海洋平台的腐蚀及防腐技术

海洋平台的腐蚀及防腐技术

化学化工学院装控131 杨哲 1304310125

摘要:概括了海洋平台不同区域的腐蚀环境和腐蚀规律，对海洋平台重防腐涂料的选择要求及配套体系进行简要叙述。针对海洋平台的长效防腐防护要求，介绍了几种具有长效的防腐材料和防腐技术特点，包括海洋平台热喷涂长效防腐蚀技术、锌加保护技术、海洋平台桩腿防腐套包缚技术等，为我国对海洋平台长效防腐防护技术的研究提供参考。

关键词:海洋平台;防腐;热喷涂;锌加技术;防腐套

Abstract:This paper summarizes the corrosion environment and rules of the differentzones in offshore platforms, also briefly introduces the requirements and systems of the anticorrosion coating .According to the long-term anticorrosion requirements in offshore platforms, the paper introduces several long-term anticorrosion technology, including thermal spraying, adding zinc protection and anticorrosion technology with platform legs wrapped etc,which will provide some references to the research of the long-term anticorrosion technology in offshore platforms.

Key words:Offshore platform;anticorrosion; Thermal spraying; Adding zinc technology; Anticorrosion wrap

海洋平台是一种海上大型工程结构物。其钢结构长期处于盐雾、潮气和海水等环境中，受到海水及海生物的侵蚀，而产生剧烈的电化学腐蚀。腐蚀严重影响海洋平台结构材料的力学性能，从而影响到海洋平台的使用安全[4]。而且由于海洋平台远离海岸，不能像船舶那样定期进坞维修保养，因此海洋平台的建造者及使用者都非常重视海洋平台的防腐问题。如何对海洋平台结构进行长效防腐，以及开发研究海洋平台结构长效防腐的新材料、新技术及新工艺都具有十分重要的

意义。

1海洋平台的腐蚀规律

1.1海洋环境的腐蚀区域界定

海洋平台的使用环境极其恶劣，阳光暴晒、盐雾、波浪的冲击、复杂的海水体系、环境温度和湿度变化及海洋生物侵蚀等使得海洋平台腐蚀速率较快。海洋平台在不同的海洋环境下，腐蚀行为和腐蚀特点会有比较大的差异。因此要对海洋平台结构在海洋环境中腐蚀区域的腐蚀情况进行分析和界定，才能针对性地提出有效的保护措施。根据海洋环境、腐蚀特点和平均腐蚀率不同，海洋平台在海洋环境中可分为海洋大气区、飞溅区和全浸区3大区域。为了更好地分析海洋平台钢结构的腐蚀情况，许多研究者又将飞溅区分为飞溅区和潮差区，全浸区分为海水全浸区和海底泥土区，即分成5大腐蚀区域[5-7]，见图1

1 .2海洋钢结构腐蚀情况

海洋大气区:海洋大气区海盐粒子使腐蚀加快，干燥表面与含盐的湿膜交替变换形成物理、化学和电化学作用影响金属腐蚀。

飞溅区:在海洋环境中腐蚀最严重的部位是在平均海潮以上的飞溅区。由于经常成潮湿表面，表面供氧充足，无海生物污损。长时间润湿表面与短时间干燥表面的交替作用和浪花冲刷，造成物理与电化学为主的腐蚀破坏，且破坏最大。

潮差区:钢结构在潮差区的腐蚀为最低，甚至小于海水全浸和海底泥土的腐蚀率。在平均低潮位以下附近区域的腐蚀出现一个峰值，这是因为钢桩在海洋环境中，随着潮位的涨落，在水线上方湿润的钢铁表面供氧总量比水线下方的浸在海水中的钢结构表面要充分得多，且彼此构成一个回路，由此成为一个氧浓度差宏观腐蚀电池。腐蚀电池中富氧区为阴极，即潮差区;相对缺氧区为阳极，即平均低潮位水线下方的区域。总的效果是整个潮差区中每一点分别受到了不同程度的阴极保护。而在平均低潮位以下则经常作为阳极而出现的腐蚀峰值。

海水全浸区:在海水全浸区的腐蚀中，浅海腐蚀可能比海洋大气中更迅速，深海区的氧含量往往比表层低得多，水温近于0°,腐蚀较轻。

海底泥土区:存在硫酸盐和还原菌等细菌，海底沉积物的来源及特征不一。受海水影响少，且温度低，腐蚀程度小，只是在海流作用交界处有一定腐蚀。

2海洋平台钢结构的涂料防腐技术

海洋平台长期处于恶劣的腐蚀环境中，使用期间维修困难，因此在防腐蚀技术上规定只能使用高性能重防腐涂料[8,9]。海洋平台使用的几种重防腐涂料各具下列特点:

(1)富锌底漆:要求含高比例锌粉的涂料，匡时要求与基材附着力强。富锌底漆作用之一是走阴极保护，另外当涂层中有破坏或不连续时，锌耀可以起牺牲阳极作用而保护基材。富锌底漆一彤采用无机富锌底漆、环氧富锌底漆等。

(2)中间漆:中间漆要求综合防腐能力强，牛间漆的特点是含高效的防锈材料或防渗透材料，女l颗粒状或鳞片状锌粉、玻璃鳞片、不锈钢鳞片、纳沐级的钦粉等为主的屏蔽型和阴极保护型涂料及名种新型缓蚀型涂料等等。

(3)面漆:面漆的作用是为底漆和中间漆提供一个保护层，减缓和限制水气、氧及化学活性离子的渗入。还要求有抗冲击性、抗老化性和抗溶性等。面漆一般采用氯化橡胶、乙烯树脂、聚氨醋或丙烯树脂涂料等。

另外，重防腐涂料要获得良好的防腐效果，还需要注意多方面的因素，包括基材的表面处理、高品质涂料、合理的涂层体系、外界施工条件、涂层施工的质量控制等。目前重防腐涂料主要还是使用在海洋平台的大气区。参考的涂层配套见表1[9-11]。

2.1腐蚀的防护措施

由于应力腐蚀涉及到材料、应力和环境3个方面,因此,控制压力容器的应力腐蚀应从这3个方面入手,采取相应对策。

2.1.1注意工作环境

(1)外部环境。

针对外壁腐蚀的特点,我们在工作中要注意压力容器的储存和工作环境,避免潮湿,在允许的范围内经常通风,保持干燥。

(2)内部环境。

对于容器内部介质腐蚀性特别强的压力容器,要么没有合适的耐腐金属材料,要么就是材料太昂贵,针对这种情况可以采用衬里防护的方法解决腐蚀问题。通常情况,压力容器采用的衬里有橡胶、玻璃钢、不锈钢、钛、聚四氟乙烯等,具体要根据容器内的介质特性、工作压力以及工作温度等情况决定。不锈钢、钛适用于压力和温度都比较高的场合,但是施工相对困难,而且成本比较高。衬非金属材料要求使用温度和压力都不能太高,所以受到一些限制。

2.1.2 合理选材

根据压力容器不同的用途和所处的介质、温度和压力情况，在压力容器的制作过程中，选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢压力容器可以增强防腐蚀能力。除了介质的腐蚀性与选材有直接关系外，介质的易燃程度和

毒性程度也直接决定着选材。

在很多工程和工作中,工作的环境是无法改变的,在这样的情况下,我们可以根据环境中不同腐蚀因子的情况选择合适的材料,尽量选择屈服强度低于220MPa的低碳钢或者铁素体钢。如果根据需要,必须选择高碳钢,就要在焊接工艺上采取相应措施。

2.1.3合理的结构设计和加工制造

在设计和制造过程中,尽量使应力分布均匀,避免局部应力集中。例如,不等壁厚的连接应采用缓慢过渡连接,对于卧式设备的开孔和焊缝应避开可能产生拉应力处,对于立式设备尽量不采用悬挂式支座或塔接式裙座。结构设计中应尽量避免缝隙和可能造成腐蚀液残留的死角。因为缝隙和死角的存在, 为有害物质(如Cl-、OH-) 的浓缩提供了条件,使缝隙中有害物质浓度高于临界浓度, 从而在电化学方面满足了应力腐蚀条件，因此焊缝结构应设计成全焊透结构。此外，换热器管与管板的连接应尽量采用胀焊并用结构。

在结构设计中一定要尽量避免缝隙和可能会让腐蚀液存留的死角。因为缝隙和死角会为有害物质的浓缩提供便利的空间和条件。所以焊接应该采用全焊透结构。另外,在换热器管与管板的连接过程中尽量采用胀焊并用的结构。

要减少近缝区过热的现象,避免在焊接的过程中产生“中温敏化”的情况。例如,

针对腐蚀介质的焊缝要留到最后焊接,尽最大可能避免交叉焊缝,减少焊缝的接头等等。在双面焊缝中,接触腐蚀介质的一边焊缝不能安排在最后焊接时,应该调整焊缝尺寸形状以及焊接规范,使第二面的焊缝产生的敏化温度区不落在前一面焊缝的表面的过热区上,不然就会产生刀状腐蚀。

2.2.1使用防腐涂料

对腐蚀较严重的设备，涂料防腐是应用最广泛的一种防腐手段，它通常由合成树脂，植物油，橡胶，浆液溶剂等配制而成，覆盖在金属面上，干后形成薄层多孔的膜。虽然不能使金属与腐蚀介质完全隔绝，但使介质通过微孔的扩散阻力和溶液电阻大大增加，腐蚀电流下降，具有较好防腐效果。

2.2.2衬里防护

有些压力容器内介质的腐蚀性特别强，没有合适的耐蚀金属材料或材料特别昂贵，对于这种情况可采用衬里的方法来解决腐蚀问题。一般压力容器采用的衬里有不锈钢、钛、橡胶、玻璃钢、聚四氟乙烯、搪玻璃等，要根据容器内的介质特性、工作压力、工作温度等具体情况而定。衬不锈钢、衬钛适用于压力和温度较高的场合，但施工困难，成本较高。衬非金属材料则使用温度和压力都不能太高，因而受到一些限制。

2.2.3除去环境中腐蚀性物质的方法

a.除去水分

为防止室内大气的腐蚀，有效的方法是依靠大气的除湿使金属表面经常保持在露点以上，对装置内部的腐蚀、将水分控制在一定指标以下。比如在输进二氧化碳、硫化氢、氯化物等介质时，前置脱水装置。

b.脱除溶解在水中的氧

为防止中性水所引起的碳钢腐蚀，最有效的办法可采用机械脱气法或添加脱氧剂(如联氢、亚硫酸钠等)。

c.脱除其他有害成分

在某些工艺炼制过程中，为避免产生腐蚀性的酸性气体，可前置脱盐装置等。

2.4.9在环境中添加具有防腐蚀作用的成分方法

a.添加防腐蚀剂

在腐蚀环境中少量添加缓蚀剂，在金属表面形成保护膜，能显著抑制金属腐蚀的速度取得一定防腐蚀效果。如加入铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐可在金属表面形成氧化膜，加^聚台磷酸盐、磷酸盐、锌盐、硫基苯并噻唑、苯并三唑可使金属表面形成沉淀保护膜。加入胺类表面活性剂可使金属表面形成吸附保护膜等。但是在使用这类缓蚀剂时，添加的浓度要求十分严格

b.添加钝化剂

如不锈钢、钛合金等，对于盐酸、硫酸之类的非氧化性酸，耐腐蚀性差，可通过添加氧和铬酸、硝酸、J等少量氧化剂，可明显减少腐蚀。

c.添加中和剂

通过添加中和剂的方法调整PH值、氢氧化钠、碳酸钠、氨等可有效地避免酸性腐蚀，但使用方法要妥当，以避免产生碱f生脆化及其他材料劣化。

3海洋平台结构的几种长效防腐技术

对于海洋平台各个区域的防腐，目前除了以防腐涂层与阴极保护或外加电流阴极保护系统配套外，还在海洋平台上使用其他具有长效防腐的技术，包括平台热喷涂长效防腐蚀技术，锌加保护技术、平台桩腿防腐套包缚技术等。

3.1海洋平台热喷涂防腐技术

热喷涂技术在海洋平台钢铁构件的应用已有很久的历史了。热喷涂锌、铝及其合金涂层在国外海洋平台钢铁构件上都有成功应用实例[12-14]，实例表明:热喷涂锌铝及其合金涂层已成为一种成熟的防腐技术，经过适当封闭的热喷锌铝涂层在常温和高温下对处于飞溅区的钢结构均表现出优良的防腐蚀性能。

热喷涂铝涂层在海洋平台中最大应用工程是1984年建造的H otton张力腿平台。该平台设计寿命50年。其使用8年后，在飞溅区没有发现腐蚀现象和褐色渗漏效应。厚度测量表明，平台安装后涂层厚度没有减少，说明了海洋平台喷涂锌铝金属覆盖层的防瘸蚀效果十分明显，即使表面有机涂层脱落也会保扩基体免遭腐蚀。同时经试验表明，2001}m厚的热啧锌铝涂层对钢结构在飞溅区的防护寿命可以确保超过30年。

对于海洋平台使用的高强度钢制件来说，喷涂铝及铝合金涂层不仅可提供一种铝屏蔽层，而且一旦涂层受到破坏，还可以作为牺牲阳极保护所出现的漏涂区。在涂层上可涂覆封闭涂料，以封闭铝及铝合金涂层的孔隙，从而改进涂层性能，延长其总的使用寿命。我国的热喷涂防腐技术起步较晚，目前用在海洋平台防腐还处于试验阶段，有待进一步发展和推广应用。

3.2海洋平台锌加保护技术

锌加保护是一种优质便捷的钢结构防腐保护方法，锌加保护对基体材料拥有阴极保护和屏蔽保护双重作用。锌加保护技术具有优异的防腐性能在于锌加镀锌涂层干膜中含锌量达9600，产品中锌粉纯度高达99.995%以上。锌加保护还具备独特的重融性，新的锌加涂层与原有的锌加镀层可完全融合，便于维修补涂。

锌加保护与传统有机涂料相比，具有很强的阴极保护作用并且可以作为良好

的底层，其耐腐蚀能力高于常规的富锌底漆5 ~6倍，防腐保护年限可达到25 ~30年。

在海洋平台全浸区的腐蚀程度比大气区严重，但比飞溅区要轻。全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护，而很少单独采用涂料保护，原因是目前防锈、防污涂料使用期限很难达到海洋平台永久性的保护。锌加保护技术在涂层保护和阴极长效保护的双重作用下，具有较长的防腐保护年限从而弥补了一般涂料在防腐作用使用年限的不足。

经国内外海洋平台的工程证明，锌加保护涂层技术的防腐性能十分优异。2000年锌加保护技术被应用在国内深圳蛇口海上钻井平台和东海平湖油田海上钻井平台的局部维修上，修复的锌加涂层用到至今未发现锈蚀，防腐性能良好。在海洋平台应用的热喷涂涂层的基本配套见表2 [10]

3.3海洋平台桩腿防腐套包缚技术

目前，海洋飞溅区这一腐蚀最严重部位的防腐问题得到了空前广泛的关注，并正在进行深入的研讨之中。现在公认为最成熟的技术是防腐套包缚方法。在美国、英国、日本等发达国家，越来越多的海洋平台对飞溅区桩腿的防腐采用了防腐套包缚技术。

防腐套是一种长效防腐技术，用在海洋环境条件下的飞溅区，可以使防腐寿命达30年以上。防腐套由高强度多层织物外覆以特殊聚醋层，内覆防腐触变胶3部分构成。这3层结构紧密地聚合在一起形成了单片式整体结构。这种独特的结构可以通过增加或减少套体的厚度和改变织物的构造来调整防腐套的物理特性，以适应不同的防腐要求。其多层织物本身的弹性可使防腐套以设计的张力紧密地包缚海洋平台桩腿，并且达到水密甚至气密的密封要求，从而实现长效防腐。

海洋平台桩腿防腐套可有效解决海生物附着的不良影响。防腐套产品的外层涂覆抗污成分和内层防腐触变胶等独特设计，可有效地防止海生物的附着和生长，从而使防腐套防腐寿命大大延长，最终有效地达到长效防腐保护的目的。其本身高强度织物的弹性作用，会在防腐套和柱桩表面形成一个紧绷的环套张力，这不仅会使防腐套紧紧包缚在桩腿上，而且不会受到由于温度变化引起钢管桩腿热胀冷缩的物理变化所带来的任何影响。目前，桩腿防腐套技术已在世界各地多个海洋工程上得到应用。

4结束语

海洋平台钢结构的防腐，要根据海上不同区域的腐蚀特点，腐蚀速率选用相应的防腐防护措施。防腐涂料不断涌现新的品种，要充分注意到涂料自身的性能及涂层间的配套性，严格涂装过程。热喷涂涂层和锌加保护技术是涂层与阴极保护的相互配套，从而达到对海洋平台的长效防腐。海洋平台的桩腿在飞溅区和水位变动区频繁地经受海浪的拍打和生产作业中外物的碰撞，是桩腿腐蚀最严重的部位，需要特别的防腐保护。防腐套包缚技术具有独特的高强度外套设计，可以使海洋平台桩腿在飞溅区和水位变动区得到很好的防腐保护效果。为了尽可能地避免腐蚀损失，延长海洋平台的使用寿命，发展海洋平台防腐技术具有重大意义。

参考文献

[1]Britton J. Early Coating Failures on Offshore Platforms) AI，Corrosion/20041 CI .Houston: NACE, 2004.

[2]侯保荣.海洋环境腐蚀规律及控制技术I JI.科学与管理，2004, (5 ): 7-8.

[3]侯保荣.海洋腐蚀环境理论及其应用I MI.北京:北京科学出版社，1999.

[4] K lfnvik, B H Leinum，E B Heirer, et al. Material Risk-ageing Offshore Installations} R} Petroleum Safety AuthorityNorway (PSA)Report No 2006一3496 Veritasveien Det Norske Veritas 2006.

[5] Fracis L Laque. Materine Corrosion Causes and Prevention} M} .New York: John Wiley &Sons, 1975: 51 -52.

[6] Pierre R Roberge. Handbook of CorrosionEngineering} M} .New York, Mc Graw-Hill, 1999: 129一142.

[7] Denis Brondel, Randy Edwards, Andrew Hayman.Corrosion in the oil industryl11l .Oilfield Review, 1994, (4) 4一18.

[8] Greenwood-sole G, Watkinson C J. New Glassflack Coating Technolog

y for Offshore Applications}AI.Corrosion/2004[C]，Houston: NACE, 2004.

[9] SY/T 10008-2000.海上固定式钢质石油生产平台的腐蚀控制[S]

[10] NS M-501:2004, Surface Preparation and Protective Coating[S]

[11] NACE RP 0176-1994, Corrosion Control of Steel Fixed Offshore St ructures Associated withPetroleum Production[S]

[12] Karl P Fischer, William H Thomason, Trevor Rosbrook, et, al. Performance History of Thermal-Sprayed Aluminum Coatines in Offshore Servicel 71 .Material Performance. 1995.34 (4).27一35.

[13] 蔡涛，苗文成，王锋.线材电弧热喷涂技术在海洋工程防腐中的应用I JI.中国海洋平台，2003, (3):38-40.

[14] 李言涛，黄彦良，侯保荣.海洋钢铁件锌铝喷涂技术典型工程实例回顾I JI.材料保护，2005, (4 ): 51 -53.

金属腐蚀与防护

摘要：本文论述了腐蚀的产生机理，从而探讨了防腐蚀的办法。文章介绍了金属腐蚀与腐蚀机理,详细综述了形成保护层、电化学保护法、缓蚀剂法等几种常见腐蚀防护方法的原理以及在金属腐蚀与防腐中的应用和研究进展。 关键词：金属腐蚀防护 金属腐蚀的分类：根据金属腐蚀的反应机理，腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏；化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。电化学腐蚀是最常见、最普遍的腐蚀,因为只要环境的介质中有水存在,金属的腐蚀就会以电化学腐蚀的形式进行。金属在各种电解质溶液,比如大气、海水和土壤等介质中所发生的腐蚀都属于电化学腐蚀.。环境中引起金属腐蚀的物质主要是氧分子和氢离子,它们分别导致金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀,其中又以吸氧腐蚀最为普遍。 腐蚀给人类社会带来的直接损失是巨大的。20世纪70年代前后，许多工业发达国家相继进行了比较系统的腐蚀调查工作，并发表了调查报告。结果显示，腐蚀的损蚀占全国GNP的1%到5%。这次调查是各国政府关注腐蚀的危害，也对腐蚀科学的发展起到了重要的推动作用。在此后的30年间，人们在不同程度上进行了金属的保护工作。在以后的不同时间各国又进行了不同程度的调查工作，不同时期的损失情况也是不同的。有资料记载，美国1975年的腐蚀损失为820亿美元，占国民经济总产值的4.9%；1995年为3000亿美元，占国民经济总产值的4.21%。这些数据只是与腐蚀有关的直接损失数据，间接损失数据有时是难以统计的，甚至是一个惊人的数字。我国的金属腐蚀情况也是很严重的，特别是我国对金属腐蚀的保护工作与发达的工业国家相比还有一段距离。据2003年出版的《中国腐蚀调查报告》中分析，中国石油工业的金属腐蚀损失每年约100亿人民币，汽车工业的金属腐蚀损失约为300亿人民币，化学工业的金属腐蚀损失也约为300亿人民币，这些数字都属于直接损失。如该报告中调查某火电厂锅炉酸腐蚀脆爆的实例，累计损失约15亿千瓦·时的电量，折合人民币3亿元，而由于缺少供电量所带来的间接损失还没有计算在内。所以说，金属腐蚀的损失是很严重的，必须予以高度的重视。金属腐蚀在造成经济损失的同时，也造成了资源和能源的浪费，由于所报废的设备或构件有少部分是不能再生的，可以重新也冶炼再生的部分在冶炼过程中也会耗费大量的能源。目前世界上的资源和能源日益紧张，因此由腐蚀所带来的问题不仅仅只是一个经济损失的问题了。腐蚀对金属的破坏，有时也会引发灾难性的后果，此方面的例子太多了，所以对金属腐蚀的研究是利国利民的选择。由于世界各国对于腐蚀的危害有了深刻的认识，因此利用各种技术开展了金属腐蚀学的研究，经过几十年代努力已经取得了显著的成绩。 金属防护的方法： 改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐腐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。 在金属表面形成保护层在金属表面覆盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法[3]。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法、物理方法和电化学方法实现的。该法就是使金属表面形成转化层和加上一层坚固的保护层，达到隔离大气保护金属的目的.如对金属表面实施电镀、化学镀以及氧化、磷化处理等，可使金属表面覆盖一层耐腐蚀的保护层;也可以对金属表面氮化。

海洋平台腐蚀与防护1

第一章前言 1.1 国内外海洋平台事故 近30年来，海洋腐蚀向人类敲响的警钟。1980年3月，在北海艾克菲斯油田上作业的“亚历山大·基定德”号钻井平台，在8级大风掀起的高6∽8m的海浪的反复冲击下，5根巨大的桩腿中的D号桩腿因6根主撑管先后断裂而发生剪切断裂，万余吨重的平台在25min 内倾倒，使123人遇难，造成近海石油钻探史上罕见的灾难。挪威事故调查委员会检查报告表明，D号桩腿上的D-6主撑管首先断裂。该主撑管曾经开过一个直径325mm的孔，并焊上一个法兰，准备安装平台定位声纳装置，实际上后来并未安装，开裂就是从这个法兰角的6mm焊缝处开始的，裂纹在海浪与荷载的反复作用下不断扩展，最后导致平台沉没。 2010年9月7日23时，山东东营胜利油田位于渤海的作业3号修井作业平台受玛瑙台风影响(风力最大时阵风9级，浪高近4米)平台发生倾斜发生倾斜45度事故。平台上4人落水，32人被困平台。目前已有34人获救。平台设计通常都考虑台风的影响，况且又是在中国的内海-渤海，我觉得平台倒塌与海洋腐蚀应有一定的关联。 1.2 腐蚀工程 腐蚀工程包括腐蚀原理和防护技术两部分。 腐蚀原理是从热力学和动力学方面解释和论述腐蚀的原因、过程和控制。 防护技术泛指防止或延缓腐蚀损害所采用的有效措施。大体上有以下几种： ①选择材料，根据使用环境合理选用各类金属材料或非金属材料； ②电化学保护技术，主要是阴极保护技术、阳极保护技术与排流技术；③表面处理技术，如磷化、氧化、钝化及表面转化膜； ④涂层、镀层技术，主要有涂料、油脂、镀层、衬里与包覆层等； ⑤调节环境，即改善环境介质条件，如封闭式循环体系中使用缓蚀剂、调节pH值，以及脱气、除氧和脱盐等； ⑥正确设计与施工，从工程与产品设计时就应考虑腐蚀问题，如正确选材与配合，合理设计表面与几何形状，严格施工工艺，采取保护措施，特别是防止接触腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀及焊接腐蚀等。 由此可见，腐蚀工程涉及的专业知识领域很广，主要有冶金、材料、机械、表面处理、化学、

十大海洋腐蚀防护技术

盘点十大海洋腐蚀防护技术 前言 海洋工程构筑物大致分为：海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上)，简称为船舶与海洋工程结构。船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括：均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括：涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。 从腐蚀控制的主要类型看(表1)，涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之，表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法，电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段，缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用，结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据，腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。建立全寿命周期防护理念，结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数，在建设初期就重视防腐蚀方法，通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性，是重大海洋工程结构值得重视的问题。 表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例 一、防腐涂料(涂层) 涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。按防腐对象材质和腐蚀机理的不同，海洋防腐涂料又可分为

海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料；非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。 海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。海洋防腐涂料的用量大，每万吨船舶需要使用4～5万升涂料。涂料及其施工的成本在造船中占10%～15%，如果不能有效防护，整个船舶的寿命至少缩短一半，代价巨大。 海洋防腐领域应用的重防腐涂料主要有：环氧类防腐涂料、聚氨酯类防腐涂料、橡胶类防腐涂料、氟树脂防腐涂料、有机硅树脂涂料、聚脲弹性体防腐涂料以及富锌涂料等，其中环氧类防腐涂料所占的市场份额最大，具体见表2。实际上，从涂料使用的分类看，涂料可以分为：底漆、中间漆和面漆。其中，底漆主要包括富锌底漆(有机：环氧富锌；无机：硅酸乙酯)、热喷涂铝锌；中间漆主要有环氧云铁、环氧玻璃鳞片；面漆包括聚氨酯、丙烯酸树脂、乙烯树脂等。 表2我国重防腐涂料的种类与比例 我国重防腐涂料增长率较快，2012年我国涂料总产量1270万t，居世界第一位，但企业数量多，单产低。 我国涂料生产企业有上万家，但产量在5000t以上的涂料企业不足10%。美国涂料年生产总量约700万t，厂家只有400多个。日本是世界第3大涂料生产国，总产量200万t，生产企业只有167家。我国涂料公司的产值低：从企业销售额来看，我国最大的涂料公司的年销售额不足AkzoNobel(阿克苏诺贝尔)公司的1/50。此外，我国许多涂料公司的产品质量还有待进一步提高。我国虽有先进的纳米复

金属腐蚀及防腐技术

金属腐蚀及防腐 内容 1．腐蚀的定义及其危害 2.工程中钢铁的腐蚀问题 3．国内外在防腐蚀涂料方面的研究现状及分析 4．防腐蚀涂料简介 5．防腐蚀涂料的用途 6.防腐蚀涂料的选择与施工 7．Z Y-S高渗透性带锈防锈漆系列产品简介 8．Z Y-D橡塑漆简介 9.目前在研项目 1．腐蚀的定义、危害及分类 腐蚀是指材料与它所处的环境介质之间发生作用而引起的变质和破坏。 根据机理,腐蚀分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。 腐蚀的危害： 目前全球每年因腐蚀造成的损失已高达7000亿美元，占G D P总值的2～4％，为地震、台风、水灾等自然灾害造成损失的6倍之多 我国2003年统计，腐蚀损失约占国民生产总值（G N P）的约6％，完成“九五” 期间降低1个百分点挽回了700多亿人民币的损失。钢铁因腐蚀而报废的数量约当年产量的25－30％造成重大事故，阻碍经济发展。军事设备、舰艇、沿海空军飞机、二炮发射井架、两栖装甲车、沿海通讯装备。 化学腐蚀： 材料与环境介质发生直接的化学作用而引起的破坏。 氧化反应与还原反应同时发生。

腐蚀的机理： 电化学腐蚀:电化学腐蚀是对金属材料而言,指金属与离子导电的介质发生电化学作用而产生的破坏。 特点:氧化反应和还原反应为两个相对独立并同时进行的过程,即阴极过程和阳极过程。 物理腐蚀：指材料由于单纯的物理作用所引起的破坏。 特点:过程中既不发生化学作用,也不发生电化学作用。 工程中钢铁的腐蚀问题： 2．1钢铁的腐蚀环境分析 钢铁腐蚀主要指钢铁构件和混凝土的腐蚀,其中混凝土的腐蚀包括混凝土中钢筋的腐蚀及混凝土材料本身的腐蚀。钢铁设备所处的腐蚀环境是大气环境,或者是水环境。大气环境和水环境都属于自然环境。表面上看,自然环境的腐蚀问题不及工业环境腐蚀那么明显,但这类腐蚀情况十分复杂,影响因素很多,往往随时间的延长而加剧,最后导致材料失效。对腐蚀来说,大气的污染程度是重要的因素。 2．2影响钢铁腐蚀的因素： 湿度：湿度是决定大气腐蚀类型和速率的一个重要因素,一般来说,金属的临界湿度为50%～70%。 温度：在其他条件相同的情况下,平均气温高的地区,大气腐蚀速率较大。大气中S O2含量：我国城市大气中S O2浓度2级标准含量为0.023%,3级标准为 0.096%,碳钢在3级标准大气中腐蚀速率比2级标准大气中要快4倍。2．3钢铁材料的腐蚀：钢铁材料的腐蚀大多为电化学腐蚀。 2．4钢铁腐蚀典型案例分析： 广东某斜拉桥1988年12月建成,1995年5月,一根拉索突然断裂,自行坠落该斜拉桥拉索钢丝的性能符合标准要求。拉索聚乙烯套管内的水泥浆体离析,浆

金属防腐蚀的方法

防止金属腐蚀的方法和途径很多，主要有以下几种： 一、提高金属材料内在耐蚀性能 采用不易与周围介质发生反应的金属及合金材料来加工产品，是有效的防腐办法。例如，有些金属及合金在空气单不易氧化，或能生成致密的钝化薄膜，可以抵抗酸、碱、盐腐蚀，如不锈钢，就是在钢中加入定量的铬、镍、钦等元素，当铬元素含量超过12%时，就可以起到不锈的作用。有些在高温高压时性能稳定，如耐热不起皮钢;有些在空气中不易腐蚀，如铝、锌等。获得这种金属材料的途径卞要是采用冶炼方法来改变金属的化学成分，例如在碳钢中加入镍、铬、硅、锰、钒等元素炼成耐蚀合金钢。不锈钢就是含有较多铬、镍、钛等元素的高合金钢。耐蚀低合金钢就是在钢中加入微量的钒、钛、稀土等元素炼成的低合金耐蚀钢。此外，对于某些金属材料，还可以通过热处理方法，改变金属的金相组织，提高耐蚀性能。 二、涂、镀非金属和金属保护层 在金属表面上制成保护层，借以隔开金属与腐蚀介质的接触，从而减少腐蚀。根据构成保护层的物质，可以分为以下几类：(1)非金属保护层把有机和无机化合物涂覆在金属表面，如油漆、塑料、玻璃钢、橡胶、沥青、搪瓷、混凝土、珐琅、防锈油等。在金属表面涂覆非金属保护层，用得最广泛的是油漆和塑料涂层。油漆是千百年来的传统方法，但油漆在造漆和涂装过程中有环境污染现象，正在变革工艺，向水溶性方向发展。塑料涂层是近几十年来发展最快的防腐方法，尤其是把有机树脂做成粉末涂料，采用各种方法在金属表面形成优良的涂层，获得了空前的发展。(2)金属保护层在金属表面镀上一种金属或合金，作为保护层，以减慢腐蚀速度。用作保护层的金属通常有锌、锡、铝、镍、铬、铜、镉、钛、铅、金、银、钯、铑及各种合金等。获得金属镀层的方法也有许多。①电镀用电沉积的方法在金属表面上镀上层金属或合金。镀层金属有

阴极保护在海洋平台上的应用_曹永升

化学工程与装备 2013年 第8期 180 Chemical Engineering & Equipment 2013年8月 阴极保护在海洋平台上的应用 曹永升，史勋汉，孙为志，王 沙，赵 晨 （海洋石油工程股份有限公司，天津 300451） 摘 要：本文通过分析对海洋平台所处环境的分析以及阴极保护的工作原理介绍，研究了阴极保护在海洋平台的腐蚀防护中的应用，分析了两种阴极保护的特点及其在海洋平台防腐工作中的应用情况和取得的效果。 关键词：阴极保护；海洋平台；腐蚀；防腐 1 概述 海洋平台是海上石油开采的主要装置。随着海洋石油开发逐步向深海迈进，海洋平台的体积也逐渐加大，结构日趋复杂，投资日益增高。并且海洋平台及其辅助设施都是由复杂的钢结构组成，长期受到海洋环境中着海水的侵蚀。因此，如何加强平台结构的腐蚀防护、有效地控制平台钢结构的腐蚀，提高其使用寿命、保障生产运行的安全成为人们关注的焦点。而阴极保护作为一种腐蚀防护方式，已广泛应用于各种环境的金属防腐实践中，这其中也包括海洋平台的腐蚀与防护。 2 阴极保护原理 阴极保护其实质是对阴极金属进行保护，防止金属结构的腐蚀。通常我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。腐蚀的危害性极大，世界上每年生产的钢铁中约有10％的钢铁因腐蚀而变成铁锈，大约30％的钢铁设备因为腐蚀而损坏。这样不仅造成了极大的材料浪费，还会导致停产、人生伤害和环境污染等严重的生产事故。据统计，有些国家由于金属的腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的2～4%。金属腐蚀发生的根本原因是金属热力学性质上的不稳定性造成的，即金属本身较其他某些化合物（如氧化物，氢氧化物，盐等）原子处于较高的自由能状态，使得金属极易失去电子而被氧化，这种倾向在相应条件具备时，就会发生金属由单质向化合物的转化，即发生了腐蚀。金属和金属的腐蚀主要是化学作用或电化学作用引起的，有时还包含了机械作用﹑物理作用及生物作用。 阴极保护一种用于防止金属在电介质中发生氧化还原反应的电化学保护技术，其基本原理是利用金属活性较大金属作为牺牲阳极、被保护金属作为阴极，或者是在被保护的金属表面施加一定的直流电流，从而使氧化还原反应不在阴 极金属上发生，进而达到保护阴极金属的目的。也就是利用牺牲阳极材料或辅助阳极的腐蚀来替代被保护金属结构的腐蚀，从而使被保护结构的金属的使用寿命得以延长，进而提高设备等的安全性和经济性。 根据阴极供电电流的提供方式不同，阴极保护可分为牺牲阳极保护和外加电流保护两种。 （1）牺牲阳极阴极保护。牺牲阳极阴极保护就是将电位更负，即金属活性较大的金属作为原电池的阳极，与被保护的金属相连，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护的金属提供保护电流，使处于电解质中的金属电子转移到被保护的金属上去，使得整个被保护的金属处于一个较负的相同的电位下，使阴极部分的金属免受腐蚀，达到保护的目的。这种保护方式简便易行，不需要提供外加电源，并且很少产生腐蚀干扰。牺牲阳极保护原理见图1。 图1 牺牲阳极保护原理图 （2）外加电流阴极保护。外加电流阴极保护就是指利用外加直流电源和辅助阳极，将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属，使其产生阴极极化，使被保护的金属结构电位低于周围环境电位。也就是通过给金属补充大量的电子，使被保护金属处于电子

金属的腐蚀与防腐

考点1 了解金属腐蚀的概念和分类 [例1] （ 2009广东省珠海一中等三校第二次联考）下列有关金属腐蚀的说法正确的是 A.金属腐蚀指不纯金属接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B.电化腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气最终转化为铁锈 D.金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同 ,但电化腐蚀伴有电流产生 [解析] A 项中不是金属腐蚀的条件，而是电化腐蚀的条件，B 项中在外加电流的作用下不是发生原电池腐蚀，即不是电化腐蚀，C 项中钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,但负极是金属单质失去电子成为金属阳离子（氧化反应），D 项中金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同,其主要区别是电化腐蚀伴有电流产生。 【答案】D 。 [规律总结]判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化腐蚀：(1)首先看金属：如金属是纯金属,也不与其它金属接触，则发生的腐蚀可能为 ；若金属不纯或与其它金属接触,则发生的腐蚀为 。(2)其次看接触的物质：如接触的物质是干燥的物质、非电解质、气体单质等，金属发生的腐蚀为化学腐蚀；如接触的物质是电解质溶液，则发生的腐蚀可能为电化腐蚀。 考点2 掌握钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理 12．金属腐蚀的一般规律 （1）在同一电解质溶液中， 引起的腐蚀> 引起的腐蚀>化学腐蚀>

有防腐措施的腐蚀。 （2）在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 （3）有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源的阴极保护法条件下的腐蚀。 （4）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 （5）由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。 [例2] （08重庆卷）如题图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼 胶（离子在琼胶内可以移动），下列叙述正确的 是（） A．a中铁钉附近呈现红色 B．b中铁钉上发生还原反应 C．a中铜丝上发生氧化反应 D．b中铝条附近有气泡产生 [解析]本题主要考查钢铁腐蚀的基本原理a、b均能形成原电池，其中a中Fe作负极：Fe －2e－=Fe2＋，发生氧化反应，Cu作正极发生还原反应，铜丝附近呈现红色；B中Al作负极：Al＋3e－===Al3＋，发生氧化反应，而Fe作正极：发生还原反应。 【答案】B。 考点3了解金属的防护 金属的防护目的：防止金属被氧化 金属防护的依据：依据金属腐蚀发生的化学原理和腐蚀的类型来确定防护方法 金属腐蚀的防护方法 (1)改变金属 (如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢) (2)在金属表面 以钢铁的防护为例，根据保护层成分的不同，可分为如下几种： ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质； ②用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属； ③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。（表面钝化） （3）电化学保护法 ①的阴极保护法(把被保护的设备与外接电源的负极相连) 阴极：被保护金属，与电源负极相连 电解装置 阳极：惰性电极，与电源正极相连 ②的阴极保护法(被保护的设备与活泼的金属相连接) 正极（阴极）：被保护金属 原电池装置 负极（阳极）：活泼金属（比被保护金属活泼） [例3] 下列事实不能用电化学理论解释的是 ( ) A．轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块 B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用 C．铝片不需要用特殊方法保存

金属腐蚀的原因及常用的防腐方法

东莞理工学院 金属腐蚀原因及常用的防腐方法 化学与环境工程学院 08化工工艺2班 200841511208 王东贤 2011-5-30

金属腐蚀的原因及常用的防腐方法 摘要：在当今工业生产中，金属腐蚀已变的越来越严重，造成的损失也越来越大，所以研究防腐的方法就显得尤为重要。本文简单 介绍了一些金属腐蚀的机理，在此基础上着重从改善金属本 质、把金属和腐蚀介质分开、改善腐蚀环境、电化学保护这四 方面介绍了防止金属腐蚀的措施及方法，为以后的研究和探索 防腐方法打下基础。 关键词：腐蚀防腐防腐方法金属 引言 当金属和周围介质接触时，由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看，除少数贵金属（如Au、Pt）外，各种金属都有转变成离子的趋势，就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。据估计，世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5％～4.2％，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨！因此，研究腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。

本文探讨化工生产中发生腐蚀的原因以及采取合适的防腐方法防止金属腐蚀。 1.引起金属表面腐蚀的多种原因 1.1季节性腐蚀 腐蚀可以发生在一年内的任何时候。一般来说，7～9月的温度和相对湿度较高，在美国东部和中西部更容易发生腐蚀。干旱地区，如克罗拉多州、新墨西哥州、亚利桑那州、犹他州及加州，这些地方的相对湿度较低，腐蚀情况就很少发生。 1.2手印腐蚀 当工件接触人手后，就容易发生腐蚀。搬运过程中新机床和金属工件表面留下的手印，会导致腐蚀。这种情况普遍存在于皮肤呈酸性的人群，以及表面光洁度高的工件。使用手印中和剂能防止类似的手印腐蚀。 随着温度上升，包括腐蚀在内的化学反应速度就会更快。夏季高温和空气中的水分和氧气也是加速腐蚀的原因。 当水分凝结在工件表面，就会形成电池的电解液。秋冬季节能提供防锈保护的加工液浓度，当湿度持续上升时，就不再提供有效的防锈保护。因此，适当的浓度调整非常必要。秋冬季节，浓度1:30(3.3%)已经足够；但湿热季节，浓度可能需要提高到1:25(4%)，或者不再看到工件表面生锈为止。需要注意的是，提高中央槽系统的浓度，会导致泡沫和皮炎问题。金属加工液用户也可能需要增加防锈添加剂，

化工管道腐蚀原因及防腐技术在线解答

化工管道腐蚀原因及防腐技术在线解答 关键词：化工管道腐蚀，化工管道腐蚀原因，化工管道防腐，索雷CMI重防腐涂层 在化工企业中，管道是化工装置中一个主要的组成部分，它主要用来输送和控制流体介质。介质在输送过程中会与金属管道发生某些化学反应极易造成管路的腐蚀，管道中通过的介质不同，管材不同，腐蚀情况也不同。 化工管道腐蚀原因可以归结为以下几点： 管道的腐蚀包括管内介质对管内壁的腐蚀和管外环境对管外壁的腐蚀二个方面。当金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。单纯由化学作用而引起的腐蚀是化学腐蚀；金属与电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀是电化学腐蚀。 1.化学腐蚀：化学腐蚀多发生在非电解质溶液中或干燥气体中。腐蚀过程无电流产生，腐蚀产物直接生 成在腐蚀性介质接触的金属表面。影响化学腐蚀的因素包括：金属的本性、腐蚀介质的浓度、温度等。

2.电化学腐蚀：当金属与电解质溶液（如酸、碱、盐等溶液）接触时，金属和电解质溶液发生了电化学 反应，在反应过程中有隔离的阴极区和阳极区，电子通过金属有阳极区流向阴极区，电化学腐蚀形成了原电池反应。它是最常见的腐蚀，金属腐蚀中的绝大部分均属于电化学腐蚀。如在自然条件下（海水、土壤、地下水、潮湿大气、酸雨等）对金属的腐蚀通常是电化学腐蚀。 化工管道防腐技术在线解答： 在化工管道表面涂覆防腐涂层是比较常见的一种化工管道防腐技术，索雷CMI重防腐涂层是现在比较常用的一种防腐涂层。该涂层采用独特的聚合物技术制造而成，具有良好的耐腐蚀性能，可耐受众多种类的腐蚀性化学品，包括强酸、强碱、气体、溶剂和氧化剂；对金属基材、复合材料和混凝土具有优异的粘合度和附着力；可耐高温达400°F（204°C）；可耐冷热循环性能，范围从-40°F至+400°F（- 40°至204°C）；良好的耐磨性能和柔韧性；可蒸汽清洗；可在线修复；与其他防腐涂层相比，该涂层具有更好的防渗透（吸收）性能，几乎不可渗透的薄膜涂层，可最大程度地减少货物吸收并确保货物的纯度。 我们在采用索雷CMI重防腐涂层对化工管道进行防腐保护的同时，还应该对化工管道进行定期的检查及维护，以确保化工管道的使用寿命。

海洋平台的腐蚀及防腐技术_胡津津

第23卷第6期2008年12月 中国海洋平台CHINA OFFSHORE PL A TFORM Vol.23No.6Dec.,2008 收稿日期:2008-08-26 作者简介:胡津津(19792)女,工程师,从事非金属材料研究。 文章编号:100124500(2008)0620039204海洋平台的腐蚀及防腐技术 胡津津,　石明伟 (上海船舶工艺研究所,上海200032) 摘　要:概括了海洋平台不同区域的腐蚀环境和腐蚀规律,对海洋平台重防腐涂料的选择要求及配套体 系进行简要叙述。针对海洋平台的长效防腐防护要求,介绍了几种具有长效的防腐材料和防腐技术特点,包括 海洋平台热喷涂长效防腐蚀技术、锌加保护技术、海洋平台桩腿防腐套包缚技术等,为我国对海洋平台长效防 腐防护技术的研究提供参考。 关键词:海洋平台;防腐;热喷涂;锌加技术;防腐套 中图分类号:T G 17 文献标识码:A CORROSION AN D ANTICORROSION TECHNOLOG Y IN OFFSH ORE PLATFORMS HU Jin 2jin ,　S H I Ming 2wei (Shanghai Ship building Technology Research Instit ute ,CSSC 200032,China ) Abstract :This paper summarizes t he corro sion environment and rules of t he different zones in off shore platforms ,also briefly int roduces t he requirement s and systems of t he an 2 ticorro sion coating.According to t he long 2term anticorro sion requirement s in off shore plat 2 forms ,t he paper int roduces several long 2term anticorro sion technology ,including t hermal spraying ,adding zinc protection and anticorrosion technology wit h platform legs wrapped etc , which will provide some references to t he research of t he long 2term anticorrosion technology in off shore platforms. K ey w ords :off shore platform ;anticorro sion ;t hermal spraying ;adding zinc technolo 2 gy ;anticorrosion wrap 海洋平台是一种海上大型工程结构物。其钢结构长期处于盐雾、潮气和海水等环境中,受到海水及海生物的侵蚀,而产生剧烈的电化学腐蚀。腐蚀严重影响海洋平台结构材料的力学性能,从而影响到海洋平台的使用安全[4]。而且由于海洋平台远离海岸,不能像船舶那样定期进坞维修保养,因此海洋平台的建造者及使用者都非常重视海洋平台的防腐问题。如何对海洋平台结构进行长效防腐,以及开发研究海洋平台结构长效防腐的新材料、新技术及新工艺都具有十分重要的意义。 1　海洋平台的腐蚀规律 1.1　海洋环境的腐蚀区域界定 海洋平台的使用环境极其恶劣,阳光暴晒、盐雾、波浪的冲击、复杂的海水体系、环境温度和湿度变化及海洋生物侵蚀等使得海洋平台腐蚀速率较快。海洋平台在不同的海洋环境下,腐蚀行为和腐蚀特点会有比

金属材料的海洋腐蚀与防护习题(第一篇)

《金属材料的海洋腐蚀与防护》第一篇习题 一、填空题 1. 通常将海洋腐蚀环境分为5个区带，它们分别是：海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区以及海底泥土区。 2. 金属在海水中的腐蚀行为按其腐蚀速度受控制的情况分为： 控制和控制两大类。 3. 渤海的入海河流主要包括黄河、海河、辽河和滦河四条入海河流。 4. 南海北部海面12月份平均风速最大，台湾海峡及其南部海面以及巴士海峡海面由于狭管效应，是全年平均风速之冠。 5. 南海地形从周边向中央倾斜，依次分布着大陆架和岛架、大陆坡和岛坡及海盆等。 6. 在海洋环境中的金属结构件，腐蚀类型主要有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、冲击腐蚀、空泡腐蚀、电偶腐蚀、腐蚀疲劳等。 7. 金属结构腐蚀失效的主要原因可以归结为3个方面的原因：金属材料本身方面的原因、环境方面的原因、设计方面的原因。 8. 我国海水腐蚀试验确定的4个典型的试验点分别为黄海海域的青岛站、东海海域的舟山站和厦门站、南海海域的榆林站。 9. 在腐蚀学里，通常规定点位较低的电极为阳极，电位较高的电极为阴极。 10. 最重要最常见的两种阴极去极化反应是氢离子和氧分子阴极还原反应。 11. 多数情况下，发生氧去极化腐蚀主要由扩散过程控制。氧的扩散电流密度随溶解氧的浓度增加而增加，并与扩散层厚度成反比，流速越大，氧的扩散层厚度越小、氧的扩散电流密度越大，腐蚀增大。 12. 引起金属钝化的因素有化学及电化学两种。其中化学因素引起的钝化，一般都是有强氧化剂引起的。 13. 与腐蚀有关的微生物是细菌类，主要是硫酸盐还原菌。 14. 海水电导率以及氧在海水中的溶解度都主要取决于海水的盐度和温度两个 因素，其中任意一个因素的增加都会使海水电导率增加，氧的溶解度降低。15. 诸多海洋生物钟，与海水腐蚀关系较大的附着生物，最常见的附着生物主要有硬壳生物和无硬壳生物两种。 二、名词解释 1. 海洋飞溅区 答：在海洋环境中，海水的飞溅能够喷射洒到结构物表面，但在海水涨潮时又不能被海水所浸没的部位一般称为海洋飞溅区。 2. 海水潮差区 答：指海水平均高潮线与平均低潮线之间的区域。 3. 缝隙腐蚀 答：部件在介质中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成特变小的缝隙，使缝隙内介质处于滞留状态引起缝内金属的加速腐蚀，这种局部腐蚀。

金属管道的腐蚀及防腐对策

目录 一、金属管道腐蚀的危害1 1．金属管道腐蚀程度鉴别 (2) 2. 金属管道的腐蚀及使命 (2) 3.管道腐蚀实例及分析 (5) 4.金属管道腐蚀的危害 (8) 二、金属管道腐蚀的原因 1．化学腐蚀 (8) 2．电化学腐蚀 (9) 3．其它原因 (10) 三、防腐对策 (10) 1．做好金属管道的防腐层处理 (11) 2．合理选用管材及阀件 (13) 3. 合理设计 (13) 4.精心施工，严格按规范操作 (13) 5.加强运行维护管理 (14) 6.质量控制及检验 (14) 结论 (19) 致谢 (21) 参考文献 (22)

金属管道的腐蚀及防腐对策 摘要介绍了金属管道腐蚀的危害及实例。简述了化学腐蚀、电化学腐蚀和由于安装原因造成的管道腐蚀，提出了覆盖层保护法，加强运行维护管理和精心施工，合理选用管材管件等防腐措施。 关键词：金属管道化学腐蚀电化学腐蚀防腐质量控制 一、金属管道腐蚀的危害 金属及金属管道腐蚀是一个世界性的问题。用于建筑设备配管的金属管道由于直接接触各种易产生腐蚀的介质，其腐蚀问题尤为突出。建筑设备配管的金属管道按材质分主要有钢管（含镀锌钢管）、铸铁管、不锈钢管、铜管、铝管等，按用途分有生活、生产的冷、热给水管、蒸汽及其它气体、污废水排水、凝结水、消防给水管等。因钢管的用量最大、最容易腐蚀，本文将予以重点讨论。 1.1 金属管道腐蚀程度的鉴别方法可用表1 来表述（指安装前内外壁检查）。 1.2 金属管道的腐蚀及其使用寿命 腐蚀将严重影响金属管道使用寿命。随着时间的推移，金属管道的腐蚀是不可避免的。即使做了防腐涂层，其涂层也会逐渐老化而丧失其防腐蚀性能。金属管道的腐蚀有多方面因素，主要原因可用表2 来表述。

金属材料在海洋中的腐蚀与防护

金属材料在海洋中的腐蚀与防护 摘要：沿海工业发展，海洋资源的开发和利用，离不开海上基础设施的建设。由于海洋苛刻的腐蚀环境，金属材料结构及构造物的腐蚀不可避免。为了减少腐蚀，我们必须采取相应防护，目前阴极防护技术及海洋防蚀材料的发展，已经让金属的腐蚀得到一定的控制，并且随着技术的不断深化，海洋金属的腐蚀一定会得到更好的控制。 关键词：金属材料；海洋腐蚀环境；海洋腐蚀类型；阴极保护技术；海洋防蚀材料腐蚀是金属与其所处的环境之间的化学或电化学相互作用，受材料特性和环境特性所支配，其结果，改变了金属的性质。一般设施的建设都要经过设计阶段，其中防腐蚀设计是保证工程设施使用寿命的重要步骤。沿海工业建设，海洋资源开发和海洋经济的发展离不开海洋腐蚀研究。下面介绍一下各种不同的还有腐蚀环境和影响腐蚀的因素以及腐蚀类型。 海洋腐蚀环境——海水含盐量一般在3%左右，是天然的强电解质。大多数常用的金属结构材料受海水或海洋大气的腐蚀并且材料的耐腐蚀性能随暴露条件的不同而发生很大的变化。为方便起见，通常将海洋腐蚀环境分为5个区带：海洋大气区，海洋飞溅区，海水潮差区，海水全浸区以及海底泥土区。各区环境条件及腐蚀行为见下表： 图1-1——环境的分类 图1-2反映了海洋环境条件及腐蚀行为的情况 海洋大气区----海洋大气环境的腐蚀性，随温度的升高而加强。温度越搞腐蚀性越强。 海洋大气的腐蚀往往受多种因素的影响，是各种不同因素相互作用引起的，包括水分的影响，尘埃的影响，二氧化硫的影响及盐粒的影响等。

1．水分的影响---对大气腐蚀产生重要影响的是表面水分的含量，它直接影响到金属的腐蚀速度和腐蚀机理。根据实验结果，钢、铜、锌等金属在相对湿度50%~70%以下的空气中腐蚀轻微。金属表面所覆盖水膜的厚度和腐蚀度之间的关系如下图示。在Ⅰ区域中，水分子层或不完整的单分子层，腐蚀反应基本是氧化反应，常温下腐蚀速度很低；在Ⅱ区的水分子尽管用肉眼看不见，但其厚度有数10个水分子层甚至100个水分子层，次部分发生金属在水溶液中的电化学腐蚀，一般大气中的腐蚀是在该状态中发生的，随着水膜层厚度的增加腐蚀速度变大；在Ⅲ区水分子的存在可以用肉眼看见，水分子层厚度1微米以上存在的金属表面腐蚀，由于通过水层氧的扩散量所控制，所以腐蚀速度变低，在Ⅳ区域内与浸渍在水溶液中金属的腐蚀相类似。 图1-2为金属表面上水层厚度和腐蚀速度之间的关系 2．尘埃的影响---从大气中，尘埃并附着在金属表面的尘埃与腐蚀性有着密切的关系。附着的尘埃在金属表面上持续一段时间，就会引起腐蚀，尤其易引起点蚀。3．二氧化硫的影响--- S02 的平均浓度在严重污染的地带可达（0.01~0.1）*10^(-4)%，但是S02一般是溶解在金属表面的水分中，在锈层中一般含有FeSO4 的浓度及季节变化而变动。下图表示铁和铝的5个月的晶体，其数量随着S0 2 浓度的关系。其腐蚀原理可用电化学反应解释 的腐蚀量和S0 2 阳极反应：Fe→Fe2+ + 2e- 阴极反应：H O + O2 + 2e- →2OH- 2 Fe2+和OH-相结合生成Fe（OH）2沉淀物，这是大气腐蚀的第一阶段；随着Fe（OH）2的氧化而生成各种氧化物，这是大气腐蚀的第二阶段。

论金属表面防腐蚀处理技术

论金属表面防腐蚀处理技术 摘要:金属表面防腐蚀几乎是涉及到国民经济的各个部门、各个领域,因此,随着经济的不断发展,越来越多的生产设备的运行超出了自身的设计能力。如金属构件在大气中生锈,舰船遭受海水和微生物的腐蚀等都因在高温、高压下进行,而使表面腐蚀更加严重。近几年来,化工领域工程建设的竞争日益激烈,一些中标公司对表面处理技术、防腐剂及在线腐蚀监控系统的重视程度不够,使每年工程设备因遭受腐蚀而带来严重的经济损失。文章将具体分析一下金属表面防腐蚀的处理技术的种类及具体的应用。 关键词:金属表面防腐蚀处理技术涂层 1 引言 过去我国常用的金属防腐蚀处理方法为磷化处理,由于磷酸膜较多,油漆与金属结合的较为牢固,渗透性好,因此,金属的磷化处理能够大大的提高其耐腐蚀性。但是,在金属的磷化过程中产生含磷和铬的废液,造成了严重的环境污染问题。改变传统的技术,研究开发新的金属表面防腐蚀处理技术已迫在眉睫。 2 防腐前对金属的处理 (1)金属防腐涂装表面处理。 通常金属的表面会附有尘埃、氧化皮、污染物及旧漆膜等,氧化皮是在钢铁高温锻压成型时所产生的一层致密的氧化层,比较常见,但也容易被忽视。氧化皮比钢铁要脆弱,能加速金属的腐蚀,如果不清楚这些物质而直接来涂装,必将影响到整个涂层的防腐能力。 (2)金属防腐表面清理的等级。 现代工业的迅速发展,使一批新兴的工业领域里出现了一些现代化的工程建设,这对于腐蚀材料来说,在环境的承载力及使用寿命上提出了更高的要求和挑战。 金属防腐表面清理等级也叫清洁度,国际通用的标准分为四个等级:Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3,Sa1级是四种清洁度中最低的一级,采用简单的打磨方法,对涂层进行一些简单的处理。Sa1级的处理标准是:工作表面不应有可见油污、锈斑和残留油漆等物质。

材料腐蚀的种类、危害和解决办法

材料腐蚀的种类、危害及解决办法 腐蚀是指材料受周围环境的 作用，发生有害的化学变化、电化学变化或物理变化而失去其 固有性能的过程。通常环境介质对材料有各种不同的作用，其 中有多种作用可导致材料遭受破坏，但只有满足以下两个条件，才称为腐蚀作用：①材料受介质作用的部分发生状态变化，转变成新相。②在材料遭受破坏过程中，整个腐蚀体系的自由能降低。 材料腐蚀发生在材料表面。按腐蚀反应进行的方式分为化学腐蚀和电化学腐蚀。前者发生在非离子导体介质中；后者发生在具有离子导电性的介质中，故可通过改变材料的电极电位来改变腐蚀速度。按材料破坏特点分为均匀腐蚀、局部腐蚀和选择性腐蚀。均匀腐蚀指材料表面各处腐蚀破坏深度差别很小，没有特别严重的部位，也没有特别轻微的部分。局部腐蚀是材料表面的腐蚀破坏集中发生在某一区域，主要有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。选择性腐蚀是金属材料在腐蚀介质中，其活性组元产生选择性溶解，由金属材料合金组分的电化学差异所致。按腐蚀环境又分为微生物腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀和高温腐蚀等。 金属材料以及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于和其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，这种现象称为腐蚀，其中也包括上述因素和力学因素或者生物因素的共同作用。某些物理作用例如金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象也可以归入金属腐蚀范畴。一般而言，生锈专指钢铁和铁基合金而言，它们在氧和水的作用下形成了主要由含水氧化铁组成的腐蚀产物铁锈。有色金属及其合金可以发生腐蚀但并不生锈，而是形成和铁锈相似的腐蚀产物，如铜和铜合金表面的铜绿，偶尔也被人称作铜锈。由于金属和合金遭受腐蚀后又回复到了矿石的化合物状态，所以金属腐蚀也可以说是冶炼过程的逆过程。上述定义不仅适用于金属材料，也可以广义地适用于塑料、陶瓷、混凝土和木材等非金属材料。例如，涂料和橡胶由于阳光或者化学物质的作用引起变质，炼钢炉衬的熔化以及一种金属被另一种金属熔融液态金属腐蚀，这些过程的结果都属于材料腐蚀，这是一种广义的定义。金属及其合金至今康 昆 勇

金属的腐蚀与防护

小组成员：操亨，向红伟，王泽昆，陈启煊，丁川 提交日期：2015.11 中国·武汉

摘要 (3) 一.如何避免金属的电化学腐蚀 (4) 1.保护金属防腐蚀的方法 (5) 1.1钝化金属的表面 (5) 1.2 运用复合材料 (5) 1.3 电化学保护 (5) 1.4 衬里 (5) 1.5 防腐结构设计 (5) 2 结语 (5) 二．聚苯胺对金属防护的意义 (5) 1.聚苯胺防腐机理 (5) 1.1 屏蔽作用 (5) 1.2 聚苯胺使金属表面形成钝化 (6) 1.3 电场作用 (6) 1.4 缓蚀作用 (6) 2 聚苯胺防腐涂层的制备方法 (6) 2.1 电化学聚合法 (6) 2.2 聚苯胺与成膜物质共混 (6) 3 应用领域与展望 (7)

金属的腐蚀是一个难以避免的经济损失，根据金属腐蚀的反应机理，腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀，在腐蚀未发生之前，我们先得保护金属防腐蚀，金属在发生腐蚀之前，要从防护技术上对避免腐蚀的发生，常用的方法包括钝化金属的表面、运用复合材料、电化学保护、衬里、设计防腐结构。聚苯胺材料可以有效的防止金属腐蚀，聚苯胺优异的防腐性能已被大量的研究所证实，其防腐机理与传统涂料完全不同，主要是通过含有导电聚苯胺的底漆与金属基材接触并相互作用而形成一种特殊氧化膜，从而大大延缓金属的腐蚀。聚苯胺防腐涂料对金属具有常规涂料不可比拟的阳极保护和屏蔽作用，无论是采用电化学方法沉积在金属表面的聚苯胺膜，还是将聚苯胺作为添加剂加入到树脂中，都会产生优良的防腐蚀效果。 关键词：金属腐蚀，金属防护，防腐蚀，聚苯胺

我们知道，生活中金属的腐蚀是一个难以避免的经济损失，这种损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗以及为防止腐蚀所采取的涂层保护、电化学保护、选用耐蚀材料等的费用。由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的30% ,造成地球上的有限资源日益枯竭. 全世界每90s就有1t钢被腐蚀成铁锈,而炼制1t钢所需的能源可供一个家庭使用3个月,因此,腐蚀造成了对自然资源的极大浪费。因腐蚀而造成的间接损失往往比直接损失更大,甚至难以估计。这些损失包括因腐蚀引起的停工停产,产品质量下降,大量有用有毒物质的泄漏、爆炸,以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡,直接威胁着人民群众的生命安全。矿产资源有限，但是不断的又金属在腐蚀，我们必须及时想出有效的解决方案，这样才能作到可持续发展。其中利用电化学防护技术是一个高效并且现实的解决方案，相比于其他很多的保护金属避免被腐蚀的方法来说，电化学防护技术能够有效并且较低成本的达到保护金属的目的。 根据金属腐蚀的反应机理，腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏；化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。电化学腐蚀是最常见、最普遍的腐蚀,因为只要环境的介质中有水存在,金属的腐蚀就会以电化学腐蚀的形式进行。金属在各种电解质溶液,比如大气、海水和土壤等介质中所发生的腐蚀都属于电化学腐蚀。 现在我们就以电化学防护技术在化工管道防腐中的研究与应用为例来加以讨论与说明。化工管道在油、气等能源输送过程中扮演着重要角色，现阶段，我国乃至全世界的油气能源输送都是通过管道来实现的，但是油气管道在给我们生活生产带来诸多便利的同时，因腐蚀泄露而带来的经济损失也是不可估量的。因此保护金属避免被腐蚀已经迫在眉睫。 缓蚀与防锈封存的作用机理就是将外界材料附于金属的表面，将金属与外界环境隔开，以阻止其发生电极反应。常用的缓蚀剂主要包括水溶性缓蚀剂、酸洗或清洗用缓蚀剂、油溶性缓蚀剂、溶剂型缓蚀剂、挥发性气相缓蚀剂等。 一. 腐蚀监测技术 1.保护金属防腐蚀的方法 管道在发生腐蚀之前，要从防护技术上对避免腐蚀的发生。在腐蚀发生之后，准确的检测和监测则能够使设备在最佳的工作状态下运行，更好地保障设备与操作人员的安全生产。常见的检测技术包括： (1)物理机械法：主要包括现场表观检测法、挂片法、警戒孔监视法。 (2)无损检测技术：①超声波和涡流检测；②漏磁通法检测(根据磁导率不同)；③射线检测和红外检测；④声发射检测技术；⑤电阻法与磁阻法。 (3)电化学法：①电位检测探针和电偶探针；②线性极化法；③电化学阻抗法；④电化学噪声技术。 (4)化学分析法：主要包括氢探针和介质分析。 (5)其他方法：主要包括场图像技术、光纤腐蚀传感技术和薄膜活化技术等。 除了以上所说的防腐技术之外，现在正在不断开发以有机材料为代表的新型防腐材料，特别随着我国西部大开发与城市管线工程开始建设，油气管道越来越普及利用，我国的腐蚀防护技术也不断更新，形成了较为完整的腐蚀防护理论体系。 对于金属的防腐是极其重要的，因为就金属的成本而言就是很多的。而且，金属的腐蚀就是设备的损坏，在公司就可能造成特大型安全事故。现阶段全球所使用的金属防腐措施主要有：钝化金属表面、运用复合的材料、用电流保护、牺牲保护、运用有机防腐涂料等。