01 腐蚀及腐蚀控制

NameofDivision,Function,Segment,Product腐蚀及腐蚀控制NameofDivision,Function,Segment,Product责任声明1.本课程的所有信息和数据在和作者本人看来都是正确可信的；但和作者本人在任何情况下都不承担任何组织和/或个人由于使用本课程信息和数据所带来的任何直接和/或间接损失；2.本课程绝大多数信息（文字/图片等）为编者原创、翻译、摘录；本课程所有信息并不用于出版、销售等商业用途，而只作防腐爱好者学习交流之用。NameofDivision,Function,Segment,Product腐蚀和腐蚀控制—目录腐蚀的定义影响腐蚀速率的要素腐蚀环境的分类腐蚀控制NameofDivision,Function,Segment,Product腐蚀的定义腐蚀是某种材料（通常是指某种金属），由于与周围环境发生反应而产生的一种降解。这种定义非常广泛，除了金属之外还有其他材料，如木料、混凝土和塑料，也会发生腐蚀。NameofDivision,Function,Segment,Product腐蚀通常以其结果来描述（腐烂/锈蚀/老化）；是金属（钢铁）生产的逆向过程。铁生锈是铁与空气中的氧气和水接触，发生化学反应，而产生的一种化学腐蚀。4Fe+3O2+H2O=2Fe2O3·H2O铁失去电子被氧化；氧得到电子被还原。NameofDivision,Function,Segment,Product钢Steel能量Energy自然界更喜欢低能量NaturePrefersLowEnergy能量差Difference锈蚀、腐蚀产物、铁矿石Rust,CorrosionProducts,IronOreNameofDivision,Function,Segment,Product腐蚀•是随着时间的过去所发生的一种自然现象•是一种电化学反应(在金属上)•不同的金属，发生的速率也不同•钝化可改善(减少)自然腐蚀率NameofDivision,Function,Segment,Product有些金属由于一种被称作为“钝化”的现象而发生较慢的腐蚀。钝化是在表面上形成保护性氧化层，从而降低化学活动性并减少其发生腐蚀的能力。8of39NameofDivision,Function,Segment,Product腐蚀电池返回通道（金属）ReturnPath(Metallic)电子流ElectronFlow阴离子-ions阳离子+ions阳极Anode阴极Cathode如果腐蚀发生，会有4个要素形成腐蚀电池：阴极/阳极/金属通道/电解液电解液ElectrolyteNameofDivision,Function,Segment,Product在钢材上的腐蚀•钢材传输电流，提供金属通道•由于（电）位能的不同，会产生许多阳极和阴极区域•与电解液接触产生腐蚀•在电解液中溶解的化学盐加速腐蚀反应NameofDivision,Function,Segment,Product影响腐蚀速率的要素（环境因素）•腐蚀速率会受到以下方面的影响：–湿度–氧气–化学盐–温度–化学品和空气中所含的各种气体•通常，腐蚀速率会随着每一项含量的增加而增大NameofDivision,Function,Segment,Product腐蚀环境的分类什么是ISO12944？ISO=InternationalStandardsOrganisation()它是总部设在瑞士的国际标准组织：ISO9001ISO9002IS014001•在九十年代中期，涂料工业与腐蚀专家一起组成了一个委员会，研究有关钢结构的防腐问题–这就是ISO12944•新制阶段运用12944可以帮助最小化涂层的维修，进而帮助减少健康和安全的担心，环境影响和总体结构寿命成本•关键好处是在涂装工业术语和定义的标准化，避免由于传递有误差引起的误解。所有人说同样话NameofDivision,Function,Segment,Product什么是ISO12944?•为工程师、工程顾问、工程承包方以及涂层的供应商提供了全面的有关涂层防腐的指导。•ISO12944共分为8个部分3个参数：定义了涂装系统的“耐久性（耐用年限）”定义了环境的“腐蚀等级”为选择“涂装系统”提供了指导NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944第1部分–通则ISO12944第1部分描述了整个标准范围这些功能包括防污漆，化学品和压载水储存和防火等ISO12944没有包含高温区域必须确保在设计寿命期间进行常规检查和小的修补NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944第1部分–通则•耐久性（耐用年限）:到第一次大修前的期望寿命•不是涂装系统的担保时间!–类似于工程中的“设计寿命”•担保时间通常比耐久性短；•涂层第一次大修前的失效的判断依据由相关各方协定(基于ISO4628-1，2，3，4，5)，例如Ri2或Ri3表示为3个范围低(l)2至5年中(M)5至15年高(H)大于15年NameofDivision,Function,Segment,ProductISO4628-3-1982锈蚀程度表示Ri10.05%Ri20.5%Ri31%Ri48%Ri540–50%缺陷（锈蚀）程度–ISO4628NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944其余各部分摘要部分摘要2包括各种环境的腐蚀性及其定义。这样不同的防腐涂层可被指定用于这些环境3从腐蚀防护的角度阐述了钢结构设计方面的一些好的设计方法4涵盖了钢结构表面处理方面的问题–参照ISO8501,IS08502,IS08503,ISO85045对于给定的防腐年限和环境的腐蚀等级给出典型的涂装系统.6涂装系统的实验室测试方法,特别针对那些没有足够实际工程使用记录的涂层系统7现场施工,检测和后续工作8描述了怎样为防腐准备配套以及其他事宜NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944第2部分–环境的分类•大气环境:定义为金属试样(低碳钢和锌)在一年时间内的重量损失(g/m2)或厚度的损失。•水和土壤(浸泡/掩埋)NameofDivision,Function,Segment,Product大气腐蚀环境分类每平方米质量/厚度损失(暴露1年后)供参考的典型环境低碳钢镀锌板外部内部质量损失g/m2厚度损失m质量损失g/m2厚度损失mC1很低101.30.70.1----带供暖建筑、中性大气环境，如：办公室、商店、宾馆等C2低10-2001.3-250.7-50.1-0.7低污染环境，大部分是乡村区域非供暖区域、会出现冷凝水的环境，比如：仓库、体育场馆C3中度200-40025-505-150.7-2.1城市及工业大气环境。含中度硫化物，低盐份临海区域具有高湿度和轻度空气污染的车间如食品加工、洗衣、酿酒厂、乳品加工等C4高400-65050-8015-302.1-4.2含有中等盐分的工业和沿海区化工厂、游泳池、船厂C5－I很高(工业)650-150080-20030-604.2-8.4具有高湿度和苛刻大气环境的工业地区几乎长期有冷凝水/重污染的建筑物或区域C5－M很高(海洋)650-150080－20030－604.2－8.4高盐度的海岸和离岸地区几乎长期有冷凝水/重污染的建筑物或区域NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944第2部分–环境的分类•C5-I指由于侵略性的化学品和酸碱硫等空气污染混合和高湿度的存在使腐蚀性非常高的大气环境•C5-M指腐蚀性和C5-I相似但有着更高盐分和更高湿度的海洋大气环境•适用于C5-M的配套不一定推荐给C5-INameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944第2部分–环境的分类(浸泡/掩埋)类别环境举例Im1淡水河流中的设施,水力发电厂Im2海水或含盐分的水港区结构如闸门、防波堤以及离岸结构Im3土壤埋地储罐、钢桩和钢管等NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944第2部分–环境的分类(浸泡/掩埋)浸水能细分为下面三个区区域描述水下永久浸水环境间歇浸水浸水和暴露于大气共同存在（潮间带）飞溅区波浪溅湿区，增加更高的腐蚀率NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944第5部分–防腐油漆系统富锌底漆的定义干膜中锌粉重量含量不小于80％•针对所有腐蚀类别列举了合适的通用油漆类别。例如C4和C5环境常有富锌底漆，C3以下没有•通过干膜厚度来满足涂层设计寿命（或耐久力）NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944-5标准推荐的防护漆干膜厚度预期耐久性C2umC3C4C5含锌um无锌um含锌um无锌um含锌um无锌um2-5年80-120160200--5-15年120-16020024024030015年以上160160200240280320-400320-400-500NameofDivision,Function,Segment,ProductISO12944-5防护涂装系统类别DFT范围(µm)预期耐久性Im-1Im-2Im-3360–440中(5-15年)480–1000高(15年)NameofDivision,Function,Segment,Product环境分类–举例C1很低的腐蚀环境机场航站楼内部NameofDivision,Function,Segment,Product环境分类–举例C2低的腐蚀环境无加热的仓库内部NameofDivision,Function,Segment,Product环境分类–举例C3中等腐蚀环境城市内的体育场NameofDivision,Function,Segment,Product环境分类–举例C4高的腐蚀环境工业和沿海的加工工厂NameofDivision,Function,Segment,Product环境分类–举例C5-I很高的腐蚀环境工业大气中的化工厂NameofDivision,Function,Segment,Product环境分类–举例C5-M很高的离岸腐蚀环境离岸结构Im2–浸海水环境NameofDivision,Function,Segment,Product如果防腐不当，又会如何？NameofDivision,Function,Segment,Product腐蚀控制腐蚀可通过以下方法予以控制：•设计•缓蚀剂•材料选择•阴极保护•防腐涂料•改变环境NameofDivision,Function,Segment,Product设计良好的设计应包括：•避免湿气、灰尘等的滞留•便于涂装施工NameofDivision,Function,Segment,Product避免易于产生灰尘/湿气的聚集不理想较好最佳方法湿气截留NameofDivision,Function,Segment,Product缓蚀剂•当加入环境中后，可减慢腐蚀速率的物质•通常加于密闭空间（例如管道）中的原油、冷却水、蒸汽NameofDivision,Function,Segment,Product材料选择–电位序(海水温度为25ºC)•镁Magnesium最活跃•锌Zinc•铝Aluminum•低碳钢MildSteel•铸铁CastIron•铜Copper•不锈钢StainlessSteel•银Silver•金Gold•铂Platinum最不活跃NameofDivision,Function,Segment,Product电化（不同金属）腐蚀的通用规则如下：•最活跃（或阳极的）金属发生腐蚀更快，而相对更惰性的（或阴极的）金属可被保护，腐蚀较少•不同金属的电位差越大，电化腐蚀