力情况下钢结构被腐蚀后，若腐蚀1％，其强度下降10～15％。若双面腐蚀各达5％，其结构将报废。随着全球工业的发展，腐蚀的问题日

2、趋严重。就世界范围来说，虽然在控制污染和研究的工作在同时进行，防腐技术措施在不断发展，使腐蚀问题得到了一些缓解，但总的来说，金属的腐蚀仍十分严重。在金属腐蚀中，钢铁腐蚀是主要的，而在钢铁腐蚀中，海洋条件、潮湿气氛和工业密集地区的大气腐蚀占重要位置。和很多强介质腐蚀相比，虽然这类弱介质腐蚀的腐蚀强度相对较低，但因其量大面广，致使造成的损失和影响更为突出。金属腐蚀的危害和现状钢铁腐蚀的类型钢铁腐蚀类型化学腐蚀：（次要）与化学物质（如SO2、Cl2、O2等）发生氧化还原反应电化学腐蚀：（主要）跟电解质溶液，失电子，发生氧化还原

3、反应吸氧腐蚀析氢腐蚀发生条件：钢铁表面水膜溶有O2，极弱酸性或中性或碱性Fe2O3·xH2O(铁锈）Fe(OH)2O22H2OFe(OH)3电解质溶液能加强导电，加快腐蚀电化学腐蚀发生条件：钢铁表面水膜，呈较强酸性有H2析出Fe2+空气氧化OH--溶液pH↑Fe3+Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(铁锈）吸氧腐蚀析氢腐蚀发生条件反应方程式水膜弱酸性或中性或碱性吸附的水膜呈强酸性铁Fe-2e-=Fe2+碳O2+4e-+2H2O=4OH-铁Fe-2e-=Fe2+碳2H++2e-=H2↑钢铁腐蚀的防护措施1.有机涂层腐蚀防护

4、：目前国内外使用最多的钢铁结构件防腐方法是有机涂料涂装。涂装防腐主要基于隔离机理。其品种主要有过氯乙烯类、环氧树脂类、氯磺化聚乙烯类、聚氨酯类、氯化橡胶类、不饱和聚酯类、聚氟橡胶类、有机硅类,以及可用于地下的沥青焦油类等。有的还可交替搭配(如环氧煤焦油、含氟聚氯乙烯等)。2.无机非金属涂层腐蚀防护：以非金属元素氧化物或金属与非金属元素生成的氧化物为主体构成的覆盖层统称为无机非金属覆盖层。无机非金属覆盖层具有耐热、耐蚀和高绝缘性的优点，但由于其脆性大冲击韧性差在建筑结构的腐蚀防护中应用受限。3.金属覆盖层腐蚀防护:凡把一种

5、(或多种)金属通过一定的工艺方法牢固地附着在其他基体上，而形成几十微米乃至几个毫米以上的功能覆盖层称为金属覆盖层。钢结构用金属覆盖层大多为锌及其合金，常采用的工艺有电镀、热浸、喷涂、扩散和机械镀等。几种金属覆盖层腐蚀防护工艺机械镀锌：我国的机械镀工艺发展稍晚,只有几十年的历史,机械镀在工业上的成功应用是近几年的事情,目前国内在生产上成功应用的是机械镀锌工艺。机械镀锌的应用比较广泛,涉及到车辆制造业、电力电网、交通设施、建筑金具、小五金及农用设施等很多领域,一般工件长度应小于300mm,重量少于1kg。最适合机械镀的工件有

6、环链、螺栓、螺母、各种垫片、弹簧、自攻螺钉、射钉、水泥钉、膨胀钉、线路金具、管路联接件和高强度紧固件等电镀：电镀是将材料或部件放入含有镀层金属离子的溶液中，以镀件作为阴极，通以电流，使溶液中的金属离子在镀件表面放电、结晶，并沉积成镀层。电镀层与基材是机械结合，其优点是容易控制镀层厚度，能比较容易地实现单面镀或差厚镀，可广泛用于获得Cu、Zn、Cr、Ni及其合金镀层。对于钢铁工业来说，电镀锌和电镀锡是两类最重要的产品。我国的电镀锌钢结构和富锌涂料都是在近几年开始大量使用的。电镀锌钢结构主要应用在塔机防腐工程中,塔机用钢结构

7、表面采用无氨、无氰溶液镀锌以及镀锌层经钝化处理后,不仅具有良好的电化学保护作用,而且还能使其镀锌层的耐中性盐雾的腐蚀性能得到很大的提高,从而极大地延长塔机用钢结构的使用寿命。此外，电镀锌还被广泛用作有机涂料的底层，如汽车的车底、电冰箱的外壳，在电镀锌层的上面，喷一层有机涂料，即耐蚀又美观。热喷涂工艺：利用不同的热源，将材料溶化、雾化后，高速堆积到基体表面，形成一定厚度的金属附着层。按照使用热源的不同．将热喷涂分为：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和爆炸喷涂。根据使用材料的形状不同又可分为：线材喷涂和粉末喷涂。用于防腐目的的

8、热喷涂方法主要是线材电弧喷涂和线材火焰喷滁。比较二者，各有长处．前者喷涂生产率和能源利用率较高、涂层结合强度大、操作简便，适用于大的平面结构施工。后者操作灵活，便于对边角或几何形状复杂的构件进行喷涂。此外，激光喷涂、高频感应喷涂等工艺方法也在发展使用中。用于防腐目的的热喷涂涂层主要是锌涂层、铝涂层、锌合金及铝合金涂层