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篇1

關(guān)鍵詞：不銹鋼；腐蝕；電化學(xué)腐蝕；防護(hù)方法

中圖分類號：TF764+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

不銹鋼的不銹特性是由于鋼板表面特殊的鈍化保護(hù)膜，首先簡單介紹一下不銹鋼的耐蝕機(jī)理，即鈍化膜理論。 所謂鈍化膜就是在不銹鋼表面有一層以Cr(鉻)與氧結(jié)合的Cr2O3 （三氧化二鉻）為主的薄膜它是在金屬表面形成厚度約100萬分之?dāng)?shù)mm的非動(dòng)態(tài)皮膜。由于這個(gè)薄膜的存在使不銹鋼基體在各種介質(zhì)中腐蝕受阻，這種現(xiàn)象稱為鈍化。這種鈍化膜的形成有兩種情況，一種是不銹鋼本身就有自鈍化的能力，這種自鈍化能力隨鉻含量的提高而加強(qiáng)。另一種較廣泛的形成條件是不銹鋼在各種水溶液（電解質(zhì)）中，在被腐蝕的過程中形成鈍化膜而使腐蝕受阻。 不銹鋼對比炭鋼或鋁耐蝕性突出優(yōu)秀，但不是像金或者鉑金那樣絕對不生銹的金屬。因此研究其電化學(xué)腐蝕性能具有很重要的意義。

不銹鋼常見的腐蝕類型

不銹鋼的鈍性賦予它極好的耐蝕性，在某些特殊條件下鈍性的破壞可導(dǎo)致嚴(yán)重的局部腐蝕。常見的不銹鋼腐蝕可分為兩大類[1,2]，即均勻腐蝕和局部腐蝕，后者還可細(xì)分為晶間腐蝕，點(diǎn)腐蝕，縫隙腐蝕，應(yīng)力腐蝕破裂等。

1.1均勻腐蝕是一種最常見的腐蝕形式，由于侵蝕均勻并可預(yù)測，因而這類腐蝕的危險(xiǎn)性最小，均勻腐蝕的程度取決于鋼種和介質(zhì)條件。

1.2晶間腐蝕是一種局部的選擇性的自晶界區(qū)發(fā)生的腐蝕，它使晶粒之間的結(jié)合力受到破壞，不易被察覺，特別是不銹鋼類材料，即使晶界腐蝕已發(fā)展到相當(dāng)嚴(yán)重的程度，其表觀仍保持光亮無異的原態(tài)。

1.3點(diǎn)腐蝕是一種外觀隱蔽而破壞性大的局部腐蝕，雖然因點(diǎn)蝕而損失的金屬重量很小，但若連續(xù)發(fā)展，能導(dǎo)致腐蝕穿孔直至整個(gè)設(shè)備失效。造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至產(chǎn)生危害性更大的事故。

1.4縫隙腐蝕是在電解液中由于不銹鋼與金屬或非金屬間存在極狹窄的縫隙,使有關(guān)物質(zhì)的遷移受到阻抑形成濃差電池而在縫隙內(nèi)或其近旁產(chǎn)生的局部腐蝕縫隙腐蝕可在多種介質(zhì)中發(fā)生,但在氯化物溶液中最為嚴(yán)重。在海水中,縫隙腐蝕通常是由于縫內(nèi)氧含量較低和周圍溶液中氧含量較高形成氧濃差電池所致。這時(shí)縫間成為陽極，而縫邊金屬表面成為陰極。

1.5應(yīng)力腐蝕破裂是指材料在外加或殘余應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下產(chǎn)生的破壞,破壞形態(tài)是裂紋、裂縫直至斷裂。

1.6除了上述幾種腐蝕形式,不銹鋼還可能發(fā)生電偶腐蝕、腐蝕疲勞裂紋、磨損腐蝕等。

極化曲線

不銹鋼在溶液中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的根本原因是溶液中含有能使該種不銹鋼氧化的物質(zhì)，即腐蝕過程的去極化劑[3]。陰極的去極化還原反應(yīng)與陽極的金屬氧化反應(yīng)共同組成整個(gè)腐蝕過程。顯然，沒有陰極反應(yīng)，陽極反應(yīng)就不能進(jìn)行，金屬就不會(huì)發(fā)生腐蝕。

以氫離子作為去極化劑的腐蝕過程稱為氫離子去極化過程，簡稱氫去極化腐蝕，亦稱析氫腐蝕，這是常見的危害性較大的一類腐蝕。以氧作為去極化劑的腐蝕過程，稱為氧去極化腐蝕，亦稱吸氧腐蝕，這是自然界普遍存在因?yàn)槠茐男宰畲蟮囊活惛g。

從熱力學(xué)已知，金屬在腐蝕介質(zhì)中能發(fā)生電化學(xué)腐蝕的必要條件是該金屬的平衡電極電位比氫的平衡電極電位低，即Ee，M

如果在腐蝕電池中，陽極的電位比氫的平衡電位還正，陰極電位必然會(huì)比氫的平衡電位更正，那么腐蝕電位ER必定比氫平衡電位也正，所以氫氣不能作為該腐蝕電池的陰極。當(dāng)陽極電位比氫的平衡電位負(fù)時(shí)，則腐蝕的電位ER才有可能比氫的平衡電位負(fù)，才有可能放氫而實(shí)現(xiàn)氫去極化。因此氫的平衡電位是一個(gè)重要的基準(zhǔn)，酸性越強(qiáng)，氫離子濃度越高(pH值越小)，其氫的平衡電位(EH越正)。氫的平衡電位越正和陽極電位越負(fù)，對于氫去極化腐蝕可能性的增加具有等效作用。

在中性介質(zhì)中，氧去極化過程必然伴隨著氧的消耗。常常把氧去極化腐蝕稱之為吸氧腐蝕。在各種可能的陰極去極化反應(yīng)中，以氧去極化過程最為重要，并且較為普遍。一般實(shí)際腐蝕問題中以氧去極化(吸氧腐蝕)腐蝕占有相當(dāng)大的比例。例如淡水、海水、潮濕大氣和土壤中只要有氧氣就有吸氧腐蝕。

不銹鋼腐蝕的防護(hù)方法

不銹鋼防腐蝕的方法很多，主要有改善不銹鋼的本質(zhì)，把不銹鋼與腐蝕介質(zhì)隔開，或?qū)饘龠M(jìn)行表面處理，改善腐蝕環(huán)境以及電化學(xué)保護(hù)等。在不銹鋼中添加合金元素，提高其耐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如在不銹鋼表面覆蓋各種保護(hù)層，把被保護(hù)不銹鋼與腐蝕性介質(zhì)隔開，是防止不銹鋼腐蝕的有效方法。同時(shí)還可以通過磷化處理和熱處理等方法提高不銹鋼的耐蝕性。也可以在不銹鋼表面涂上一層非金屬涂層或者金屬涂層。改善環(huán)境對減少和防止腐蝕有重要意義。電化學(xué)保護(hù)法是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。

討論

為了提高不銹鋼的電化學(xué)腐蝕性能，可以通過電化學(xué)腐蝕加速試驗(yàn)來評價(jià)。電化學(xué)在理論、技術(shù)和裝置上的不斷革新與創(chuàng)造，使得它比以往任何時(shí)候更具有對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中各種問題進(jìn)行挑戰(zhàn)的能力。在全球環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的今天，電化學(xué)及其技術(shù)將同顯其重要作用。腐蝕電化學(xué)過程有以下特點(diǎn)：可自動(dòng)控制、經(jīng)濟(jì)合算。腐蝕電化學(xué)分析方法是儀器分析的一個(gè)分支，隨著科研的發(fā)展，對分析方法的靈敏度、選擇性、自控等各個(gè)方面都提出了很高的要求，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：分析速度快、多種方法測量、儀器簡單、經(jīng)濟(jì)、易微型化、需要試樣的量較少、易于操作控制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王正蕉,吳幼林等.不銹鋼.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1991,28-37, 43-54, 100-151, 227-245.

篇2

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關(guān)鍵詞： 吸氧腐蝕；析氫腐蝕；手持技術(shù)；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

文章編號：1005?6629（2014）3?0052?03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

金屬的電化學(xué)腐蝕是在原電池內(nèi)容的基礎(chǔ)上所展開的，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)以及難點(diǎn)內(nèi)容。鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕是一個(gè)緩慢的氧化過程，盡管傳統(tǒng)的對比實(shí)驗(yàn)已進(jìn)行了較多的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)來縮短反應(yīng)時(shí)間，使反應(yīng)現(xiàn)象更加明顯，但是只能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出定性的分析，仍無法將二者定量地反映出來，不利于學(xué)生理解析氫腐蝕、吸氧腐蝕的概念。由于在金屬的析氫腐蝕、吸氧腐蝕的過程中，不僅伴隨著物質(zhì)濃度的變化，而且還伴隨著壓強(qiáng)的改變，因此我們可以借助于電子傳感器捕捉化學(xué)反應(yīng)過程中的細(xì)微變化，利用手持技術(shù)對金屬的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和補(bǔ)充，從而幫助學(xué)生正確理解析氫腐蝕與吸氧腐蝕的概念，解決學(xué)生的迷思概念問題。

1 實(shí)驗(yàn)原理

不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。當(dāng)在鋼鐵表面形成的電解質(zhì)溶液薄膜呈酸性時(shí)發(fā)生析氫腐蝕[1]，反應(yīng)如下：

負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+（氧化反應(yīng)）

正極：2H++2e-=H2（還原反應(yīng)）

總反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2

當(dāng)在鋼鐵表面形成的電解質(zhì)溶液薄膜呈中性或酸性很弱，且溶有一定量的氧氣時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，反應(yīng)如下：

負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+（氧化反應(yīng)）

正極：2H2O+O2+4e-=4OH-（還原反應(yīng)）

總反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

進(jìn)一步反應(yīng)：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，

2Fe（OH）3=Fe2O3?xH2O+（3-x）H2O

根據(jù)上述原理，本實(shí)驗(yàn)主要利用氧氣傳感器和壓強(qiáng)傳感器測定反應(yīng)過程中壓強(qiáng)變化和氧氣濃度變化，并利用pH傳感器測定吸氧腐蝕反應(yīng)前后溶液的pH。通過計(jì)算機(jī)和數(shù)字采集器收集數(shù)據(jù)、繪制曲線，并通過相應(yīng)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

2 實(shí)驗(yàn)用品與儀器

炭粉、還原鐵粉、2 mol/L鹽酸溶液、2 mol/L醋酸溶液、2 mol/L氯化鈉溶液[2，3]、橡皮塞、乳膠管、導(dǎo)氣管、止水夾、三口燒瓶。

本實(shí)驗(yàn)采用pasco公司的數(shù)字采集器、datastudio數(shù)據(jù)采集軟件、氧氣傳感器以及壓強(qiáng)傳感器。

（1）用USB數(shù)據(jù)線將計(jì)算機(jī)與數(shù)字采集器連接起來。

（2）將氧氣傳感器、壓強(qiáng)傳感器連接到數(shù)據(jù)采集器上。

（3）三口瓶的左端接入帶止水夾導(dǎo)氣管的單孔膠塞（以便調(diào)節(jié)內(nèi)外壓平衡），中間用單孔膠塞將三口瓶與氧氣傳感器連接，右端用單孔膠塞將壓強(qiáng)傳感器與三口瓶連接。

4 實(shí)驗(yàn)過程

4.1 在中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕

（1）取下三口瓶，用滴管滴取2 mol/L的氯化鈉溶液，均勻的潤濕三口燒瓶的內(nèi)壁2～3次，將炭粉和鐵粉的混合物加入到三口瓶中，沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使炭粉和鐵粉的混合物均勻地粘附在三口燒瓶的內(nèi)壁上[4，5]，迅速地塞緊各個(gè)單孔膠塞，打開止水夾調(diào)節(jié)內(nèi)外壓平衡后，關(guān)閉止水夾。

（2）數(shù)據(jù)圖像縱軸選擇O2濃度（%）（體積分?jǐn)?shù)），橫軸選擇時(shí)間，開啟儀器采集數(shù)據(jù)，采集氧氣濃度和壓強(qiáng)變化情況（見圖2、圖3）。

（3）保存數(shù)據(jù)。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論：通過圖2可以看出，本次測量中，瓶內(nèi)空氣中氧氣濃度為21.0%，50s后為20.8%，500s后為20.0%，氧氣的濃度在不斷地緩慢減少，利用氧氣傳感器可使我們在較短時(shí)間內(nèi)看出變化趨勢。通過圖3可以看出，此時(shí)瓶內(nèi)初始測量壓強(qiáng)為100957Pa（由于加完試劑塞緊膠塞等過程中瓶內(nèi)的反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行，所以導(dǎo)致瓶內(nèi)初始的測量壓強(qiáng)略小于理論壓強(qiáng)值），隨著氧氣濃度的減小，壓強(qiáng)也在下降，50s后瓶內(nèi)壓強(qiáng)降為100699Pa，10min內(nèi)瓶內(nèi)壓強(qiáng)共下降了1080Pa。但是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，我們可以發(fā)現(xiàn)，氧氣濃度的下降量不僅是由于吸氧腐蝕的發(fā)生而造成的，在后續(xù)的反應(yīng)中，氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵的過程中也消耗了部分氧氣，所以緊靠氧氣濃度的變化還不足以完全說明是否發(fā)生了吸氧腐蝕。因此，我們還通過pH傳感器檢測pH的變化來證明確實(shí)發(fā)生了吸氧腐蝕。經(jīng)檢測，如圖4所示，反應(yīng)前溶液的pH為6.8，反應(yīng)后經(jīng)過濾，測得濾液的pH為9.5，正是由于吸氧腐蝕的發(fā)生，從而造成了三口瓶內(nèi)溶液pH的升高。由此可以得出，在中性條件時(shí)主要發(fā)生吸氧腐蝕，而且吸氧腐蝕是緩慢進(jìn)行的。

4.2 酸性較弱條件下同時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕

4.2.1 定性實(shí)驗(yàn)

取一支小試管，滴入5 mL 2 mol/L的醋酸溶液，加入適量炭粉和鐵粉的混合物，靜置一段時(shí)間后，觀察現(xiàn)象。

4.2.2 定量實(shí)驗(yàn)

（1）取下三口瓶，用滴管滴取2 mol/L的醋酸溶液，均勻的潤濕三口燒瓶的內(nèi)壁2～3次，將炭粉和鐵粉的混合物加入到三口瓶中，沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使炭粉和鐵粉的混合物均勻地粘附在三口燒瓶的內(nèi)壁上，迅速地塞緊各個(gè)單孔膠塞，打開止水夾調(diào)節(jié)內(nèi)外壓平衡后，關(guān)閉止水夾。

（2）數(shù)據(jù)圖像縱軸選擇O2濃度（%）（體積分?jǐn)?shù)），橫軸選擇時(shí)間，開啟儀器采集數(shù)據(jù)，采集氧氣濃度和壓強(qiáng)變化情況（見圖5、圖6）。

（3）保存數(shù)據(jù)。

4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

由于沒有直接測量氫氣濃度的傳感器，本實(shí)驗(yàn)中采取測量容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化和觀察小試管內(nèi)金屬與弱酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法來說明氫氣濃度的變化。

定性觀察可見，小試管內(nèi)有氣泡冒出，可以斷定容器內(nèi)有析氫腐蝕發(fā)生。

在定量研究中，如圖5所示，當(dāng)電解質(zhì)溶液為醋酸溶液時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氧氣濃度逐漸緩慢減少，說明瓶內(nèi)消耗了部分氧氣，可知有吸氧腐蝕發(fā)生；如圖6所示，在10min內(nèi)，瓶內(nèi)壓強(qiáng)由起始的101075Pa下降到100626Pa，共下降了449Pa。正是由于三口瓶內(nèi)同時(shí)發(fā)生了吸氧腐蝕和析氫腐蝕，所以導(dǎo)致了瓶內(nèi)壓強(qiáng)的下降幅度小于實(shí)驗(yàn)1中壓強(qiáng)的下降幅度。由此可以看出，當(dāng)電解質(zhì)溶液為弱酸條件時(shí)，析氫腐蝕和吸氧腐蝕同時(shí)發(fā)生。

4.3 酸性較強(qiáng)條件下以析氫腐蝕為主

（1）取兩支試管，各加入5 mL 2 mol/L的鹽酸溶液和等量的0.22 g鐵粉，再向其中一支試管中加入少量的炭粉，將兩支試管同時(shí)連接上兩個(gè)壓強(qiáng)傳感器，得到如下數(shù)據(jù)：

（2）僅將實(shí)驗(yàn)1中的“2 mol/L的氯化鈉溶液”改為“2 mol/L鹽酸溶液”，其他操作步驟與實(shí)驗(yàn)1完全相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8、圖9所示：

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論：在較短的時(shí)間內(nèi)可明顯地觀察到步驟（1）中兩支試管內(nèi)均有氣泡冒出。由圖7可知，鐵粉和鹽酸反應(yīng)發(fā)生化學(xué)腐蝕，試管內(nèi)壓強(qiáng)在60s內(nèi)上升了4288Pa，而加入炭粉后，試管內(nèi)壓強(qiáng)值始終大于不加炭粉的試管的壓強(qiáng)值，且壓強(qiáng)上升得更高，在60s內(nèi)上升了7316Pa，這說明加了炭粉的試管不僅僅發(fā)生了化學(xué)腐蝕，還發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，即析氫腐蝕。從圖8和圖9可以看出，在實(shí)驗(yàn)過程中，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不斷上升，50s內(nèi)壓強(qiáng)便上升了2435Pa，600s內(nèi)上升了11244Pa，可知有氫氣生成，瓶內(nèi)總的分子數(shù)增加，但是由于瓶內(nèi)氧氣的分子數(shù)不變，所以氧氣的體積濃度也呈略微的下降趨勢。再結(jié)合步驟（1）中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，可以得出，在酸性較強(qiáng)的條件下，電化學(xué)腐蝕主要以析氫腐蝕為主，且腐蝕速度快于吸氧腐蝕。

5 實(shí)驗(yàn)小結(jié)

通過設(shè)計(jì)三組演示實(shí)驗(yàn)，利用氧氣傳感器和壓強(qiáng)傳感器可便捷地測定實(shí)驗(yàn)過程中氧氣濃度和壓強(qiáng)的微弱變化以及吸氧腐蝕中溶液pH的變化，明確提出金屬鐵的電化學(xué)腐蝕是一個(gè)緩慢的氧化過程。酸性較強(qiáng)條件下以析氫腐蝕為主，在中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，在弱酸性條件下，析氫腐蝕和吸氧腐蝕是同時(shí)發(fā)生的。在一組比較化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕反應(yīng)速率的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，說明應(yīng)用現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)手段可以讓學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)有一個(gè)更全面、更深刻的認(rèn)識。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋心琦主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書?化學(xué)反應(yīng)原理（選修4）[M].北京：人民教育出版社，2007：84.

[2]陶俞佳，李桂林.吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（6）：26～27.

[3]雷和平，劉英麗.鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].化學(xué)教育，2009，（8）：49～50.

篇3

關(guān)鍵詞： 電化學(xué)腐蝕 金屬材料 電化學(xué)測試

電化學(xué)腐蝕比其他類型的腐蝕破壞更為常見，對金屬是極其危險(xiǎn)的。它可能發(fā)生在氣體環(huán)境中，這時(shí)濕氣凝結(jié)在金屬表面上(大氣腐蝕)；可能發(fā)生在土壤中(上墳腐蝕)和溶液中(液體腐蝕)。電化學(xué)腐蝕是受電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)支配的。其速度可根據(jù)法拉第定律測定。電化學(xué)腐蝕的一個(gè)特殊情況是電腐蝕，即由外電流引起的腐蝕。除去不溶性陽極的破壞以外，電腐蝕還包括有導(dǎo)電液體波過的管道的腐蝕和電解槽壁及地下金屬結(jié)構(gòu)在由探露電線來的直流電影響下的溶解(漫沈腐蝕)。這種漫流可能在金屬結(jié)構(gòu)的兩個(gè)部分之間建立電位若，其一部分內(nèi)某外電源接受電流(別極區(qū)域)，另一部分則起陽極作用(陽極區(qū)域)，即被破壞的陽極部分，因此電流流入周圍的離子導(dǎo)電介質(zhì)。按照伴隨電化學(xué)腐蝕的破壞方式，腐蝕分為影響金屬全部表面的一股腐蝕和局限于金屬表面一定部分的局部腐蝕。在后一種情況下腐蝕可能導(dǎo)致斑點(diǎn)(破蝕)或凹坑(小扎)。此腐蝕可能涉及合金中一種單獨(dú)金屆成分的晶粘(揮發(fā)性腐蝕)，可能穿透所有晶粒因而形成一些狹窄的縫隙(橫品腐蝕)或者可能集中在晶粗邊界上進(jìn)行(粒間腐蝕成品間腐蝕)。新化學(xué)腐蝕的速度和特征主要決定于金屬的本性及其環(huán)境。按照在一種特殊介質(zhì)中的腐蝕速度，金屬可分為穩(wěn)定金屬和不穩(wěn)定金屬。根據(jù)一個(gè)給定介質(zhì)腐蝕金屬的速度，可以確定它是腐蝕性的或非腐蝕性的介質(zhì)。目前已經(jīng)提出了各種不同的常規(guī)標(biāo)度來估計(jì)金屬的耐腐蝕性和介質(zhì)的腐蝕性。

電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的區(qū)別在于電化學(xué)腐蝕是金屬表面與離子導(dǎo)電的介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的腐蝕。其腐蝕歷程包括兩個(gè)相對獨(dú)立且又同時(shí)進(jìn)行的氧化和還原過程，故反應(yīng)過程中伴隨有電流流過。

化學(xué)腐蝕是金屬表面與非電解質(zhì)溶液直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的腐蝕。其反應(yīng)歷程的特點(diǎn)是：在一定條件下，非電解質(zhì)中的氧化劑直接與金屬表面的原子作用而形成腐蝕產(chǎn)物。在腐蝕過程中，電子的傳遞在金屬與氧化劑之間直接進(jìn)行，沒有電流產(chǎn)生。

下面我們以變電站的接地網(wǎng)為例來用電化學(xué)法測試法研究金屬材料的耐腐蝕性。在我國，由于資源、經(jīng)濟(jì)等原因，變電站接地網(wǎng)所用的材質(zhì)主要為普通碳鋼。接地網(wǎng)腐蝕通常呈現(xiàn)局部腐蝕形態(tài)，發(fā)生腐蝕后接地網(wǎng)碳鋼材料變脆、起層、松散，甚至發(fā)生斷裂。無論在鹽堿性土壤中還是在一般性土壤中，接地網(wǎng)的碳鋼試片腐蝕都是非常嚴(yán)重的，其表面有許多局部腐蝕坑，試片邊緣也不完整。

腐蝕是接地體事故擴(kuò)大的一個(gè)主要原因。因?yàn)閷τ谶\(yùn)行多年的接地網(wǎng)而言，腐蝕性土壤環(huán)境中的電化學(xué)腐蝕及電網(wǎng)設(shè)備等運(yùn)行中的泄流造成的腐蝕使得接地體截面減小，甚至斷裂，造成接地性能不良，不能滿足熱穩(wěn)定性的要求，所以電路電流將會(huì)燒壞接地網(wǎng)，使得變電站內(nèi)出現(xiàn)高電位差，造成其他主設(shè)備的毀壞事故，還會(huì)危及人身安全。由于接地網(wǎng)埋設(shè)在地下，一旦腐蝕嚴(yán)重到使接地網(wǎng)的接地電阻不合格，甚至局部斷裂時(shí)，對接地網(wǎng)的翻修改造是相當(dāng)費(fèi)勁和困難的，費(fèi)用也是巨大的，因此防止接地網(wǎng)腐蝕，保證接地性能的穩(wěn)定性，延長接地網(wǎng)的使用壽命，是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所迫切需要解決的課題。

對于接地網(wǎng)防腐蝕的研究，目前國內(nèi)主要有兩條路線。一是研制耐蝕性能優(yōu)良而且經(jīng)濟(jì)性好的導(dǎo)電材料以取代目前普遍使用的碳鋼；二是采用電化學(xué)保護(hù)技術(shù)以減緩正在服役的接地網(wǎng)的腐蝕速度，延長使用壽命。

由于接地網(wǎng)土壤腐蝕是一個(gè)緩慢過程，因此為了能快速優(yōu)選出所需的材料，在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了電化學(xué)測試，試驗(yàn)測試方法包括極化曲線、交流阻抗和動(dòng)電位掃描。由于變電站接地網(wǎng)要承受雷電流及電網(wǎng)不平衡電流的泄流作用，因此在對材料進(jìn)行篩選時(shí)必須了解材料的耐電解電流腐蝕的性能，在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了材料的電解試驗(yàn)。試驗(yàn)所用土壤介質(zhì)的理化性質(zhì)分析結(jié)果，其自腐蝕電位-688mV。根據(jù)德國DIN 50929土壤腐蝕性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)該土壤為腐蝕性土壤。試驗(yàn)所篩選的材料為2種稀土鋼材（CL4和CL5）及3種常見表面處理的合金鋼（CL1、CL2和CL3）。為了便于對比，試驗(yàn)還使用了普通碳鋼及鍍鋅鋼。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室初步試驗(yàn)的結(jié)果，在變電站現(xiàn)場土壤中埋置了一定數(shù)量的材料試片，以了解材料在變電站土壤現(xiàn)場中的耐蝕性能。

在實(shí)驗(yàn)過程中了進(jìn)行極化曲線測試、交流阻抗測試和電解測試。從極化曲線測試試驗(yàn)的結(jié)果可以看出，在這些土壤介質(zhì)中，材料CL1、CL2的腐蝕速率較其他材料低，其耐蝕性能較好。而從交流阻抗測試試驗(yàn)結(jié)果可以看出，材料CL1、CL2的阻抗值明顯高于其他材料，比普通碳鋼高出2個(gè)數(shù)量級。材料CL4、CL5的耐蝕性能與普通碳鋼差不多，甚至有時(shí)還不如普通碳鋼。從電解測試試驗(yàn)結(jié)果可以看出，鍍鋅鋼耐電流電解腐蝕性能較差，材料CL1和CL2的耐電流電解腐蝕性能較好，其耐蝕性能比普通碳鋼要高得多。電解結(jié)束后觀察材料表面可以看出，鍍鋅鋼表面的鍍層出現(xiàn)了局部剝離現(xiàn)象，而其他材料表面均沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

為了更好地研究金屬材料的耐腐蝕性，還進(jìn)行了現(xiàn)場埋置試驗(yàn)。不同材料制作的試片在變電站現(xiàn)場土壤中埋置500天后挖出，經(jīng)過表面處理后測定材料的腐蝕速率，結(jié)果可見，材料CL1和CL2的腐蝕速率較碳鋼及鍍鋅鋼要小得多。同種材料，當(dāng)與接地網(wǎng)連接時(shí)其腐蝕速率高于接地網(wǎng)不連接時(shí)的腐蝕速率，原因是與接地網(wǎng)連接的試片除了要受到土壤自然腐蝕作用外，還要受到變電站接地網(wǎng)泄流時(shí)的電流電解腐蝕。在變電站土壤現(xiàn)場埋置試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，與接地網(wǎng)連接的鍍鋅鋼材料在不到1年時(shí)間其表面鍍鋅層就已經(jīng)被電解腐蝕掉，未與接地網(wǎng)連接的鍍鋅鋼材料其表面鍍鋅層卻完好。從現(xiàn)場埋置材料試片測定的腐蝕速率結(jié)果也可以看出，鍍鋅鋼用作接地網(wǎng)材料時(shí)其耐蝕性能較普通碳鋼沒有多大提高，因此用鍍鋅鋼材料來延長接地網(wǎng)使用壽命意義不大。

由此我們可以得出以下結(jié)論。

（1）在土壤腐蝕性較嚴(yán)重的地區(qū)，為了延長接地網(wǎng)使用壽命，在設(shè)計(jì)時(shí)往往考慮采用鍍鋅鋼。其防腐蝕的原理是鋅的腐蝕電位較普通碳鋼的低，在土壤介質(zhì)中鋅優(yōu)先被腐蝕掉從而保護(hù)了普通碳鋼，達(dá)到延長碳鋼使用壽命的目的。在沒有電流作用下，鍍鋅鋼的使用壽命的確較長，在變電站土壤現(xiàn)場埋置試驗(yàn)的結(jié)論也是如此。但是作為接地材料，由于其要受到接地電流的作用，鍍鋅鋼表面的鍍鋅層很快就會(huì)被電解掉，因而鍍鋅鋼對延長接地網(wǎng)的使用壽命實(shí)際作用不大。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室電化學(xué)測試的結(jié)果可知，無論是在土壤浸出液中還是在土壤泥漿中，材料CL2的耐蝕性能都較其他材料的耐蝕性能好，是普通碳鋼耐蝕性能的5—7倍。

（3）經(jīng)試驗(yàn)測試表明，材料CL1和CL2的耐蝕性能較普通碳鋼要強(qiáng)得多，這對于延長變電站接地網(wǎng)的使用壽命，確保接地網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重大意義。同時(shí)考慮材料的經(jīng)濟(jì)性及來源等因素，推薦用非銅質(zhì)材料CL2替代普通碳鋼用于接地網(wǎng)防腐蝕。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：化工機(jī)械；防腐蝕；原因；設(shè)計(jì)；電化學(xué)腐蝕

所渭腐蝕是由化學(xué)或化學(xué)作用使物體消耗或破壞。是指金屬設(shè)備零部件在接觸介質(zhì)(大氣、水或含有酸、堿、鹽的溶液等)的化學(xué)或電化學(xué)的作用下及機(jī)械的物理等作用下,發(fā)生形狀、尺寸等變化而引起的破壞,這種破壞在化工生產(chǎn)中是非常普遍的。腐蝕是指金屬與環(huán)境間的物理―化學(xué)相互作用，使金屬性能發(fā)生變化，導(dǎo)致金屬、環(huán)境及其構(gòu)成系統(tǒng)功能受到損傷的現(xiàn)象。

化工機(jī)械設(shè)備腐蝕是自發(fā)的普遍現(xiàn)象，機(jī)械設(shè)備被腐蝕后，在外形、色澤及機(jī)械性能方面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備被破壞以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，企業(yè)受到巨大損失。研究腐蝕機(jī)理，采取防護(hù)措施，提高防腐能力，對化工企業(yè)有著十分重重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一 腐蝕的原因和種類

1 腐蝕的原因

金屬本身的組成和結(jié)構(gòu)是銹蝕的根據(jù)；外界條件（如：溫度、濕度、與金屬接觸的物質(zhì)）是促使金屬銹蝕的客觀因素。在工業(yè)企業(yè)特別是化工企業(yè)的環(huán)境介質(zhì)中，含有大量的SO2、CO2、H2S、氫氧化物、鹽霧、硫化物、鹵化物等有害物質(zhì)，有些環(huán)境還伴有高溫和潮濕等，在這些因素的綜合影響下，金屬便與這些有害物質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成腐蝕。

2 腐蝕的種類

2.1 按腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理分類

（1）化學(xué)腐蝕。金屬表面與其周圍的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種新的物質(zhì)（氧化物）從而使金屬受到破壞。這類腐蝕主要以高溫干燥環(huán)境下的金屬與腐蝕介質(zhì)直接發(fā)生反應(yīng)的形式發(fā)生。

（2）電化學(xué)腐蝕。金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過電極反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)是一種氧化―還原反應(yīng)，這類腐蝕主要發(fā)生在潮濕環(huán)境中。

2.2 按腐蝕產(chǎn)生的原因及表象分類

按腐蝕產(chǎn)業(yè)的原因及表象可分為：高溫氧化腐蝕、剝層腐蝕、點(diǎn)狀腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕、疲勞腐蝕、電化學(xué)腐蝕、焊接應(yīng)力腐蝕、振動(dòng)磨損腐蝕、工業(yè)大氣腐蝕、海洋大氣腐蝕等。

對化工行業(yè)來說，機(jī)械設(shè)備的腐蝕以電化學(xué)腐蝕、焊接應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕及疲勞腐蝕為主，特別是電化學(xué)腐蝕最為嚴(yán)重，多種腐蝕的結(jié)果最終均導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕發(fā)生。

二 腐蝕產(chǎn)生的化學(xué)機(jī)理

1 電化學(xué)腐蝕機(jī)理

金屬的電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與離子導(dǎo)電介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞。任何一種按電化學(xué)機(jī)理進(jìn)行的腐蝕反應(yīng)至少包含有一個(gè)陽極反應(yīng)和一個(gè)陰極反應(yīng)，并以流過金屬內(nèi)部的電子流和介質(zhì)中的離子流聯(lián)系在一起。陽極反應(yīng)是金屬離子從金屬轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中并放出電子的過程，即陽極氧化過程。相對應(yīng)的陰極反應(yīng)是介質(zhì)中氧化劑組分吸收來自陽極的電子的還原過程。碳鋼在酸中腐蝕時(shí)，在陽極區(qū)Fe被氧化為Fe離子，所放出的電子自陽極（Fe）流至鋼中的陰極（Fee）上，被離子吸收而還原成氫氣，其反應(yīng)式為：Fe+2H- Fe +H2，這種電化學(xué)腐蝕機(jī)理實(shí)質(zhì)上是一個(gè)在金屬內(nèi)部形成的短路原電池，即電子回路短接，電流不對外做功，電子自耗于腐蝕電池內(nèi)陰極的還原反應(yīng)中。可見促進(jìn)金屬陽極的離子化，即可加劇腐蝕速度。

2 工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理

在工業(yè)污染較重的地區(qū)，空氣中含有高濃度的SO2、CO2、H2S、鹵化物、硫化物及鹽等揮發(fā)物和工業(yè)粉塵等腐蝕性介質(zhì)，這些介質(zhì)物中的酸性氣體在潮濕的條件下與水化合生成無機(jī)酸。鐵質(zhì)合金在這種介質(zhì)中，會(huì)發(fā)生一系列連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致鋼材嚴(yán)重?fù)p壞。鋼材在工業(yè)大氣中的腐蝕是直接化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的結(jié)合，工業(yè)大氣腐蝕以SO2的腐蝕最為嚴(yán)重，因?yàn)镾O2可形成酸雨，起到催化劑的作用。從化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)來看，都是金屬原子失去電子變成離子的氧化過程。區(qū)別在于化學(xué)腐蝕只是金屬與周圍介質(zhì)在高溫干燥條件下直接進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，而電化學(xué)腐蝕的氧化過程則是發(fā)生在潮濕介質(zhì)中，腐蝕過程形成了腐蝕微電池。

三 化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)

腐蝕破壞是金屬材料最主要的破壞形式之一，因此在機(jī)械設(shè)備的采購選用，包括選購后的安裝使用各個(gè)環(huán)節(jié)，需要為設(shè)備自行設(shè)計(jì)配套一些附件，設(shè)備附件的功能作用和設(shè)備在腐蝕環(huán)境下的防腐設(shè)計(jì)是同等重要的。

1 材料選用

用于制造通用機(jī)械設(shè)備的材料多數(shù)為碳素鋼，特點(diǎn)是價(jià)格低廉，采購方便，易于加工。在普通工況條件下使用時(shí)，腐蝕對其危害不大，但若使用在化工行業(yè)高濃度腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境下，因其抗腐蝕性能差，易于遭受侵蝕。如常用的Q235鋼，在酸氣、鹽霧介質(zhì)中的腐蝕速度高達(dá)0.5～1.0mm／a，雖然各企業(yè)都會(huì)定期對設(shè)備及構(gòu)件進(jìn)行防腐涂漆，但只要漆膜出現(xiàn)劃傷或局部脫落，就會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕并不斷擴(kuò)展，導(dǎo)致使用壽命大大降低，因此化工企業(yè)一般不選用這類鋼材制作機(jī)械設(shè)備，而選用耐腐蝕鋼如16MnCu、09MnCuPTi等普通低合金鋼為設(shè)備的制造基材。

雖然低合金鋼價(jià)格比碳鋼要貴些，但總體的經(jīng)濟(jì)效益比碳鋼要高。統(tǒng)計(jì)顯示，低合金鋼制造的設(shè)備使用壽命是碳素鋼設(shè)備的2～3倍，性價(jià)比還是高許多。

2 結(jié)構(gòu)和工藝

如果構(gòu)件的幾何形狀設(shè)計(jì)不合理或過于復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)引起機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力、積液、積塵及金屬表面漆膜漏涂破損等缺陷，從而導(dǎo)致局部的氧化腐蝕、縫隙腐蝕及應(yīng)力腐蝕，應(yīng)從防腐角度考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的合理性。一般要求：

（1）構(gòu)件的形狀應(yīng)盡可能簡單。

（2）防止構(gòu)件表面損壞或有傷痕。

（3）構(gòu)件盡量選用同一種金屬材料，如機(jī)座與主機(jī)應(yīng)為同種材料，因不同材料間易產(chǎn)生電偶腐蝕。

（4）盡量減少縫隙。

（5）選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和優(yōu)質(zhì)的防銹漆，以便使腐蝕介質(zhì)與構(gòu)件完全隔離，特別應(yīng)注意焊縫的涂漆，合理的涂漆結(jié)構(gòu)（如兩塊型材間的連接要采取背靠背的方式等）可使構(gòu)件的任意一面或部位都方便涂漆。

（6）防止殘余水在設(shè)備上的滯留，設(shè)計(jì)時(shí)要避免有向上的容器狀凹處，如不能避免亦應(yīng)設(shè)排水孔。

（7）焊接時(shí)應(yīng)盡量防止出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中，應(yīng)采用連續(xù)焊，間斷焊易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。

（8）應(yīng)避免焊接缺陷，如焊瘤、咬邊、噴濺及未焊透等，這些焊接缺陷會(huì)形成新的腐蝕點(diǎn)，

如焊瘤除了形成應(yīng)力集中外，還在焊瘤與母材間形成夾縫；咬邊是形成應(yīng)力集中的根源，它的凹陷邊也形成夾縫。這兩種缺陷易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕。焊接電流過小或焊接速度過慢易產(chǎn)生焊瘤；咬邊的產(chǎn)生是由于焊接時(shí)焊接電流過大和焊接速度過快，以及角焊時(shí)焊條角度不適當(dāng)?shù)仍?。焊縫未焊透造成的夾縫和孔洞也會(huì)引起縫隙腐蝕和小孔腐蝕。

（9）為進(jìn)一步防止縫隙腐蝕，對構(gòu)件連接處夾縫應(yīng)合理設(shè)計(jì)。常見的構(gòu)件連接形式有搭接

和對接兩種：對搭接接頭應(yīng)盡可能不用鉚接連接，因鉚接節(jié)點(diǎn)的夾縫會(huì)積液和積塵，產(chǎn)生縫隙腐蝕，宜采用焊接連接。焊接連接應(yīng)采用雙面連續(xù)填角焊，即使二者的搭接面被焊縫完全封閉起來，如采用單面搭焊因搭接面處有縫隙會(huì)產(chǎn)生縫隙腐蝕和電偶腐蝕，不推薦；對于對接接頭，應(yīng)采用雙面連續(xù)對接焊，從而避免縫隙腐蝕。

四 設(shè)備防腐蝕方法

機(jī)械設(shè)備防腐蝕的方法很多，主要為改善金屬的本質(zhì)，把被保護(hù)金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，或?qū)饘龠M(jìn)行表面處理，改善腐蝕環(huán)境以及電化學(xué)保護(hù)等。電化學(xué)保護(hù)法是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法，包括犧牲陽極保護(hù)法和外加電流法。犧牲陽極保護(hù)法是用電極電勢把被保護(hù)金屬更低的金屬或合金做為陽極，固定在被保護(hù)金屬上，形成腐蝕電池，被保護(hù)金屬作為陰極而得到保護(hù)；外加電流法是將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)備的腐蝕。

根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理，采用犧牲陽極保護(hù)法對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)是一種有效的控制方法。目前我國常用的犧牲陽極材料有：鎂陽極，包括純鎂、Mg―Mn系合金、Mg―A1―Zn―Mn合金；鋅陽極，包括純鋅、Zn―Al系合金、Zn―Hg系合金、Zn―A1―Mn系合金、Zn―Al―Cd系合金；鋁陽極，包括A1―Zn―Hg系、Al―Zn―Sn系和Al―Zn―In系合金等。以鋅陽極為例，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比鐵負(fù)，故當(dāng)這兩種金屬在一定介質(zhì)條件下接觸時(shí)就構(gòu)成了一個(gè)微電池，鋅為陽極，鐵為陰極，在介質(zhì)中鋅被腐蝕，鐵得到保護(hù)。在具體使用中，犧牲陽極的安裝方法可采用將犧牲陽極焊在設(shè)備的構(gòu)件上，也可用螺栓進(jìn)行固定。在采用螺栓固定時(shí)，必須注意陽極與金屬本體間的絕緣，一般用橡膠墊、尼龍墊等來隔離；如果是將陽極直接焊接在構(gòu)件上，必須注意陽極本身與被保護(hù)金屬本體之間有一定距離，而不能直接接觸。此外，犧牲陽極的面積與被保護(hù)設(shè)備的表面積應(yīng)有一定比例，通常是被保護(hù)金屬面積的1%～5%，分布在被保護(hù)金屬的表面上。目前，各國已廣泛應(yīng)用犧牲陽極保護(hù)法對化工裝置、油罐、地下管道、電廠鋼結(jié)構(gòu)、鍋爐等進(jìn)行保護(hù)，取得很好效果。

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關(guān)鍵詞：化工設(shè)備 腐蝕 防腐 設(shè)計(jì) 措施

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化的進(jìn)程也逐漸的加快，工業(yè)對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)日益重要。化工設(shè)備是工業(yè)發(fā)展中一個(gè)不可缺少的部分，其正常運(yùn)行直接會(huì)關(guān)系到工程項(xiàng)目的正常生產(chǎn)和運(yùn)作。腐蝕，是化工設(shè)備發(fā)生的常見問題，這主要是由于化工設(shè)備在日常的環(huán)境中由于空氣以及水分等因素而發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損耗或者是破壞的狀況?；ぴO(shè)備在被腐蝕之后會(huì)在其色澤、外形以及基本的性能方面發(fā)生變化，從而影響設(shè)備的正常使用和生產(chǎn)，也會(huì)給相關(guān)的企業(yè)帶來一定的損失。所以，對于化工設(shè)備的腐蝕以及防腐措施的研究意義重大。本文就化工設(shè)備的腐蝕以及防腐的措施進(jìn)行研究和探討。

一、化工設(shè)備腐蝕發(fā)生的原因以及分類

通常情況下，由于化工設(shè)備使用環(huán)境的特殊性，所以一般是金屬制品，對于金屬來講其本身的結(jié)構(gòu)是極其容易發(fā)生腐蝕的，溫度、濕度以及空氣等外部的環(huán)境會(huì)直接的導(dǎo)致金屬發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。工業(yè)環(huán)境下，特別是化工企業(yè)，生產(chǎn)中都涉及到一些氧化-還原性的氣體、介質(zhì)等，加上生產(chǎn)車間的濕度較大、溫度較高，所以就會(huì)在金屬的表面發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，從而形成腐蝕。

對于腐蝕的分類，一般有兩種分類方法，一是根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分類，另一種是根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的原因和表象分類。根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理來分，主要可以分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕主要是指金屬材料在與電解質(zhì)溶液發(fā)生接觸之后，由于會(huì)發(fā)生表面的電極反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，這種反應(yīng)一般來講是氧化還原反應(yīng)，主要因素是環(huán)境的濕度以及溫度的問題；化學(xué)腐蝕是指金屬表面與其周圍接觸的介質(zhì)會(huì)發(fā)生較為強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，從而使得金屬受到一定的損壞，這種腐蝕誘發(fā)的原因主要是溫度高、環(huán)境干燥。而根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的表象和原因分類可以分為，剝層腐蝕、工業(yè)大氣腐蝕、高溫氧化腐蝕以及海洋大氣腐蝕等等。

二、化工設(shè)備腐蝕的機(jī)理

1.電化學(xué)腐蝕的機(jī)理

金屬容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，主要是由于金屬其表層與離子型的導(dǎo)電介質(zhì)發(fā)生一系列的電化學(xué)作用，從而使得金屬的表面遭到破壞。所有的電化學(xué)腐蝕，都會(huì)至少包括一個(gè)陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，同時(shí)，也會(huì)通過金屬內(nèi)部的電子流和在介質(zhì)中的離子流發(fā)生交換。陽極反應(yīng)是一個(gè)氧化過程，是金屬離子從金屬中轉(zhuǎn)離出來，到介質(zhì)中，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)的電子，發(fā)生化學(xué)價(jià)的改變，之后電子與質(zhì)子中的離子結(jié)合。陰極反應(yīng)則是還原反應(yīng)，是介質(zhì)中的氧化劑組成通過吸收陽極的電子而發(fā)生還原反應(yīng)。由于電化學(xué)腐蝕其電子流不會(huì)對外做功，都會(huì)在腐蝕的電池內(nèi)部消耗點(diǎn)，所以電化學(xué)腐蝕是會(huì)逐漸的加快腐蝕的速度。

2.工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理

處于那些工業(yè)污染比較嚴(yán)重的環(huán)境中，由于空氣中那些硫化物、二氧化碳以及氫氧化物等揮發(fā)性物質(zhì)比較多，同時(shí)也包含一些工業(yè)的粉塵，這些都是容易引起腐蝕的介質(zhì)。這些介質(zhì)在潮濕的環(huán)境之下，酸性氣體會(huì)結(jié)合水形成無機(jī)酸，這些酸具有很強(qiáng)的腐蝕性能，所以就會(huì)誘發(fā)腐蝕現(xiàn)象。在工業(yè)大氣的環(huán)境下，設(shè)備是由電化學(xué)腐蝕以及直接化學(xué)腐蝕的綜合作用引起的。所有腐蝕的本質(zhì)，其實(shí)都是金屬元素在失去電子之后形成離子的一個(gè)氧化過程。對于電化學(xué)腐蝕和工業(yè)大氣腐蝕最主要的不同就是二者發(fā)生的環(huán)境不同。

三、化工設(shè)備防腐措施的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

1.合理選材，優(yōu)化設(shè)計(jì)

設(shè)備的腐蝕與設(shè)備的材料息息相關(guān)，在化工材料的選擇過程中，要圍繞腐蝕發(fā)生的情況，注重選材的合理，要充分的考慮到介質(zhì)的性質(zhì)、環(huán)境的溫度以及運(yùn)行的壓力等等，根據(jù)化工原料的要求啦設(shè)計(jì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和類型。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該圍繞化工設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行中的生產(chǎn)要求和應(yīng)力的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中需要注重一下幾個(gè)方面：首先是產(chǎn)品的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求應(yīng)該要與生產(chǎn)化工產(chǎn)品的耐腐蝕要求相一致；其次是要注意化工設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和流暢性，防止具有腐蝕性能的介質(zhì)的停頓、熱負(fù)荷分配方面的不夠均勻以及蒸汽的凝結(jié)和腐蝕產(chǎn)物的累積；最后是要注意對于外力的保護(hù)，防止因交變應(yīng)力而引起的疲勞腐蝕。

2.環(huán)境防腐處理方法

環(huán)境防腐處理就是通過使環(huán)境在不影響生產(chǎn)工藝的條件范圍下變化而降低腐蝕作用，主要可以通過以下幾個(gè)方面：一是去除環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)。去除環(huán)境的腐蝕性物質(zhì)，包括去除環(huán)境中的水分和氧氣以及其他的有害成分，可以通過添加脫氧劑來去除氧氣，通過依靠除濕來使金屬的表面保持在露點(diǎn)以上，并對裝置內(nèi)的水分控制在一定的指標(biāo)下面；二是添加具有防腐性能的添加劑?？梢蕴砑臃栏瘎?，使得金屬的表面能夠形成一定的保護(hù)膜，進(jìn)而顯著的抑制金屬表面的腐蝕從而達(dá)到防腐的目的，常見的防腐劑有亞硝酸鹽、絡(luò)酸鹽、硫基苯等，在使用這些添加劑時(shí)，添加的濃度要十分的嚴(yán)格。

3.表面涂層的防腐措施

常見的是涂漆，這是最為直觀的防腐措施。通常使用的防腐漆為油料涂漆，比如鄰苯二甲酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛+磷酸等等，為了達(dá)到更好的防腐目的，通常在涂漆時(shí)不僅要對漆膜的防銹能力、機(jī)械性質(zhì)以及老化性質(zhì)等進(jìn)行嚴(yán)格要求還要對涂漆的物件的性質(zhì)、表面狀況以及施工環(huán)境和使用條件等做充分的了解。另外就是通過金屬覆蓋層來防腐。金屬覆蓋層通常有兩種，一種是在覆蓋層材料中采用塞焊以及焊襯里、金屬復(fù)合法，這種防范因?yàn)楦采w層的防腐蝕性能好并且較厚，所以具有很長的使用壽命，但是工藝要求較為嚴(yán)格；另一種就是通過犧牲陽極來達(dá)到防腐的目的，此法一般有均勻渡鉛法、熱浸鍍和噴鍍法，但是由于加工效率較低、覆蓋層較薄、使用中局部性防腐壽命短所以使用不是很普遍。

4.規(guī)范操作，減少腐蝕程度

化工設(shè)備的防腐不僅需要從材料以及防腐手段上面著手，也要注意平時(shí)的操作的規(guī)范性來達(dá)到防腐的效果。在平時(shí)的工作中，要對工人進(jìn)行操作培訓(xùn)，提高工人的安全生產(chǎn)意識和規(guī)范操作能力，嚴(yán)格的遵守操作要求，不準(zhǔn)超壓、超溫、超負(fù)荷運(yùn)行。并且，要注意日常的維護(hù)和修理，對于一些腐蝕性能較差和壓力容器要注重其養(yǎng)護(hù)，最好是能夠建立設(shè)備的檔案，對于其制備原料、施工環(huán)境等做好相應(yīng)的檢查和記錄，以便在日常的工作中能夠有效的運(yùn)作，提高化工設(shè)備的防腐性能。

參考文獻(xiàn)

[1]封素芹. 化工設(shè)備防腐措施運(yùn)用分析[J]. 科技與生活， 2011， 22.

篇6

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械 機(jī)械設(shè)備 防腐能力

腐蝕是一種很普遍的現(xiàn)象，它是由于物體與化學(xué)物質(zhì)接觸，而發(fā)生某種化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致該物體被損的情況。機(jī)械化工設(shè)備是一種較易被腐蝕的物體，發(fā)生腐蝕現(xiàn)象后，設(shè)備的外表和性能都有可能遭到破壞，從而使企業(yè)蒙受損失。因此，很有必要對機(jī)械設(shè)備的腐蝕原理進(jìn)行研究，并采取相應(yīng)的措施降低設(shè)備被腐蝕的程度，促進(jìn)化工企業(yè)的發(fā)展。

1 設(shè)備腐蝕原因及分類

①設(shè)備腐蝕原因。由于機(jī)械設(shè)備是由金屬制成的，金屬的結(jié)構(gòu)使其在外界溫度和濕度等條件下容易發(fā)生銹蝕，這是機(jī)械設(shè)備發(fā)生腐蝕的根本原因。在化工企業(yè)的工作環(huán)境中，充斥著較多二氧化碳、二氧化硫和氫氧化物等具有腐蝕性的物質(zhì)，加上工作車間較高的溫度和較大的濕度，使得金屬機(jī)械設(shè)備更容易和這些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而被腐蝕。②腐蝕的分類。根據(jù)腐蝕發(fā)生機(jī)制分類，腐蝕被分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕主要是由于金屬所處環(huán)境的溫度過高且較為干燥引起的，使金屬表層與環(huán)境中的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其被損壞。電化學(xué)腐蝕是一種氧化還原反應(yīng)，主要是由于環(huán)境較為潮濕引起的，是金屬與電解質(zhì)溶液接觸后，出現(xiàn)了電極反應(yīng)，導(dǎo)致金屬遭到破壞。

2 發(fā)生腐蝕的化學(xué)機(jī)理

2.1 電化學(xué)腐蝕機(jī)理 金屬發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要發(fā)生在金屬表層，是由于表層與環(huán)境中的離子導(dǎo)電介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致金屬表層被破壞。電化學(xué)腐蝕的過程中，主要是陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，金屬離子從金屬中轉(zhuǎn)移到介質(zhì)的過程中釋放出電子流，與環(huán)境中的離子流結(jié)合起來，陰極吸收從陽極轉(zhuǎn)移過來的電子進(jìn)行還原。

2.2 工業(yè)氣體的腐蝕機(jī)理 在工業(yè)環(huán)境中，空氣中的二氧化碳、二氧化硫和氫氧化物含量較高，還存在著一些揮發(fā)物質(zhì)和一些粉塵，這些介質(zhì)都會(huì)導(dǎo)致環(huán)境中金屬被腐蝕。如果周圍的環(huán)境比較潮濕，空氣中的酸性氣體就會(huì)在水的作用下合成無機(jī)酸，這是一種腐蝕性極強(qiáng)的物質(zhì)。在工業(yè)氣體環(huán)境中，機(jī)械設(shè)備的腐蝕主要是由于直接化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的共同作用導(dǎo)致的。這兩種化學(xué)腐蝕都是一種氧化過程，只是發(fā)生的背景有異，化學(xué)腐蝕在高溫且干燥的環(huán)境中發(fā)生的，電化學(xué)腐蝕在超市的環(huán)境中發(fā)生。

3 化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)

3.1 材料選擇 碳素鋼是機(jī)械制造業(yè)使用較為普遍的設(shè)備材料，其價(jià)格較同類材料較低，而且購買較為方便，同時(shí)具有易加工的特點(diǎn)。此類材料在普通的環(huán)境中不容易發(fā)生腐蝕，如果機(jī)械設(shè)備采用這種材料，也較能滿足設(shè)備的防腐蝕需求。但是在化工行業(yè)這一特殊的環(huán)境中，這種材料則不能滿足設(shè)備防腐蝕要求，可能會(huì)發(fā)生較嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。因此，在化工企業(yè)中，需要選擇耐腐蝕的材料才能保護(hù)機(jī)械設(shè)備免受強(qiáng)烈的腐蝕，普通低合金鋼則是一種合適的制造基材。

3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)與工藝選擇 在實(shí)際應(yīng)用中如果機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)太過復(fù)雜或者設(shè)計(jì)不合理，則很有可能會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)力、積塵和積液等，從而設(shè)備的某些接合部位發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。因此，我們應(yīng)該對機(jī)械的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而提高機(jī)械設(shè)備的防腐蝕能力。設(shè)計(jì)過程中要滿足以下要求：①機(jī)械部件的形狀應(yīng)該盡量簡單。②機(jī)械部件表面不能有缺陷或損壞。③機(jī)械部件盡量使用一樣的金屬材料。④機(jī)械部件中盡量不要有縫隙。⑤機(jī)械表面要使用較好的防銹漆，這樣可以避免機(jī)械部件和腐蝕介質(zhì)的直接接觸，起隔離作用。在對焊縫涂漆時(shí)一定要注意，要保證機(jī)械部件的每一個(gè)部位，包括接縫處，都要涂漆。⑥在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方面，要盡量避免凹形狀的出現(xiàn)，或者在設(shè)備上設(shè)計(jì)排水孔，預(yù)防水分在設(shè)備上滯留所導(dǎo)致的金屬腐蝕。⑦在焊接的過程中，要盡量采用連續(xù)焊接技術(shù)，且對焊接處的夾縫要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

4 設(shè)備防腐蝕方法

機(jī)械設(shè)備的防腐蝕方法有很多種，但大都是從金屬本身特質(zhì)方面考慮，盡量減少金屬和具有腐蝕性的介質(zhì)的接觸，或者是在金屬的表面涂上防腐蝕的材料等。電化學(xué)保護(hù)法主要是利用電化學(xué)機(jī)理，對設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使金屬設(shè)備變?yōu)楦g電極中的陰極，從而對設(shè)備進(jìn)行防腐蝕保護(hù)，一般主要采用外加電流法和犧牲陽極保護(hù)法。外加電流法是指，將需要保護(hù)的金屬作為電池的一極，將另一種附加電極作為電池另一極，而且把需要保護(hù)的金屬作為陰極，然后外加電流，對作為陰極的金屬進(jìn)行保護(hù)。犧牲陽極保護(hù)法，是指將與被保護(hù)的金屬材質(zhì)相同的金屬作為陽極，固定在被保護(hù)的金屬上，作為腐蝕電池，被保護(hù)的金屬則作為陰極被保護(hù)起來。這是一種科學(xué)合理的方法，被很多企業(yè)采用，且效果很好。

5 結(jié)論

腐蝕現(xiàn)象的存在給化工企業(yè)造成了困擾，因此，防腐蝕措施的研究顯得尤為重要。本文對設(shè)備發(fā)生腐蝕的原因進(jìn)行分析，對腐蝕產(chǎn)生的化學(xué)機(jī)理進(jìn)行了研究，并對化工機(jī)械設(shè)備的防腐蝕設(shè)計(jì)從材料的選擇和工藝的選擇方面進(jìn)行了闡述，最后提出了防腐蝕的兩種有效的方法，對化工企業(yè)解決機(jī)械腐蝕問題具有重要的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

關(guān)鍵詞 城市燃?xì)夤艿?；防腐設(shè)計(jì)；問題

中圖分類號U17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0047-02

城市燃?xì)夤艿栏g問題一直是制約燃?xì)膺\(yùn)輸?shù)闹匾蛩?，其在一定程度上?huì)減少燃?xì)夤艿赖膲勖?，甚至影響其作用的正常發(fā)揮。為了延長輸氣管道壽命，使燃?xì)夤艿赖慕?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的得到有效提高。就應(yīng)該對防腐設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)措施以解決實(shí)際問題，將腐蝕問題控制在源頭。如何處理好城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，已經(jīng)成為相關(guān)部門值得探索的事情。

1 城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題及原因

在城市管道防腐設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)內(nèi)壁腐蝕問題和外壁腐蝕問題。在對燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計(jì)中出現(xiàn)內(nèi)壁問題和外壁問題分析之前，應(yīng)該先對造成燃?xì)夤艿栏g原因進(jìn)行分析。管道在對燃?xì)膺M(jìn)行輸送的時(shí)候，可能會(huì)含有硫化物、二氧化碳、氧及硫化氫等腐蝕性化合物，其一旦與金屬管道發(fā)生反應(yīng)，就會(huì)引起化學(xué)腐蝕，即便是化學(xué)腐蝕性較弱，危害性小，長期下去也會(huì)使管道表面出現(xiàn)凹穴，甚至穿孔。出現(xiàn)這種問題主要原因是電化學(xué)腐蝕。造成電化學(xué)腐蝕主要原因是其電極和電位不同。金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，電極電位會(huì)變得較容易失去電子形成陽極。如果電極電位較高的部分獲得電子，其就會(huì)形成陰極。如果有氧和氯化氫存在，其就會(huì)生成氫氧化鐵化合物。此外管道腐蝕與周圍環(huán)境、土壤及相應(yīng)防腐措施效果也有一定關(guān)系。其城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計(jì)中的內(nèi)壁問題來說，出現(xiàn)內(nèi)壁腐蝕問題的主要原因是天然氣中含有水分，其與管道金屬接觸后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)原電池，進(jìn)而腐蝕管道內(nèi)壁。再加上天然氣本身含有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，會(huì)加劇管道內(nèi)壁腐蝕速度；而對于城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)中的外壁腐蝕問題來說，其則是管道腐蝕最為嚴(yán)重的部分，其之所以是腐蝕最嚴(yán)重的部分。是因?yàn)槁竦毓艿赖叵颅h(huán)境比較復(fù)雜，容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕和細(xì)菌腐蝕。當(dāng)鋼管埋入地下后，其會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕，這種腐蝕是部分全方面性和部位行的腐蝕，其壁管腐蝕厚度及大小幾乎是一直的，并不是從簡單的管道穿孔就能看出其電化學(xué)腐蝕程度的。從中可以看出，城市燃?xì)夤艿劳獗诟g主要以電化學(xué)腐蝕為主，化學(xué)腐蝕和細(xì)菌腐蝕為輔。在對管道外壁腐蝕設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該著重對電化學(xué)腐蝕進(jìn)行分析。

2 解決城市燃?xì)夤艿栏g設(shè)計(jì)問題有效措施

2.1 解決城市燃?xì)夤艿栏g設(shè)計(jì)中內(nèi)壁防腐問題措施

為了更好解決燃?xì)夤艿栏g設(shè)計(jì)中內(nèi)壁腐蝕問題，就應(yīng)該先對輸送的天然氣進(jìn)行凈化，以保證燃?xì)赓|(zhì)量。畢竟天然氣本身具有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，與管道接觸后會(huì)加快其反應(yīng)速度。因此，在天然氣管道腐蝕設(shè)計(jì)過程中，必須嚴(yán)格按照國家制定標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)。只有這樣才能保證燃?xì)夤艿啦槐桓g，保證燃?xì)赓|(zhì)量，進(jìn)而延長管道壽命，保證燃?xì)夤艿勒］斔?。此外，在管道腐蝕設(shè)計(jì)中，也可以在管道內(nèi)壁涂上二道環(huán)氧樹脂，以避免燃?xì)夤艿纼?nèi)壁腐蝕。

2.2 解決城市燃?xì)夤艿栏g設(shè)計(jì)中外壁問題防腐措施

解決城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計(jì)中外壁問題的時(shí)候，可以采取防腐隔絕絕緣法、電保護(hù)法和排流保護(hù)法。防腐隔絕絕緣法就是可以采用石油瀝青、環(huán)氧煤理清及塑化瀝青及玻璃布等物質(zhì)使管道外壁與土壤完全隔絕，以避免管道和土壤直接接觸，減少電化學(xué)腐蝕發(fā)生率。這種外壁防腐蝕方法在城區(qū)沿線和小區(qū)燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計(jì)中應(yīng)用的比較多；電保護(hù)法一般有兩種，一種是電源陰極保護(hù)法，一種是犧牲陽極保護(hù)法和排流保護(hù)法。其都是以電化學(xué)方式或外加電源方式來避免管道腐蝕的。其中電源陰極保護(hù)法是通過被保護(hù)的鋼質(zhì)管道通過的直流電流，這種電流能使管道表面發(fā)生陰極極化，進(jìn)而減小或消除鋼制管道土壤腐蝕不同原電池電極電位差，將腐蝕的電流降至最低，以此來阻止或降低管道腐蝕。為了達(dá)到這一目標(biāo)，可以犧牲陽極陰極保護(hù)和電流陰極保護(hù)。犧牲陽極陰極保護(hù)就是將負(fù)數(shù)電位金屬和被保護(hù)的金屬連接，并將其放置在同一電解質(zhì)中，使負(fù)電位金屬中的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)的金屬管道上，使整個(gè)被保護(hù)的金屬管道始終處于較負(fù)且相同的電位下。這種方法在小型或是處于低土壤電阻環(huán)境的金屬使用次數(shù)比較多，因其優(yōu)勢目前在天然氣管道中也普遍使用這種防腐方法。外加電流陰極保護(hù)能直接在直流電源中應(yīng)用，同時(shí)其也能輔助陽極使電流從土壤流向被保護(hù)管道金屬中，使金屬結(jié)構(gòu)電位低于周邊環(huán)境。其最大優(yōu)勢是不受管道沿線地形限制，其適合在城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計(jì)中應(yīng)用；排流保護(hù)法就是以地下雜散電流方式避免管道與土壤直接接觸而發(fā)生腐蝕措施。其主要原理是將管道排流導(dǎo)線的排電流和電氣化鐵路鋼軌和變電站的陰極相同，在管道的雜散電流不經(jīng)過土壤前提下，其能導(dǎo)線引流的方式來防止管道腐蝕。

3結(jié)論

就目前來看，管道腐蝕問題已經(jīng)成為燃?xì)獍l(fā)展的重要因素。我國每年因燃?xì)夤艿栏g問題而造成的經(jīng)濟(jì)損失較大。尤其是城市化不斷的發(fā)展，城市發(fā)展對燃?xì)赓Y源的需求量日益增加，使得管道工程建造量也不斷的增加，這就在一定程度上加大了燃?xì)夤艿栏g問題。在這種情況下，就應(yīng)該從管道建設(shè)的實(shí)際出發(fā)，對管道腐蝕設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以便更好的保證城市燃?xì)夤艿肋\(yùn)輸，為燃?xì)馄髽I(yè)和社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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篇8

關(guān)鍵詞：火焰噴涂；WC-12Co；耐腐蝕性；電化學(xué)腐蝕

1 概述

由于低碳鋼具有良好的機(jī)械性能，能夠應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的許多方面，因此，如何延長低碳鋼工件的使用壽命，降低腐蝕對低碳鋼的應(yīng)用有很大的影響，低碳鋼表面火焰噴涂就是其中的一種方法，由于環(huán)境的影響，低碳鋼表面火焰噴涂復(fù)合涂層的耐腐蝕性能就有一定的要求：涂層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度要高。涂層易脫落，則使得涂層的壽命減小，涂層脫落后對基體的防腐蝕就消失了。由于火焰噴涂的火焰溫度范圍較大，能夠適應(yīng)各種溫度要求，能夠噴涂許多的合金粉末，操作簡單，能夠在許多環(huán)境下獨(dú)立完成，因此火焰噴涂廣泛應(yīng)用于低碳鋼表面加工。因此，文章對利用火焰噴涂技術(shù)在Q235低碳鋼表面制備了不同配比度的Ni基WC-12Co復(fù)合涂層，并對其結(jié)果進(jìn)行了研究和分析。

2 實(shí)驗(yàn)材料和方法

試驗(yàn)基體材料為Q235鋼，Q235是碳素結(jié)構(gòu)鋼，與舊標(biāo)準(zhǔn)GB700-79牌號中的A3、C3鋼相當(dāng)，是沿用俄羅斯TOCT的牌號。其鋼號中的Q代表屈服強(qiáng)度。Q235鋼是低碳鋼，由于其優(yōu)越的物理性能和化學(xué)性能使的它應(yīng)用于工業(yè)以及生活中的許多方面。在一般的情況下，這種鋼不需要經(jīng)過熱處理就直接進(jìn)行使用。噴涂材料為鎳基WC-12Co，將噴涂材料配比成含WC-12Co為10%，20%，30%的混合粉末進(jìn)行噴涂。

氧乙炔火焰噴涂槍是利用兩根導(dǎo)管，一根連接氧氣一根連接乙炔。粉末罐內(nèi)填裝混合均勻的噴涂粉末材料。利用氧和乙炔氣體的高速流動(dòng)使得材料粉末被吹到噴涂噴頭處，經(jīng)過火焰的加熱熔化或者半熔化，然后粉末顆粒擊打在涂層表面形成涂層。將配置好的粉末材料充分混合后放入粉末罐中，接通導(dǎo)氣管，先開氧氣讓槍體內(nèi)的空氣排凈后，打開乙炔。最后點(diǎn)燃即可進(jìn)行噴涂。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 低碳鋼表面火焰噴涂復(fù)合涂層試樣的宏觀金相的分析

圖1顯示的是三種Ni基WC-12%Co涂層的截面在金相顯微鏡下形貌。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)復(fù)合涂層與基體之間的過渡層很薄，經(jīng)過熱處理后熔化消失。復(fù)合涂層與基體結(jié)合良好沒有出現(xiàn)剝落的現(xiàn)象。涂層的致密度很高、涂層與基體是互相嵌合的結(jié)合方式。交界處不是平整的界面而是為波浪形不平整界面。界面干凈，沒有明顯顆粒物和氧化物夾雜，結(jié)合方式為機(jī)械咬合。涂層組織均勻，內(nèi)部沒有明顯裂紋和孔隙?？梢钥闯鲭m然經(jīng)過火焰噴涂使得涂層的結(jié)構(gòu)更加緊密，但是仍然有許多細(xì)小的疏松的空洞，而且，WC含量越高涂層的結(jié)構(gòu)越緊密，而且由于火焰噴涂不好控制，使得涂層的性能無法得到最大保障，因此，涂層中可能會(huì)出現(xiàn)一些較大的空洞，使得涂層無法得到最優(yōu)的性能。

經(jīng)過火焰噴涂以后由于火焰的溫度較高使得基體發(fā)生了熱加工過程，基體的組織發(fā)生了變化，由圖1（d）結(jié)合圖（a/b/c）的涂層照片，可以發(fā)現(xiàn)涂層與基體之間的過渡層中有貝氏體，經(jīng)過火焰噴涂后，由于火焰的淬火作用使得基體的組織發(fā)生變化，組織的變化使得基體的性能也發(fā)生變化，基體的強(qiáng)度有所提高。由于組織的變化使得基體得到細(xì)晶強(qiáng)化使得基體的晶粒更加細(xì)小，結(jié)合更加緊密。能夠有效的減小晶間腐蝕的發(fā)生的速度，從而增強(qiáng)工件的耐腐蝕性。

3.2 耐電化學(xué)腐蝕的性能分析

由圖2中試樣的電化學(xué)腐蝕曲線的五個(gè)圖中可以發(fā)現(xiàn)隨著電位的不斷的增加，電流密度也發(fā)生了變化。自腐蝕電位E對于試件的腐蝕傾向起著決定性的作用，E為負(fù)數(shù)時(shí)，它的數(shù)值越大，試件的腐蝕傾向也就越大，當(dāng)E為正的數(shù)值時(shí)，它的結(jié)果與E為負(fù)數(shù)時(shí)的結(jié)果相反。自腐蝕電流I與金屬試樣的腐蝕速度成正比的關(guān)系，即隨著I的增大，試件的腐蝕速度也就越快，隨著I的減小，試件的腐蝕速度也就越慢。通過對比，可以發(fā)現(xiàn)30%WC-12Co的涂層的自腐蝕傾向最小，自腐蝕電流最小，它的耐腐蝕性能較高。

4 結(jié)論

（1）通過觀察涂層與基體的結(jié)合界面的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)涂層與基體的冶金結(jié)合緊密。

（2）比較三組涂層的微觀結(jié)構(gòu)，30%WC-12Co的涂層的裂縫、孔洞較少，具有較好的耐腐蝕性。

篇9

關(guān)鍵詞：鍋爐；受熱面；防腐

1. 前言

鍋爐在運(yùn)行中發(fā)生受熱面腐蝕事故是常見的，它不僅導(dǎo)致機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)，危及其安全運(yùn)行，還會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故。因此，預(yù)防、減少和杜絕受熱面腐蝕事故十分重要。

2. 受熱面的高溫腐蝕

鍋爐受熱面管子及其吊掛零件的外部腐蝕稱為高溫腐蝕。它使承壓部件管壁減薄，而導(dǎo)致發(fā)生泄漏和爆炸事故，是威脅電廠鍋爐安全運(yùn)行的重要因素之一，因而必須給予充分的重視。

1）高溫腐蝕的機(jī)理

受熱面的高溫腐蝕是復(fù)雜的物理化學(xué)過程，通常認(rèn)為它有兩種類型：

A、硫化物型高溫腐蝕

發(fā)生硫化物型高溫腐蝕的管子，表面的結(jié)垢物中有硫化鐵和磁性氧化鐵（Fe3O4），這類腐蝕主要發(fā)生在火焰沖刷管壁的情況下。其腐蝕過程是：當(dāng)燃料中的黃鐵礦隨灰粒和未燃盡的煤粉一起粘到管壁上時(shí)，受熱分解出游離狀態(tài)的硫和硫化亞鐵，在還原性氣體中游離態(tài)硫可單獨(dú)存在，當(dāng)管壁溫度高達(dá)350℃及以上時(shí)游離態(tài)硫和鐵會(huì)生成硫化亞鐵，而硫化亞鐵可進(jìn)一步氧化成磁性氧化鐵從而使金屬管壁受到腐蝕。在硫化亞鐵氧化成磁性氧化鐵的過程中還生成SO2和SO3，而它們同堿氧化物將生成硫酸鹽。因此實(shí)際上，硫化物與硫酸鹽型高溫腐蝕是同時(shí)發(fā)生的。

B、硫酸鹽型高溫腐蝕

發(fā)生硫酸鹽型高溫腐蝕的管子表面有大量硫酸鹽和復(fù)合硫酸鹽。其形成過程為：在壁溫為310～420℃時(shí)管壁被氧化，使其外表形成一層Fe2O3和極細(xì)的灰粒污染層，在高溫火焰的作用下，灰分中的堿土金屬氧化物（Na2O，K2O）升華，靠擴(kuò)散作用到達(dá)管壁并冷凝，與周圍煙氣中的SO3化合生成硫酸鹽。管壁上的硫酸鹽與飛灰中的Fe2O3及煙氣中以SO3作用，生成復(fù)合硫酸鹽，在550～710℃范圍內(nèi)呈液態(tài)，對管壁有強(qiáng)烈的腐蝕作用，在650～700℃時(shí)腐蝕最強(qiáng)烈。雖然化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過很多中間過程，但實(shí)質(zhì)上是鐵的氧化過程。

C、減輕高溫腐蝕的預(yù)防措施

（1）改善燃燒。

（2）控制壁溫。

（3）保持氧化氣氛

（4）采用耐腐蝕剛材

3. 鍋內(nèi)腐蝕

鍋內(nèi)腐蝕是指在鍋爐汽水通道內(nèi)部發(fā)生的腐蝕，一般有汽水、氣體、垢下腐蝕及電化學(xué)與機(jī)械作用共同產(chǎn)生的腐蝕等多種類型。

1）汽水腐蝕

是由于金屬鐵被水蒸汽氧化而發(fā)生的純化學(xué)腐蝕，是過熱器受熱面中的主要腐蝕過程， 在蒸發(fā)受熱面中也會(huì)發(fā)生。它一般屬均勻腐蝕，且不很強(qiáng)烈，危險(xiǎn)性較小。

2）氣體腐蝕

鍋爐由于給水品質(zhì)不良而引起的溶解氧和二氧化碳的氣體腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕。

（1）電化學(xué)腐蝕的機(jī)理

由于鍋爐所采用的各種金屬不是純鐵，它總含有其它化學(xué)成分或夾帶各種雜質(zhì)，金屬表面的氧化膜層往往是不均勻和不完整的，腐蝕產(chǎn)物在內(nèi)壁上的沉淀情況也各不相同，且與之接觸的給水或爐水（即電化學(xué)腐蝕中的電解質(zhì)溶液）所含的成分也不同，使受熱面內(nèi)壁表面形成了無數(shù)微電池。在這些微電池中充當(dāng)陽極的金屬，由于失去電子，并將自己的金屬正離子投入溶液而遭受腐蝕。

在電化學(xué)腐蝕中，陰陽兩極間的電位差越小腐蝕也越小。凡是能促使陽極電位增加，即能阻止陰極的正離子進(jìn)入溶液中去的物質(zhì)稱為陽極極化劑；而具有促使陰極電位降低，即能阻止陰極的過剩電子放電的物質(zhì)稱為陰極極化劑。反之，能促使陽極的正離子進(jìn)入溶液的物質(zhì)稱為陽極去極化劑；能促使陰極的過剩電子放電的物質(zhì)稱為陰極去極化劑。綜上所述，當(dāng)鍋爐水溶液中含有極化劑時(shí)，可使金屬的腐蝕速度減慢；當(dāng)爐水中含有去極化劑時(shí)，便會(huì)加速金屬的腐蝕過程。

（2）鍋爐受熱面內(nèi)的氣體腐蝕

當(dāng)給水中含有O2 時(shí)，由于O2 是強(qiáng)烈的陰極去極化劑，能吸收陰極電子形成氫氧離子OH-，因而使腐蝕過程加劇。此外，O2又能作為陽極的去極化劑，因?yàn)樵谒袩oO2 存在時(shí)，鐵被溶解，形成氫氧化亞鐵Fe（OH）2 ；而當(dāng)有O2存在時(shí)，就進(jìn)一步使Fe（OH）2氧化成不溶于水的氫氧化鐵Fe（OH）3 沉淀出來。由于氫氧化鐵的形成使陽極周圍的鐵離子濃度大大降低，促進(jìn)了陽極上的鐵離子轉(zhuǎn)入水溶液，因而加速了腐蝕的進(jìn)行。

水中的溶解氧除了上述的去極化作用外，在與鍋爐受熱面接觸時(shí)還會(huì)在鐵的表面形成一層氧化鐵膜，但該氧化層往往是很不均勻的，在那些接觸不到氧氣的地方則仍是鐵。由于鐵和氧化鐵的電極電位不同，形成了微電池，且鐵的電極電位小成為陽極，因而被遭到腐蝕。

氧氣的腐蝕主要發(fā)生在給水管道和省煤器中，因?yàn)殄仩t給水中的氧氣首先與這些管道和受熱面接觸。提高給水管道和省煤器內(nèi)水的流速，可以避免O2停留在個(gè)別點(diǎn)上，使O2與管道和受熱面的接觸較為均勻。氧氣腐蝕一般是斑形腐蝕。

當(dāng)給水中存在二氧化碳?xì)怏w時(shí)，能使水溶液中的氫離子H+濃度增加。H+是陰極的去極化劑，因而將使腐蝕過程加劇。當(dāng)給水中同時(shí)存在O2和CO2時(shí)，CO2還可以起觸媒作用，促使水中Fe（OH）2的轉(zhuǎn)變?yōu)镕e（OH）3。在轉(zhuǎn)換過程中，CO2并未消耗掉，因而轉(zhuǎn)換過程不斷進(jìn)行直至O2耗盡為止。因此，當(dāng)給水中存在O2時(shí)，只要有少量的CO2便可大大增加鐵的腐蝕。

3）垢下腐蝕也是一種電化學(xué)腐蝕。當(dāng)鍋爐給水中含鐵量較高時(shí)，便會(huì)在鍋爐的高熱負(fù)荷區(qū)受熱面上形成氧化鐵垢沉淀，這是一種腐蝕產(chǎn)物沉淀。當(dāng)受熱面內(nèi)壁存在氧化鐵沉淀物時(shí)便會(huì)影響傳熱效果，使高熱負(fù)荷區(qū)的管壁溫度升高。使管內(nèi)壁表面的氧化膜遭到破壞，由此而形成了氧化鐵垢與鐵的微電池，其中鐵的電位較低成為陽極而受到腐蝕。由于氧化鐵垢是一種固態(tài)陰極去極化劑，它將吸收過剩電子而還原，由高價(jià)Fe2O3變成低價(jià)的磁性氧化鐵Fe3O4，并在還原中放出O2；而O2又是強(qiáng)烈的陰極去極化劑，因此使腐蝕過程越來越劇烈。氧化鐵垢下腐蝕的形態(tài)是斑形腐蝕。給水中加氨N2H4，可以起到消除已經(jīng)形成的氧化鐵垢的作用。

當(dāng)給水中銅離子含量較多時(shí)，在高熱負(fù)荷區(qū)水冷壁內(nèi)表面上便會(huì)形成鐵銅水垢，這是由于管內(nèi)壁上的過剩電子被爐水中的銅離子吸收生成中性原子銅沉淀在管壁上的緣故。鐵銅水垢的垢下腐蝕，是由于銅與鐵在爐水中形成了微電池而引起的電化學(xué)腐蝕，這種腐蝕一般呈點(diǎn)腐蝕形態(tài)。由于垢下腐蝕主要發(fā)生在爐內(nèi)熱負(fù)荷高的水冷壁受熱面，為此應(yīng)嚴(yán)格規(guī)定給水中鐵和銅的含量。

4）、電化學(xué)和機(jī)械作用共同產(chǎn)生的腐蝕

在鍋爐汽水系統(tǒng)中，或多或少總存在著電化學(xué)腐蝕作用，當(dāng)由于某些原因造成機(jī)械腐蝕時(shí)，兩者的影響便將疊加。

5）、防止腐蝕的措施：

（1）使用復(fù)合層鋼管；

（2）用防腐材料熱噴涂管子表面；

（3）在燃油中加MgO，生成（3MgO·V2O5），其熔點(diǎn)高，使管壁上的液相腐蝕性物質(zhì)不復(fù)存在?！?/p>

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關(guān)鍵詞：鋼質(zhì)管道 油氣輸送 腐蝕 防腐

在我國能源構(gòu)成中石油與天然氣占主要的部分，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中也有著重要的作用，而且在很長的一段時(shí)間里仍然可以在我國的能源構(gòu)成中占有重要位置。當(dāng)前，由于國民經(jīng)濟(jì)的地域性差異，而且我國的油氣資源分布很不均勻，使得對油氣的需求與供給也非常的不平衡。所以，就需要我們進(jìn)行油氣的再分配工作。油氣的輸送方式主要是依靠鋼質(zhì)管道完成，而長距離的輸送則需將鋼質(zhì)管道埋于地下。鋼質(zhì)管道的材質(zhì)的主要成分是鐵和碳，其暴露在空氣中或埋于地下很容易使之發(fā)生腐蝕，并且腐蝕產(chǎn)生的漏損也不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)與維修。腐蝕導(dǎo)致的油氣泄漏有較強(qiáng)的不可預(yù)見性，因而事故造成的損失較大。管道的腐蝕已經(jīng)成為鋼質(zhì)油氣輸送管道最主要的破壞形式。本文即從管道的腐蝕形式與腐蝕機(jī)理入手加以闡述，并對管道的防腐措施進(jìn)行了探究。

一、鋼質(zhì)管道腐蝕的兩種形式

所謂“腐蝕破壞”，其定義是指在鋼質(zhì)管道和其周邊的各種介質(zhì)接觸并同各種介質(zhì)發(fā)生物理及化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的破壞。通常，我們按照其腐蝕破壞的形式，可以大致分為兩大類：

局部腐蝕：是指整個(gè)金屬管道僅局限在一定的區(qū)域腐蝕，而其它的部位則幾乎沒有被腐蝕。

b.均勻腐蝕：是指整個(gè)金屬管道的表面中均勻地受到腐蝕。由于均勻腐蝕容易及早的被發(fā)現(xiàn)，因此其造成的危害性比較小。而局部腐蝕比均勻腐蝕更容易發(fā)生而且不容易被及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，所以危害較大。

在局部腐蝕中點(diǎn)腐蝕的危害最大的。點(diǎn)腐蝕又稱小孔腐蝕，是指在金屬管道中的某些部位，被腐蝕成一些深而細(xì)小的孔狀，嚴(yán)重時(shí)還容易發(fā)生穿孔。在潮濕的土壤中，埋地管道由于一系列的電化學(xué)反應(yīng)，使得某一部位出現(xiàn)了一些腐蝕的微孔。隨著時(shí)間的不斷推移，這些微孔漸漸加深并至穿透整個(gè)管壁而造成穿孔造成鋼質(zhì)管道發(fā)生泄漏狀況。

二、描述鋼質(zhì)管道的腐蝕機(jī)理

通常管道的材料大部分都是鋼質(zhì)的材料，而管道不是暴露在空氣中就是被埋于泥土內(nèi)，這使得管道都很容易產(chǎn)生腐蝕進(jìn)而造成管道的破壞。一般來講腐蝕的形式是多式多樣的，但是從腐蝕的本質(zhì)機(jī)理上來講主要有以下兩種腐蝕類型：

1、電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是指金屬管道表面與其周邊的介質(zhì)中的電解質(zhì)發(fā)生有電流產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，并且導(dǎo)致了管道材料發(fā)生了性能的改變而產(chǎn)生損耗。也就是我們常說的形成了原電池效應(yīng)。其特征是指在發(fā)生氧腐蝕的表面會(huì)形成許多直徑不等的小鼓包，次層是黑色粉末狀潰瘍腐蝕坑陷。由于在介質(zhì)中普遍存在電解液，所以電化學(xué)腐蝕相對于化學(xué)腐蝕就更為普遍。特別是鋼質(zhì)材料管道和土壤中介質(zhì)接觸就更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。通常電化學(xué)腐蝕按其腐蝕的形式可分為兩種：

1.1微電池腐蝕：是指在管道表面上相距僅為幾mm甚至幾μm的陽極和陰極許多微小的電極所組成的原電池造成的腐蝕。這種微電池腐蝕跟化學(xué)腐蝕一樣都是屬于均勻腐蝕，其危害性相對較小。

1.2宏電池腐蝕：是指在管道表面上相距幾cm甚至幾m的陽極區(qū)和陰極區(qū)所組成的原電池作用而產(chǎn)生的腐蝕。宏電池腐蝕屬于局部腐蝕，外形極不均勻。由于陽極區(qū)與陰極區(qū)相距較遠(yuǎn)，介質(zhì)電阻在回路的總電阻中占相當(dāng)大比例，因此腐蝕的速度除與陽極和陰極的電極過程有關(guān)外，還與介質(zhì)電阻率有關(guān)。若介質(zhì)的電阻率大，則腐蝕的速度降低。宏電池腐蝕會(huì)在鋼質(zhì)管道表面會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)狀、斑塊狀、坑狀、孔穴狀或溝槽狀等的腐蝕形態(tài)使管壁局部變薄而產(chǎn)生損壞和泄漏，故其危害相當(dāng)大。

2、化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕是指管道表面與周圍介質(zhì)發(fā)生完全的氧化還原反應(yīng)使得管道材料發(fā)生的性能改變而導(dǎo)致的損耗。其發(fā)生的條件是：在干燥的條件下，主要是金屬與介質(zhì)中的O發(fā)生反應(yīng)生成的金屬氧化物而導(dǎo)致的損耗；在潮濕的條件下，一些酸性氣體與水蒸氣結(jié)合而生成弱酸，弱酸與管道發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生損耗。

鋼質(zhì)管道的化學(xué)腐蝕屬于均勻腐蝕，只引起管道壁厚的均勻減薄，一般不發(fā)生穿孔而引起油氣的泄漏。因此，鋼質(zhì)管道的化學(xué)腐蝕的危害較小。

三、鋼質(zhì)管道防腐蝕措施

由于鋼質(zhì)油氣管道的長度都是很長的，有的長度都到達(dá)幾千公里以上。在鋼質(zhì)油氣輸送管道的周圍的介質(zhì)情況相對較為復(fù)雜多樣，特別是在土壤的狀況是千差萬別的，使得其腐蝕環(huán)境更為復(fù)雜。所以，對于鋼質(zhì)管道的防腐工作需要引起我們工作人員的特別重視。當(dāng)前的防腐技術(shù)主要有以下幾種：

1、表面涂層防腐

金屬管道表面涂敷防腐涂層對鋼質(zhì)管道應(yīng)用廣泛，是公認(rèn)的有效的防護(hù)方法。在金屬管道的表面形成各種涂層使得金屬表面與腐蝕介質(zhì)隔離，使得金屬的腐蝕速度大大降低。根據(jù)涂層的部位的不同可以分為：

1.1內(nèi)涂層防腐是在管道內(nèi)表面涂敷相應(yīng)的防腐涂層，其在有效避免管道輸送的油氣對管道內(nèi)壁的腐蝕的同時(shí)，還可以使得管道內(nèi)表面更為光滑而減小輸送的阻力。對于輸油管道，內(nèi)涂層一般采用036耐油防腐涂料。其化學(xué)穩(wěn)定性高，機(jī)械性能好，不污染油品，使用方便。

1.2外涂層防腐主要是在管道外表面涂敷防腐涂層。由于管道外介質(zhì)的復(fù)雜性使得管道的外涂層防腐變得很重要。目前管道外涂層防腐使用最多的防腐材料有：瀝青類防腐涂層、環(huán)氧粉末防護(hù)涂層、三層聚乙烯復(fù)合防護(hù)涂層、聚氯脂防護(hù)層等。由于管道外介質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性使得防腐蝕涂層的使用后較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)涂層的剝落和開裂等。因此，根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況，在進(jìn)行外涂層防腐時(shí)需特別注意材料的選用與涂裝工藝的設(shè)計(jì)。

2、電化學(xué)防腐

因?yàn)殡娀瘜W(xué)腐蝕對管道的危害相對較大，所以，對電化學(xué)防腐需要我們工作人員特別的重視。通常電化學(xué)防腐方法主要有：犧牲陽極保護(hù)、外加電流保護(hù)和雜散電流排流保護(hù)。

犧牲陽極保護(hù)是利用電化學(xué)腐蝕中，陰極不腐蝕，而陽極被腐蝕的原理，以犧牲陽極為代價(jià)，來保護(hù)作為陰極的管道的方法。為了有效的實(shí)現(xiàn)防腐，犧牲陽極不僅僅在開路狀態(tài)有足夠的負(fù)自然腐蝕電位，而且在閉路狀態(tài)有足夠的工作電位，從而保證在工作時(shí)有足夠的驅(qū)動(dòng)電壓。在埋地管道中常用的陽極材料有鎂及鎂合金、鋁及鋁合金。其適用于無電源地區(qū)和規(guī)模小、分散的對象。

強(qiáng)制電流保護(hù)是用外部的直流電源作為極化電源，管道接電源負(fù)極，輔助陽極接電源正極，在電流作用下，是管道發(fā)生陰極極化實(shí)現(xiàn)對陰極的保護(hù)。輔助陽極多為高硅鑄鐵、石墨和廢鋼等。強(qiáng)制電流法是目前長距管道最主要的保護(hù)方法。其優(yōu)點(diǎn)是控制靈活、適合苛刻的復(fù)雜腐蝕條件，保護(hù)范圍廣；缺點(diǎn)是一次性投資大，有較強(qiáng)的電磁污染。

雜散電流是一種因外界條件影響而產(chǎn)生的一種電流。如：由于電氣化鐵路、礦山、工廠等各種用電設(shè)備接地與漏電，在土壤中就會(huì)形成雜散電流。當(dāng)土壤中有雜散電流存在時(shí)，就可以利用排流實(shí)現(xiàn)對管道的陰極極化，從而保護(hù)管道不發(fā)生電化學(xué)腐蝕。但排流保護(hù)收到雜散電流的限制。通常分為直接排流、強(qiáng)制排流和極化排流三種形式。各種形式都有局限性，因此，最好埋地管道能夠遠(yuǎn)離雜散電流產(chǎn)生源。