金属腐蚀学金属腐蚀学 (26).ppt
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1、金属腐蚀学金属在自然环境下的腐蚀土壤腐蚀章节Chapter01土壤腐蚀01土壤腐蚀u金属在土壤中的腐蚀是金属的严重腐蚀问题之一。埋设在地下的各中金属构件,如开采井下设备,地下通信设备,金属支架,各种设备的底座、各种地下管道等都在不断的遭受土壤腐蚀,引起油、气、水外泄,停工停产,甚至水灾、环境污染等。土壤的性质和特点 土壤腐蚀的特征土壤腐蚀的几种形式 控制土壤腐蚀的技术措施 土壤的性质和特点01u土壤的组成土壤是由各种颗粒状的矿物质、有机物质及水分、空气和微生物等组成的多相并具有生物活性和离子导电性的多孔的毛细管胶体体系。u土壤中的水分土壤中的水分和盐类,使土壤成为电解质。土壤越干燥,含盐量越少
2、,其电阻越大;土壤越潮湿,含水量含盐量越多,电阻就越小。一般来说,土壤电阻率越小,腐蚀越严重。u土壤中的氧 部分存在于土壤的孔隙与毛细管中,部分溶解在水里。由于湿度和结构的不同,土壤中的含氧量可相差几万倍,造成氧浓差电池腐蚀。土壤腐蚀土壤的性质和特点01u土壤的酸碱性大多数土壤是中性的,其 pH值在6.07.5;u土壤中的微生物微生物腐蚀是指由微生物直接或间接的参与腐蚀过程引起金属的破坏,微生物腐蚀往往和电化学腐蚀同时发生。土壤是一种具有特殊性质的电解质。表现为多相性(固、气、液和微生物)、多孔性、导电性、不均匀性、相对固定性等特点。土壤腐蚀土壤腐蚀的特征01u大多数金属在土壤中的腐蚀都属于氧
3、去极化型电化学腐蚀,少数情况下(如在强酸性土壤中),发生氢去极化腐蚀。u(1)阳极过程u 在酸性土壤中,铁离子以水合物的状态溶解在土壤的水分中。Fe+nH2O =Fe2+nH2O+2eu 在中性或碱性土壤中,铁离子与氢氧根离子进一步反应生成氧化亚铁。Fe2+2OH-=Fe(OH)2u 氧化亚铁在氧和水的作用下,生成氢氧化铁。2Fe(OH)2+(1/2)O2+H2O =2Fe(OH)3土壤腐蚀土壤的性质和特点01u阴极过程u(1/2)O2+H2O+2e =2 OH-u氧的去极化还原过程。u水中溶解氧是有限的,因此,对土壤腐蚀起主要作用的是缝隙和毛细管中的氧。土壤的结构和湿度,对氧的流动有很大的影
4、响。u土壤腐蚀过程的控制因素有如下几种情况:潮湿土壤中微电池腐蚀时,主要是阴极控制;疏松、氧渗透率很大的干燥土壤中微电池腐蚀时,以阳极控制为主;长距离宏观电池腐蚀时,为阴极电阻混合控制或电阻控制。土壤腐蚀土壤腐蚀的形式01u(1)氧浓差电池腐蚀u当金属管道通过该结构不同和潮湿程度不同的土壤时(沙土和黏土),由于充气不均匀形成氧浓差电池的腐蚀,如图8.9所示。砂土中的金属管段,由于氧容易渗入,电位高而成为阴极;而处在粘土中的金属管段,由于缺氧,电位低而成为阳极,这样就构成了氧浓差腐蚀电池,因而使黏土中的金属管道段腐蚀加速。土壤腐蚀土壤腐蚀的形式01u(2)由于杂散电流引起的腐蚀u杂散电流是地下的
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