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1、腐蚀及腐蚀控制,责任声明 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。,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,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。,腐蚀
2、,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= 2Fe2O3H2O 铁失去电子被氧化；氧得到电子被还原。,钢 Steel,能量 Energy,自然界更喜欢低能量 Nature Prefers Low Energy,能量差 Difference,锈蚀、腐蚀产物、铁矿石 Rust, Corrosion Products, Iron Ore,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
3、率,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。,8 of 39,腐蚀电池,返回通道（金属） Return Path (Metallic),电子流 Electron Flow,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 Electrolyte,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
4、应,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,腐蚀环境的分类 什么是 ISO 12944？,ISO = International Standards Organisation (www.iso.org) 它是总部设在瑞士的国际标准组织： ISO 9001 ISO 9002 IS0 14001 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 ISO 12944 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
5、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,什么是 ISO 12944 ?,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。 ISO 12944 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,ISO 12944 第 1 部分 通则,ISO 12944 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 ISO 12944 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
6、修补,ISO 12944 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 ISO 4628-1，2，3，4，5) ， 例如 Ri2 或 Ri3 表示为 3 个范围,ISO 4628-3-1982 锈蚀程度表示,Ri 1 0.05%,Ri 2 0.5%,Ri 3 1%,Ri 4 8%,Ri 5 40 50%,缺陷（锈蚀）程度 ISO4628,ISO 12944 其余各部分摘要,ISO 12944 第 2 部分 环境的分类,大气环境 : 定
7、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),ISO 12944 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-I,ISO 12944 第 2 部分 环境的分类 (浸泡/掩埋),ISO 12944 第 2 部分 环境的分类 (浸泡/掩埋),浸水能细分为下面三个区,ISO 12944 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
8、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）,ISO 12944 -5 标准推荐的防护漆干膜厚度,ISO 12944 -5 防护涂装系统,环境分类 举例,C1 很低的腐蚀环境 机场航站楼内部,环境分类 举例,C2 低的腐蚀环境 无加热的仓库内部,环境分类 举例,C3 中等腐蚀环境 城市内的体育场,环境分类 举例,C4 高的腐蚀环境 工业和沿海的加工工厂,环境分类 举例,C5-I 很高的腐蚀环境 工业大气中的化工厂,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,
9、如果防腐不当，又会如何？,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,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,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,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,材料选择 电位序 (海水温度为 25C),镁 Magnesium 最活跃 锌 Zinc 铝 Aluminum 低碳钢 Mild Steel 铸铁 Cast Iron 铜 Copper 不锈钢 Stainless Steel 银 Silver 金 Gold
10、 铂 Platinum 最不活跃,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，电化腐蚀速率越快,防腐涂料,使用涂料预防腐蚀的三大原理: 屏蔽效应 Barrier effect 抑制（缓蚀）效应 Inhibitor effect 阴极保护（牺牲）（电化学）效应 Sacrificial （ Galvanic effect ）,屏蔽效应（Barrier Effect）,一层密闭的涂层象一道屏障保护着基材的表面 如：环氧涂料 常用屏蔽颜料有云母氧化铁，铝粉，玻璃鳞片,底材,表面的水汽,Distanc
11、e “as the crow flies”,屏蔽效应（Barrier Effect）,底材,表面的水汽,Distance “as the crow flies”,屏蔽效应（Barrier Effect）,抑制效应（Inhibitor Effect）,涂料钝化钢材表面： 对有抑制效应的涂层，当水气进入涂层后，与涂料中活性的 颜料反应，在涂料和金属之间接触面形成钝化膜。 涂料混有防止锈蚀的颜料，如: 红丹底漆 （ Red Lead Primer) 铬酸锌底漆（Zinc Chromate Primer) 磷酸锌底漆（Zinc Phosphate Primer）,阴极保护（牺牲）（电化学）效应 Sac
12、rificial （ Galvanic effect ）,涂料自身担当牺牲阳极 (电化学效应) 各种含锌底漆： 无机硅酸锌 环氧富锌,富锌底漆,良好的附着力使得涂层不翘皮,湿汽使锌粉离子化,涂层破坏至钢材,当涂层破损至底材后，底漆中的锌粉成分被牺牲掉，底材得以被保护,钢材,阴极保护（牺牲）（电化学）效应,环氧富锌对比无机硅酸锌,SSPC - Paint 20 ASTM D520,无机富锌和有机富锌 锌粉含量 一级 锌粉留在干膜中的重量 85% 二级 锌粉留在干膜中的重量 77%, 85% 三级 锌粉留在干膜中的重量 65%, 77% 锌粉质量依据ASTM D520,改变环境,可密封未使用区域以防止腐蚀 可使用减湿空气以保持较低的腐蚀速率,
