金属腐蚀与防护第7节保护技术.ppt

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1、q腐蚀控制方法的基本原理q腐蚀控制方法的主要类型/特点q腐蚀控制方法的应用/发展第八章第八章腐蚀控制方法腐蚀控制方法现象行为机理本质规律性影响因素研究方法有效控制腐蚀材料环境材料本性环境条件腐蚀原因腐蚀形式本质机理规律性影响因素控制方法效果工艺施工经济环境效益最常用防护技术和措施最常用防护技术和措施(1)合理选材；(2)合理防腐设计；(3)电化学保护（阴极保护、阳极保护、牺牲阳极保护）；(4)介质环境处理；(5)缓蚀剂；(6)表面处理；(7)(7)表面涂覆和衬里。8.1合理选材合理选材（1）实际环境、工况条件及可能的变化；（2）材料结构、性能及可能的变化。合理选材合理选材正确设计精心施工选材依

2、据：维护管理耐久安全选材重要一环1实际介质实际介质/环境条件环境条件介质、浓度、杂质、电导、pH、腐蚀产物、温度、压力、流速等。氧化性介质（HNO3）不锈钢、铝、钛等钝化型金属。还原性介质（HCl）硅铸铁、铅、钛等或非金属材料。高温腐蚀加快更高耐蚀材料。压力体系高强度合金材料,压力越大,耐蚀性要求越高。环境特殊腐蚀环境特殊腐蚀设备工件热加工,焊接可引起晶间腐蚀。设备受力作用可能诱发应力腐蚀开裂。介质Cl是引起点腐蚀的主要因素。设备机械连接,结垢可能产生电偶腐蚀和缝隙腐蚀。设备反复运转则可能存在腐蚀疲劳危险性。2.材料性能材料性能材料本性强度、塑性、冲击韧性、耐蚀性、加工性能、成本、经济效应等，

3、应综合考虑各项指标,最佳选择。选材一般步骤：（1）查阅有关资料,手册,书籍,数据库,专家系统，参考前人工作,数据和经验积累；（2）实地调查,科学分析,为选材提供第一手资料；（3）必要的实验,当现有数据资料不足,要设计实验,如现场挂片试验、模拟生产实验、实验室挂片、各种方法的腐蚀速率测量及各类局部腐蚀的评价。选材图I0Cr13,1Cr18Ni9,TiIICr18Ni12MoTi,0Cr18Ni9III0Cr18Ni9,Cr18Ni12Mo3TiIVTi,Cr35Ni,锆，高硅铁VCr18Ni11Si4AlTi,Ti,高纯铝mm/y可用)特定材料在一定的环境介质和温度条件下的腐蚀图Cr17Ti8.

4、2合理设计合理设计从从腐蚀与防蚀原理出发,合理设计至关重要。结构设计机械加工工艺流程防腐蚀设计1.防腐蚀设计原则防腐蚀设计原则(1)防电偶腐蚀电偶腐蚀选用同种金属或电偶序相近材料，当电位差大于50mV,连接处隔离绝缘,注意避免大阴极和小阳极；(2)避免SCC设备部件在改变形状尺寸时，要有足够的圆弧过渡。减小外压力集中,减小工件残余应力,如焊接热处理(如退火,固溶处理)；(3)避免缝隙缝隙消除铆接,改善法兰垫片,尽量完全封闭或完全敞开。防止产物结垢沉淀；(4)避免局部高温局部高温高温气体的入口管端；(5)避免浓差电池浓差电池防止残留液或沉淀物腐蚀；(6)避免强烈冲刷冲刷加料入口管端等；(7)结构

5、尽量简单,表面积尽量小，便于施工、维修、处理AlCuAl高速高速热流热流2.材料机械加工对腐蚀的影响材料机械加工对腐蚀的影响（1）焊接对腐蚀影响焊接位置优先快速腐蚀破坏普遍、难题表面缺陷、夹杂、组织变化、残余应力腐蚀主要原因焊接热影区的金相组织变化，焊接过程因加热速度、冷却速度不同而导致不同热影响区的组织不同,腐蚀行为亦不同。焊接缺陷对腐蚀性能有较大影响，如焊瘤引起缝隙和应力集中，咬边引起缝隙和应力集中，未焊透存在缝隙和孔洞，焊渣是重要的夹杂物缺陷。焊接引起非金属夹杂或二次相，如氧化物SiO2,Al2O3，MnO,CaO,FeO及复合硅酸盐夹杂；焊接过程产生8Fe+N22Fe4N,氮化物Fe4

6、N硬度大,塑性下降；焊接残余应力对SCC的影响，焊接局部加热,焊缝金属收缩引起内应力,可接近屈服极限,引起SCC。焊条材料/母材搭配不妥，可引起电偶腐蚀。狭窄,过热,使晶粒粗大14901100，粗大奥氏组织,过饱和亚稳定组织晶粒细化,强度高不均匀组织,粗大铁素体强度大,塑性小,裂纹易生成焊缝区应力分布电位1-不腐蚀电位2-母材腐蚀电位3-焊缝腐蚀电位4-不同母材腐蚀电位5-熔合区腐蚀电位6-热影响区腐蚀E防止晶间腐蚀a.超低碳不锈钢或稳定化(Ti、Nb)b.固溶处理(10101120)碳化物溶解；c.超低碳焊条,含Nb焊条,双相焊条；d.改进焊接方法；F.防止大阴极/小阳极。防止应力腐蚀开裂a

7、.退火、喷砂、锤击消除残余应力；b.抑制环境、阴极保护、缓蚀剂、去氧；c.选材耐SCC。(3)冷热加工成型对腐蚀影响冷热加工成型残余应力，加工程度越大，残余应力越大，对腐蚀影响很大，还会引起SCC。如热交换器弯管部位的腐蚀明显严重。热加工比冷加工残余应力较小，热加工脱碳或碳化物析出，导致不均一腐蚀和晶间腐蚀。一般采用改进工艺,后处理：热处理,表面酸洗,钝化.消除应力，降低腐蚀。（4）表面处理影响表面机械加工、抛光、酸洗等残余应力、表面缺陷、化学污染及渗氢，也可成为腐蚀中心，促进局部腐蚀和应力腐蚀开裂。在表面加工工艺上应加以注意，避免损害材料耐蚀性能。8.3电化学保护电化学保护电化学保护施加一定

8、的外电势使金属的电位移向免蚀区或钝化区,大幅度降低腐蚀速度。电化学保护特点效果显著：可使金属设备几十年不腐蚀；施工方便:工艺成熟、规范、标准；效益显著：如海船表面涂装占造船费5%,牺牲阳极只占1%费用。采油平台成本1亿,只能使用五年；投资100万元阴极保护,采油平台可延长20年寿命。电化学保护阳极保护表面形成稳定钝化膜，使金属免遭腐蚀。阴极保护提供阴极极化,改变金属表面电子能级结构。牺牲阳极外加电流1.阴极保护（1）阴极保护原理恒电位或整流器向设备提供阴极电流,设备受保护。辅助电极是一种不溶性或微溶的电极，只提供电流，不发生反应。电源电源+-IpH-电位图(a)提高环境介质pH(b)金属电位正

9、移使之进入钝化区。(c)金属电位负移使之进入免蚀区。阴极保护原理。极化曲线当电位Ecorr1时,阳极电流为Ia,IaIcorr。当外加电流为Ik，完全保护电流Ip(腐蚀电流Ia=0)电位极化到a,腐蚀电池阳极平衡电位，金属完全受保护。外加电流1外加电流2KAKAIcIa腐蚀微电池原理KAKAC电源C电源IpIp（2）基本参数及选定最小保护电位与金属材料、介质(成份、浓度等)及环境条件有关。可由经验或实验获得(比EcorrV)。最小保护电流密度与金属、表面状态、表面覆盖膜、介质(组成、浓度、温度、流速等)有关,腐蚀越严重,阴极极化需电流越大。保护电位选定原则达到一定的保护效果P=保护度=(保护前

10、腐蚀速度保护后腐蚀速度)/保护后腐蚀速度x100%耗电不能太大；避免析H2，防止涂层阴极极化脱落；防止过保护,破坏钝化膜。不能太复杂,避免引起屏蔽,保护不完全。（3）应用范围阴极保护应用范围非常广泛，如地下管线、电缆、舰船、平台、水闸、码头、桥梁、城市地下区域、石油化工中冷却设备、贮油罐、结晶槽、反应器、蒸发器等。（4）外加电流阴极保护工程设计阳极材料耐蚀,高排流,良电导,机械性能好,易加工,成本低(如碳钢,石墨,高硅铸铁,Pb/Ag合金,镀铂钛,钯等)。电流分布及阳极布置增加阳极数目,合理布置阳极,增大阴阳极之间的距离,采用涂料阴极保护联合防腐,在阳极附近涂衬耐蚀绝缘层，使电流分布均匀，改善

11、电流分散能力。阳极实际计算：I=iAG=KgaIG阳极重量，ga阳极消耗率(查表)，A阳极表面积，工作年限，I保护电流，K校正系数（一般取K=1.5）阳极安装注意密封,绝缘,接触良好,防止短路。直流电源恒电位仪（负反馈工作原理）或整流器。参比电极用于控制/测量,要求电位稳定,耐蚀,长寿命,便宜,易制,使用方便等。甘汞(中性)、CuSO4(土壤)、AgCl(含Cl)、氧化汞(碱性)、不锈钢、铸铁、铅/锑合金维护与管理计算机监控管理注意要点2.牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法(1)牺牲阳极原理本质阴极保护,通过牺牲阳极的溶解,使金属设备获得阴极电流,发生阴极极化受到保护。特点不需电源,干扰少,免维护，

12、设备简单,分散能力好,但成本较高，化工介质腐蚀性强,牺牲阳极消耗量大,少用。(2)阳极材料牺牲阳极材料要求电位足够负、电位稳定、极化小、不钝化、溶解均匀、单位重量排出电量大、电流效率高、成本低、无污染、加工方便等。V,A.h/g,电流效率/75%电位不够负(海水和少量土壤)V,A.h/g,电流效率/65%重量轻、电量大、电位负、资源丰富、价格便宜(海水)。V,A.h/g,电流效率/45%电位太负、电流效率低、损耗大(土壤和淡水)。（3）阳极安装牺牲阳极安装阳极与设备良好绝缘；涂绝缘屏蔽层，改善分散能力，阳极接触介质需良导电体。Al绝缘垫受保护体固定栓3.阳极保护(1)阳极保护原理与阴极保护完全

13、不同,阳极极化使金属进入钝态,腐蚀大大减慢而得到保护。只有具有钝性特征的体系，即钝化区足够宽，维钝电流足够小的体系，才能施行阳极保护。pH-电位图当电位正移，金属表面形成Fe2O3(钝化膜),溶解速率下降,金属获得保护。极 化 曲 线 电位达到一定区域,阳极电流下降,保持稳定钝态,金属受到保护。维钝电流决定于材料,介质条件(组成,温度,浓度,pH),活性离子Cl、表面状态,涂覆状态等钝化区电位决定于材料,介质条件(组成,温度,浓度,pH),活性离子Cl、表面状态,涂覆状态等致钝电流与金属材料,介质条件(组成,温度,浓度,pH)有关最佳保护电位当维钝电流和双层电容最小,表面电阻最大,膜最致密,保

14、护效果最好，最佳保护电位。E/VI/mA(2)阳极保护主要参数及测定致钝电流维钝电流钝化区电位最佳保护电位保护参数通过实验或由经验给出。极化曲线,阻抗,失重,电镜等研究，确定最佳保护电位。(3)阳极保护设计要点：辅助电极耐阴极极化,强度大,成本低,来源广,加工容易。电流屏蔽与阴极分布阴极分布均匀,阳极表面电阻高(形成钝化膜、盐膜或绝缘涂层等),溶液电导好,阴阳极距离大,分散能力好。参比电极电位稳定,耐蚀,长寿,便宜，易制，使用方便。常用的有：AgCl,不锈钢,Pb/Td。直流电源恒电位仪。阳极保护方式-连续保护和间歇式保护，在化工中常用,如不锈钢/H2SO4体系等。维护管理-重要。给定信号EE

15、I-+恒电位仪原理（负反馈工作原理）EICWEREECE阴极保护与阳极保护比较：阴极保护普遍采用，阳极保护适宜体系少；阴极保护“安全”，阳极保护“危险”；阳极保护适合强氧化性介质；阴极保护注意氢脆8.4介质处理介质处理去除介质中有害成分,如O2,Cl;H+,SO2,H2O等调节pH;去水份;干燥环境等；工业生产复杂,工艺流程各种各样，需具体分析,考虑防护可能性及有效措施。氧重要氧化剂(去极化剂),普遍存在；使大多数金属发生腐蚀。去除介质中O2，常用方法有：加热除氧水温达沸点，水中所有氧和其它气体均被赶出,有效除氧方法。化学除氧联氨(H2N4)可迅速与溶解氧发生反应：H2N4+O2N2+2H2O

16、达到除氧目的。Na2SO3也可与溶解氧发生反应：2Na2SO3+O22Na2SO4但体系中可能使Na2SO4增加，有不利的影响。Cl腐蚀活性物质，Cl去除对于腐蚀防护十分重要。常用除Cl方法有：控制原料中Cl含量；化学法沉淀法、离子交换法等。pH提高介质pH值(工艺允许),可降低腐蚀速度。如无机氨的处理：NH3+H2ONH4OHNH4OH+H2CO3NH4HCO3+H2OpH可调至8.59.2，但对铜不能用（SCC）也可用有机胺处理，但药品价格较贵。合成氨半水煤气腐蚀性大为减轻化工气体水分降低腐蚀性湿Cl2腐蚀性强(HCl,HClO,O)干燥Cl2腐蚀轻微干燥除湿浓H2SO4吸收H2O降低环境

17、中H2O成份,可有效减缓腐蚀。常用方法有：化学干燥法干燥剂吸收水分(如硅胶,活性氧化铝,生石灰,CaCl2等)；冷凝法冷却使H2O冷凝,吸收去除；提高温度防止冷凝附在金属表面或加热去除水汽。综合处理如原油中含HClH2SH2O对炼油设备腐蚀破坏严重。炼油厂采用“一脱四注”处理，可有效解决常压系统的腐蚀问题。脱盐去除原油中腐蚀性盐类注碱减少HCl腐蚀注氨使HCl进一步下降：NH3+HClNH4Cl注缓蚀剂防止NH4Cl沉淀引起局部腐蚀注水(碱性水)冲稀HCl,中和,减轻对空冷器腐蚀破坏。电脱盐加热炉常压炉空冷器回流器产品罐去H2S原油挥发线注碱注氨注缓蚀剂注水碱水缓蚀剂定义具有抑制金属腐蚀功能的

18、无机或有机物质(复合物质)总称,少量缓蚀剂可有效阻止或减缓金属腐蚀。8.5缓蚀剂缓蚀剂缓蚀剂特点使用方便,投量少,见效快,成本低，选择性强,有临界浓度值，一般只用于循环系统,以免缓蚀剂流失;应考虑缓蚀剂对产品质量和生产过程有无不良影响。缓蚀效果与金属材料性质,介质,温度,流动状态等多种因素有关，缓蚀效率定义：I=(VOV)/VO100%=(1V/VO)100%VO未加缓蚀剂时腐蚀速度，V加缓蚀剂后腐蚀速度1缓蚀剂分类（1 1）按作用机理：）按作用机理：(a)Ecorr正移，Icorr下降(b)Ecorr负移，Icorr下降(c)Ecorr不变，Icorr下降作用机理：(a)阳极型阳极极化率增加

19、;(b)阴极型阴极极化率增加;(c)混合型抑制阴阳极过程阳极型缓蚀剂（中性介质用）阳极型缓蚀剂（中性介质用）铬酸盐、亚硝酸盐、正磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等。通过覆盖阳极面积而抑制腐蚀，属“危险性”缓蚀剂。混合型缓蚀剂混合型缓蚀剂含氮胺类、亚硝酸盐，含硫硫醇、硫醚、环状硫化物，含硫、氮硫脲及衍生物等。可同时抑制腐蚀的阴极过程和阳极过程。阴极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸盐、砷、锑等。形成沉淀膜，抑制阴极过程，属“安全缓蚀剂”。（2 2）按保护膜特征分类按保护膜特征分类按缓蚀剂在保护过程保护膜性质，有三类成膜型缓蚀剂：氧化膜型缓蚀剂(钝化剂),如铬酸盐使表面形成致密、附着力强的氧化

20、膜,用量不足会加速腐蚀；吸附膜型缓蚀剂有物理吸附型如胺类,硫醇,硫脲通过物理吸附而缓蚀，化学吸附型如吡啶衍生物,苯胺衍生物,环状亚胺等。沉淀膜型缓蚀剂,如聚邻酸钠与有关离子形成防蚀性的沉淀膜,膜可能较厚。（3）其它分类用途分类冷却水缓蚀剂、油溶性缓蚀剂、油气井缓蚀剂、酸洗缓蚀剂、石油化工工艺缓蚀剂、气相缓蚀剂、锅炉缓蚀剂等；化学组成分类无机缓蚀剂、有机缓蚀剂；相态分类气相缓蚀剂、液相缓蚀剂、固相缓蚀剂；金属分类钢铁缓蚀剂、铜合金、铝合金等；溶解性分类水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂；酸碱性分类酸性缓蚀剂、中性缓蚀剂及碱性缓蚀剂等。2缓蚀作用机理缓蚀作用机理至今还没有公认的一致见解，缓蚀作用过程十分复

21、杂，缓蚀剂及体系繁多，不同体系的缓蚀作用机理不尽相同。综观各种观点：吸附理论，即表面吸附(活性点)成膜理论，即表面成相膜(钝化膜)电化学理论，即电化学过程受到阻滞等相互联系、补充,具体分析。（1）氧化膜型缓蚀剂作用机理以缓蚀剂本身或以介质中的溶解氧作氧化剂，在金属表面形成钝态氧化膜，减缓腐蚀。可分阳极抑制型缓蚀机理和阴极去极化型缓蚀机理两种：阳极抑制型缓蚀机理通过阻止阳极区金属离子进入溶液，减缓金属腐蚀，阳极型缓蚀剂又称为钝化剂。如CrO42-、K2Cr2O7等在表面形成保护膜,使阳极区覆盖。其临界浓度一般为103105mol/1。阴极去极化型缓蚀剂促进阴极过程,使金属钝化,阳极行为不变。（a

22、)阳极抑制型缓蚀机理表面生成钝化膜，阻止阳极区金属溶解，减缓腐蚀，缓蚀剂又称为钝化剂。抑制阳极过程/金属钝化,阴极行为不变。无缓蚀剂加缓蚀剂（b）阴极去极化型缓蚀机理促进阴极过程，使金属进入钝化状态。阳极行为不变。在中性含氧水溶液中，亚硝酸盐，铬酸盐、钼酸盐等抑制铁的腐蚀，属阴极去极化型缓蚀剂。足量缓蚀剂无缓蚀剂不足缓蚀剂（2）沉淀膜型缓蚀机理在金属表面形成防护型沉淀膜，沉淀膜可由缓蚀剂相互作用而形成，或由缓蚀剂与介质中金属离子反应生成。沉淀膜比氧化膜厚，沉淀膜一般厚1001000埃,致密,附着力较差,投入量较多101-103mol/l。通过形成沉淀膜使金属和介质隔离，从而抑制腐蚀过程，可分为

23、两种：阴极抑制型混合抑制型（a）阴极抑制型缓蚀沉淀膜型缓蚀剂，覆盖阴极表面,阻碍O2扩散或H放电，属安全型缓蚀剂。硫酸锌、碳酸氢钙、聚磷酸盐等为阴极抑制沉淀膜型缓蚀剂。如缓蚀剂与腐蚀时阴极产物生成的碱反应：O2+2H2O+4e4OH（阴极反应）Zn2+2OHZn(OH)2（沉淀反应）特点：特点：阳离子向阴极表面迁移,发生相应沉淀反应，发挥缓蚀作用。缓蚀剂与水溶液中某些阳离子作用,如聚磷酸盐与水溶液中Ca2+离子反应生成络离子(Na2CaP8O18)nn+大胶体阳离子在阴极区放电而形成较厚实的覆盖层。砷、锑离子放电,形成金属元素，可使氢过电位增加,而使阴极过程受到抑制。（b）混合抑制型缓蚀剂主要

24、是有机化合物与金属离子作用形成保护性沉淀膜。沉淀膜对阴、阳极均有抑制作用。NOH+Al3+()3Al+3H+OHN8-羟基喹啉（3）吸附膜型缓蚀剂作用机理有机缓蚀剂吸附膜型缓蚀剂，缓蚀剂极性基团发生的物理吸附或化学吸附。改变金属表面电荷状态,界面性质,表面能量状态,腐蚀反应活化能增,使腐蚀减缓。吸附型缓蚀剂使金属表面腐蚀活性点受吸附阻化，腐蚀活性点腐蚀非活性点。缓蚀剂的非极性基团在金属表面形成疏水保护膜，极性基团的定向吸附排列，阻挡与腐蚀有关的电荷或物质转移，使腐蚀速度降低。物理吸附带电荷缓蚀剂与金属表面电荷静电作用或范德华作用,吸附快速、可逆、吸附不强。物理吸附的关键金属表面电荷与缓蚀剂电荷

25、合理搭配,使缓蚀率提高。金属表面电荷（偏离零电荷电位值）受阴离子、阳离子吸附,受外加电位影响；缓蚀剂电荷阴、阳缓蚀剂离子，缓蚀剂在介质中受极化,反应而带不同电荷。+-M+R+R+N化学吸附中性缓蚀剂分子与金属形成化学键,吸附强,不可逆,吸附速度较慢。缓蚀剂分子极性基团中心元素的未共用电子对和金属形成配价键特点选择性显著、单分子层、缓蚀效果好、用量少、吸附后自由度小。NRFeHH物理吸附与化学吸附与缓蚀剂分子空间结构、能级轨道等有密切关系。物理吸附与化学吸附的统一解释物理吸附化学吸附3.缓蚀作用影响因素浓度影响：大多缓蚀剂的缓蚀效率随浓度增而增;有的缓蚀剂缓蚀效率与浓度关系有极值；有的缓蚀剂用量

26、不足,反而促进腐蚀,如亚销酸钠、铬酸盐等。腐蚀率浓度浓度浓度腐蚀率腐蚀率Fe/H2SO4Fe/HClFe/HCl若丁硫化二乙二醇Cr/Zn复合盐协同效应温度影响低温,缓蚀效果好（一般）一定温度范围,缓蚀效率变化不大温度升高,缓蚀效果增加。流动速度影响增大流速,缓蚀效率降低增大流速,效率增加。增大流速,缓蚀率降低，具体分析/其它因素。4缓蚀剂选用原则保护对象不同金属材料选用不同缓蚀剂。中性溶液,O2阴极还原为腐蚀的控制过程，选用氧化型或沉淀型缓蚀剂;酸性溶液,H+阴极还原为腐蚀的控制过程，选用吸附性缓蚀剂;碱性溶液,易发生沉淀，选用螯合剂,如硅酸盐等沉淀型缓蚀剂;石油介质环境,油水共存，选用水溶

27、性/油溶性吸附型缓蚀剂;大气环境，选用挥发性缓蚀剂,如苯并三唑（BAT）等。腐蚀环境经济效益设备的保护价值缓蚀剂消耗费用适宜用于循环体系，缓蚀剂合理用量和投资环境保护缓蚀剂应毒性小、无污染、不影响产品质量，还要防止细菌繁殖。2.应用实例油气井，炼油工业，酸洗化学工业，循环冷却水冷却水变质（O2、菌、垢、离子）循环Cr盐阳极抑制聚磷酸盐阻垢硅酸盐缓蚀Zn盐协同效应有机磷酸盐稳定剂循环冷却水缓蚀8.6表面保护性覆盖层表面保护性覆盖层表面保护性覆盖层可避免金属与腐蚀介质直接接触,普遍采用.表面保护性覆盖层占腐蚀控制总投资的50%。金属覆盖层非金属覆盖层保护性覆盖层基本要求：(1)覆盖层本身耐蚀、化学

28、稳定,结合牢固,附着力好;(2)覆盖层致密,孔隙率小;(3)覆盖层良好物理机械性能(硬度、耐磨性);(4)一定厚度和均匀性。金属涂覆层金属涂覆层电镀、热镀、渗镀、喷镀、化学镀等。在化学工业设备防护中衬里起到重要的作用，衬里衬里有机材料(橡胶、塑料、玻璃钢)和无机材料(玻璃、耐蚀砖板、耐蚀岩板、石墨等)。非金属涂覆层非金属涂覆层油基漆（防锈漆、大漆、漆酚、酚醛）、树脂漆（环氧、过氯乙烯、沥青、呋喃、聚胺基甲酚酯）、无机富锌漆、水基漆等。表面处理表面处理表面氧化、磷化、发黑、发兰等化学处理，使表面形成稳定氧化膜层。经电化学钝化处理，使表面生成转化膜层。物理气相沉积(PVD),化学气相沉积(CVD)

29、,金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD),等离子体辅助(PCVD),激光化学气相沉积(LCVD).激光束、电子束、离子束等物理处理，使表面合金化层/离子注入,防护表面处理，对材料改性优化，只改变表面性质(耐蚀,耐磨,美观)，不改变材料体相同部性质，是提高材料耐腐蚀性很有效和经济的方法。1 1金属覆盖层金属覆盖层(1)电镀以镀件为阴极,通电，使镀液中金属离子还原为金属原子态,在镀件表面析出,形成镀层。可镀任何金属和合金，电镀层具有耐蚀和装饰作用，如锌镀层广泛用于材料防护，全世界锌产量一半用于热镀锌或电镀锌。镀镍层防护/装饰功能。(2)热镀金属制品浸入熔融金属液中,形成覆盖层(Al、Zn、Sn、

30、Pb等)，热镀层厚度大，耐蚀。锡镀层广泛用于食品工业,全世界用量达每年数百吨；国外达每年100万吨热镀铝板规模。(3)渗镀高温下利用金属原子扩散,表面形成合金扩散层(Si、Cr、Al、Ti、B、W、Mo等)。结合力好,热稳定性高。(4)喷镀利用火焰或电弧使金属熔化,借助高压空气或保护气氛喷射到保护体表面形成覆盖层。主要有Al、Zn、Sn、Pb、不锈钢、Cu等，喷铝工业发展迅速，已成为重要的防护手段。(5)化学镀利用置换反应或氧化/还原反应,使金属离子在表面还原为金属覆盖层，与电镀相近,但不需电源,适用于结构形状复杂的工件，如：Ni/P非晶合金异常耐蚀。阴极性覆盖层阳极性覆盖层2.2.非金属涂覆

31、层非金属涂覆层非金属涂层在化工防腐中普遍应用。特点施工简便,适应性广,重涂容易,成本、施工费用低。有机涂料最重要非金属涂覆层，利用有机涂料的胶粘性和粘附性，在表面固化成薄覆盖层，使金属(材料)与腐蚀环境隔离而起到防腐，发展迅猛。（1 1）涂层保护机理涂层保护机理阻挡作用阻挡作用高聚物结构间隙平均直径105107cm,而H2O,O2mm时,抗渗大为提高。电化学保护电化学保护涂料内活性填料如锌电位较负,可起牺牲阳极保护作用,而锌腐蚀产物又可填塞空隙,腐蚀下降。缓蚀作用缓蚀作用涂料内组分如红丹,铬锌黄使金属钝化,或具缓蚀剂作用。（2 2）涂层破坏形式）涂层破坏形式涂层存在各种缺陷,引起金属局部腐蚀,

32、导致涂层鼓泡、剥离、脱落等腐蚀破坏：涂层下残碱,残盐或氧化物等使腐蚀发生而导致涂层脱落;介质渗透到涂层下,引起浓差电池,腐蚀使涂层破坏;涂层受水浸渍后吸收水分，体积增加,内应力使涂层鼓泡;光照、温度、化学介质、磨损、机械损伤等引起涂层本身的破坏;施工不当而引起的破坏。涂料主成膜物质辅成膜物质次成膜物质（填料）油料和树脂半干性油干性油天然/合成树脂固化剂固化氧与油料不饱和双键聚合而固化溶剂挥发固化聚乙烯、聚过氯乙烯等。环氧、酚醛、呋喃、聚脂等着色颜料防锈颜料红丹(Pb3O4)、锌铬黄、锌粉、磷酸盐等体质颜料（Fe2O3、铝粉、有机铬酸盐等）。各种溶剂、稀释剂、催干剂、固化剂、防雾剂、增塑剂、触变

33、剂、缓蚀剂等。4 4 涂料合理选用涂料合理选用介质环境环境条件与涂料适用范围一致,考虑环境介质酸碱性、氧化性、腐蚀性、温度、光照等。表面性质针对不同保护对象基体性质,选择不同保护特性、粘合能力涂料。如酸固化涂料不能涂覆在易被酸腐蚀的钢铁表面，红丹不能用于铝、锌表面。工程要求主要是针对保护要求年限、投资额等经济指标加以综合参考。涂料性能合理配套重要，如用环氧基涂料等粘附性好的涂料作底漆，用磷化底漆作过渡中间层，聚乙烯类作面漆等。合理配套可获的具有互补型、功能型，保护效果优良的涂层。5.5.有机材料衬里有机材料衬里涂层较薄,易受碰损或强腐蚀环境的破坏,衬里具有防腐性和机械性双重功能常用。玻璃钢衬里

34、是用玻璃纤维增强树脂组成的覆盖层,比一般涂层耐蚀性、机械性大为提高。腻子层,填平，环氧+填料玻璃钢衬里环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢、酚醛玻璃钢、呋喃玻璃钢、及各种改进型玻璃钢。Fe底层(环氧).附着力强热膨胀系数小增强层多层玻璃织物树脂浸润面层致密,抗渗,耐蚀,耐磨衬里破坏形式衬里破坏形式1渗透破坏：水从衬里缺陷进入衬层或界面,破坏树脂粘合力。水可使玻璃纤维强度下降。应力作用使树脂开裂,渗透加剧,金属界面电化学腐蚀使衬层鼓泡脱落。2应力破坏：金属基体,树脂和玻璃纤维的线膨胀系数差异较大,在环境(冷、热)作用下,或固化过程会产生内应力,导致衬层龟裂剥离。3腐蚀破坏：不同的衬里材料,耐蚀性不同,需合理选

35、材,表面树脂腐蚀暴露纤维后会增大渗透性,促进衬层快速破坏。玻璃钢衬里施工原则耐蚀、耐渗透、粘附力强、内应力小1树脂选用：环氧树脂既耐蚀又粘附力强,，环氧改性可提高附着力，底层用环氧树脂涂料较合适。2树脂含量与固化度：高含量树脂为好(5070%),玻璃纤维作骨架,增加厚度和整体性,玻璃纤维应尽量少，使树脂完全固化。3添加剂：添加固化剂、溶剂、增塑剂或填料。4玻璃纤维：玻璃纤维应选用易为树脂浸润,高含胶量,玻璃纤维表面应加处理。施工：固化固化固化表面处理涂底料刮腻子贴布贴布常温保养/热处理热处理：提高固化速度,缩短工期,保证衬里质量,如环氧8090,酚醛120,呋喃130150。配制底料配制腻子胶粘剂配制玻纤处理成品检查8.7 联合保护联合保护阴极保护+表面涂覆表面涂覆本身缺陷：微孔、结构施工/服役过程-老化/开裂/损伤电化学保护电流大/极化难联合保护优点1降低电耗，缩短极化时间2改善电流分布/分散能力3双重保护，安全可靠阴极保护+缓蚀剂协同作用1电化学极化有利缓蚀剂成膜如：黄铜表面形成-FeOOH,-FeOOH稳定，耐腐蚀2表面电荷的调整，有利于缓蚀剂吸附作用