学文网金属腐蚀与防护论文第1篇
关键词：教学效果；教学方法；专业课程
作者简介：谢学***（1968-），男，湖南益阳人，武汉大学动力与机械学院，副教授。（湖北武汉430072）
中***分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）17-0074-02
大学期间专业课一般在大三开设。此时，学生的学习成绩、态度、世界观等，一方面都较中学时生了很大的变化，另一方面也都已基本定型。比如学生已明白大学的基本授课方式、考核方式，知道如何顺利完成课程。因此学生这个时候上课已无好奇心，对课程也就没了兴趣，作业有的相互借鉴，考前也采用突击，考试也大都能过关，可是真正的学习效果却很低。每次到研究生招生的专业面试时，老师们都忧心忡忡，因为这些参加专业面试的准研究生们表现实在不佳。这些准研究生们刚放下专业课书本还不到一年就把最基本的专业知识都抛到九霄云外去了，这样的情景一再出现。教师必须想到让学生真正掌握专业基本知识和基本能力的办法，也就是说要想办法让学生的心回到课堂上来，能围绕授课内容动脑筋、想问题，消化吸收课堂知识的同时还能提出问题、探讨问题。下面结合笔者在“金属腐蚀与防护”这门专业课程中的教学实践，谈谈采取的提高专业课程教学效果的初浅看法。
一、遵循理论联系实际、激发学生学习兴趣的原则，处理好教材与授课内容的关系
“金属腐蚀与防护”是水质科学与技术等专业的一门重要专业课，武汉大学动力与机械学院水质科学与技术专业这门课选用的教材是中国电力出版社出版的普通高等教育“十二五”规划教材《热力设备的腐蚀与防护》，该教材前七章介绍金属腐蚀基本理论，主要内容是腐蚀热力学、动力学，后十一章介绍热力设备的主要腐蚀及其防护。
笔者处理教材与授课内容的总原则是理论联系实际，即授课时先尽量讲授与热力设备腐蚀有关的金属腐蚀基本理论，然后以此为指导讨论热力设备主要腐蚀的部位、特点、机理、影响因素和防止方法；处理每一堂课的教学内容时注意激发学生的学习兴趣，尤其是在上第一堂课即绪论课上，特别注意把教材内容处理好，从课程一开始就吸引学生，让学生们的心很快回到课堂上来，能围绕授课内容动脑筋、想问题，消化吸收课堂知识的同时还能提出问题、探讨问题，授课就有了一个良好的开端，不敢说事半功倍，好的开头总是必要和必须的。为了达到通过绪论课吸引学生的目的，笔者在处理“金属腐蚀与防护”课程所选教材绪论内容（包括金属腐蚀的定义、金属腐蚀的分类、金属腐蚀速度的表示方法、金属腐蚀防护的重要性、金属腐蚀防护方法概述）时，把教材“总论”的“金属腐蚀防护的重要性”作为第一堂课的第一部分内容，并另取名为“腐蚀的代价与危害”和“防止腐蚀能带来的好处”。这样处理教材绪论内容的目的是，一方面通过腐蚀实例，从“巨大的经济损失”、“ 严重的资源和能源浪费”、“引发灾难性事故”、“污染和损害人类生存的环境”、“阻碍新技术的应用和发展”这样五个方面给学生们以震撼；另一方面通过防止腐蚀的实例，告诉学生，腐蚀防止住了或者减轻了，不但能带来经济效益，保护资源、减少能源消耗，而且能保护生命、保护环境，自然而然的把学生的心吸引到课堂上来。
把学生的心吸引到课堂上来后，要激发学生的求知欲望和学习兴趣，也就是此时要趁热打铁，满足学生们探究腐蚀与防腐蚀的愿望。于是给出金属腐蚀的定义为“金属与周围环境（介质）之间的化学或电化学作用所引起的变质或破坏”，并指出把握金属腐蚀定义的关键点：腐蚀是金属的腐蚀；金属的腐蚀是周围环境（介质）引起；之所以周围环境（介质）能引起金属的腐蚀，是因为金属与周围环境（介质）之间发生了化学或电化学作用；金属腐蚀的后果是金属变质或金属设备等遭到破坏；何谓“化学或电化学作用”；金属腐蚀与“断裂、磨损”的区别。这样学生们马上就知道金属腐蚀是这么一回事了。随后要同学们自学5分钟，并提问“如何表征腐蚀的轻重、快慢即腐蚀程度，也就是腐蚀速度”，注意在学生回答问题的同时指出每种表征腐蚀速度的方法的适应性。这就是教材“第一章 总论”的“第一节 金属腐蚀的定义”和“第三节金属腐蚀速度的表示方法”的内容。
那么如何防止金属腐蚀呢？这是学生的求知欲望和学习兴趣被激发后自然而然会提出的问题。先要学生讨论一下，教师听听他们的看法，指出他们所提出防腐蚀方法的优劣，然后明确告诉他们：金属腐蚀是可以防止的，但要把所有的金属腐蚀都防止住或减轻，并不是一件简单、容易的事情。因为一方面金属腐蚀是一个十分复杂的过程，另一方面金属腐蚀有各种各样的情况。因此必须先分门别类，了解各种腐蚀，找到防止各种腐蚀的特殊方法。但事物又都有普遍规律性，在了解了各种腐蚀，知道防止各种腐蚀的特殊方法之后，又可从这些特殊防腐蚀方法中归纳出防止腐蚀的一般方法，即“合理选材、表面保护、环境（介质）处理、电化学保护”。这就是教材“第一章 总论”的“第二节 金属腐蚀的分类”和“第五节 金属腐蚀防护方法概述”的内容。
二、严肃课堂纪律，维护好教学秩序
严肃课堂纪律，维护好教学秩序，本是对教学工作的最基本要求。但近年来，由于各种原因，老师、学生都有迟到现象，学生还有上甲课做乙事甚至逃课等现象。如何真正抓好课堂纪律、维护好教学秩序？笔者认为一方面要言教与身教并重，即教师既要对学生严格要求，如要求学生做好考勤、严格请假制度等，教师也要为人师表，做好表率，如按时上下课、不迟到、不提前下课、不随意调课；另一方面教师要想办法把学生吸引到课堂上来，激发学生的求知欲望。如果学生的求知欲望激发出来了，则课堂纪律、教学秩序自然好。
三、强化预习和开展以学生寝室为单位的课外讨论，鼓励学生解决老师提出的问题并提出新的问题
上课前要求学生做好预习。怎样激发学生预习的兴趣呢？先要讲清道理，即告诉学生专业知识是他们工作后马上就会要用到的知识，是可以运用起来解决实际问题的知识；然后是提前把预习内容中的实际问题提出来给学生，请他们通过预习、讨论（为方便起见，笔者建议学生们以就寝寝室为单位开展讨论），提出解决实际问题的办法。这样既激发了学生们的求知欲望，又利用他们的好奇心培养了他们运用专业理论知识解决实际问题的能力。如笔者在要求学生预习第九章“热力设备的氧腐蚀与防止”时，提前给学生的实际问题是“如何防止碳钢在自来水中的腐蚀”和“如何防止锅炉的运行氧腐蚀、停用氧腐蚀”，[1]希望他们能解决这两个问题来证明自己，最好还能提出新的问题。在前面学过氧腐蚀，但那是从理论上泛泛而谈，现在有实际问题要解决，年轻人的好奇心和不服输的心理，使他们跃跃欲试。于是为解决这两个实际问题，学生们自觉不自觉地就开始了预习、讨论，后来上课的效果也非常好，因为真正达到了学习知识、掌握知识并运用知识解决实际问题的教学目的。
四、课堂小组讨论、小组派代表总结讨论结果、教师有针对性重点讲授与多种形式提问相结合
课堂小组讨论的问题，有的是学生在预习中提出来的问题，如学生们预习第九章“热力设备的氧腐蚀与防止”时就有学生提出“到底何时要进行化学除氧”；有的是教师精心设计的问题，如学习第十三章“水化学工况与水汽品质监督”时笔者设计的课堂讨论问题是“汽包炉、直流炉都可以采用的水化学工况有哪些，各是什么含义、应用起来各有什么优缺点”；[1]还有的是学生回答问题的答案有代表性倾向时教师即兴提出讨论的问题，如学生在回答缓蚀剂定义时说“缓蚀剂是减缓腐蚀速度的物质”，笔者即时提出“实际应用缓蚀剂时，如盐酸清洗锅炉要用缓蚀剂，缓蚀剂的量是多少、腐蚀速度应减小到多少才能接受”这一问题开展讨论。课堂讨论前要先分好小组，每次上课都按小组就座，小组课堂讨论一般不超过10分钟，讨论后每小组派代表总结讨论结果，然后老师针对讨论中出现的问题重点讲授。
多种形式提问，是指同一问题从不同角度提问、把前后知识点联系起来提问等。如“加氨调节给水、凝结水的pH值有什么缺陷”这是直接提问；“为什么要用乙醇胺等替代氨作为调节给水、凝结水pH值的碱化剂”，这是间接提问；“汽轮机的低压缸为什么会发生酸性腐蚀”，这是把前后知识点联系起来提问。再如“超临界机组的给水、凝结水如何处理”、“全挥发处理AVT（R）、AVT（O）和联合水处理CWT或加氧处理OT的各是什么含义”。[1]
笔者这样做的目的是力求学生把知识理解透彻、掌握牢固、融会贯通、能运用理论知识解决实际问题。当然，这要求教师课前要处理好教材，准备好课件，能抓住重点、突出重点并重点讲授，只有这样，开展课堂小组讨论和进行多种形式提问才能有的放失、收放自如。
五、理论联系实际，活学活用，激发学生的学习兴趣，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力
专业知识是可以运用起来解决实际问题的知识。因此，专业知识的活学活用在激发学生的学习兴趣、培养学生运用理论知识解决实际问题的能力等方面，可以起到立竿见影的效果。如学生通过学习第九章“热力设备的氧腐蚀与防止”解决了“如何防止碳钢在自来水中的腐蚀”和“如何防止锅炉的运行氧腐蚀、停用氧腐蚀”这两个问题，特别是通过自己设计、动手试验解决了第一个问题“如何防止碳钢在自来水中的腐蚀”后，同学们自信满满，学习兴趣大增。具体做法是，先课堂讲授并讨论热力设备运行氧腐蚀和停用氧腐蚀发生部位的差异、钢铁氧腐蚀的一般特征、钢铁氧腐蚀的机理、运行氧腐蚀和停用氧腐蚀的危害、运行氧腐蚀和停用氧腐蚀的影响因素、运行氧腐蚀和停用氧腐蚀的防止方法，然后要求学生课后自己设计“防止碳钢在自来水中的腐蚀”的实验方案并通过电子邮件交老师批阅，课堂上老师再讲评，最后学生们进实验室做实验验证。这样，学生学习的主观能动性得到充分发挥，而且纷纷感叹“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”！
六、复结，整体把握，避免只见树木不见森林，迷失方向
复结是在一门课快结束时，教师先和学生一起回顾本门课所讲述的主要内容，然后回顾每一章所讲述的内容和重点（这时学生们可以翻开所用教材的目录），目的让学生整体把握本门课的主要内容和重点，避免学生在知识掌握方面“只见树木不见森林”，或者“骑驴找驴”，迷失方向。
总之，只要教师多用心，多站在学生的角度进行换位思考，科学地引导和调动学生学习的积极性，充分发挥学生的主观能动性，在师生双方的共同努力下，专业课程的教学一定能够取得良好的效果。
金属腐蚀与防护论文第2篇
针对机械设备容易出现被腐蚀的情况,结合了先进知识及多年来的实践经验,对提高机械设备防腐蚀能力的设计及措施作了有益的探讨,使用适合的材料,采取恰当的方法,都能够加强机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。
关键词：普通机械设备防腐设计措施
中***分类号： TU81文献标识码： A
一．引言
众所周知，机械设备本身是金属构成的，只要是金属它就会因为温度、湿度等外界条件的影响，从而导致金属发生锈蚀。在当下环境中的工业企业，环境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物等一些有害物质，再加上不同的企业不同的厂房在不同环境下的温度和湿度都较高、较大，因此在这些环境因素的综合作用和影响之下，金属就可能会与这些有害的物质发生强烈的化学反应，进而形成了腐蚀。
企业生产过程中，机械是保证企业进行日常生产的必要生产设备，机械设备所要面临的防腐问题正在逐渐受到相关生产领域的重点关注．努力提高设备的防腐能力，最大限度的延长其生产使用寿命，使企业生产成本尽量降低，已经成为当今企业所面临的重点问题。本文针对机械设备在使用的过程当中所产生的腐蚀问题、机械设备的防腐能力提高与防腐蚀涂料等问题做了简要的说明。
二．设备腐蚀发生的原因以及分类
通常情况下，由于设备使用环境的特殊性，对于金属来讲其本身的结构是极其容易发生腐蚀的，温度、湿度以及空气等外部的环境会直接的导致金属发生腐蚀现象。工业环境下，生产中都涉及到一些氧化-还原性的气体、介质等，加上生产车间的湿度较大、温度较高，所以就会在金属的表面发生强烈的化学反应，从而形成腐蚀。
对于腐蚀的分类，一般有两种分类方法，一是根据腐蚀产生的机理进行分类，另一种是根据腐蚀产生的原因和表象分类。根据腐蚀产生的机理来分，主要可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指金属材料在与电解质溶液发生接触之后，由于会发生表面的电极反应而产生腐蚀现象，这种反应一般来讲是氧化还原反应，主要因素是环境的湿度以及温度的问题；化学腐蚀是指金属表面与其周围接触的介质会发生较为强烈的化学反应，从而使得金属受到一定的损坏，这种腐蚀诱发的原因主要是温度高、环境干燥。而根据腐蚀产生的表象和原因分类可以分为，剥层腐蚀、工业大气腐蚀、高温氧化腐蚀以及海洋大气腐蚀等等。
三. 机械设备腐蚀的机理
腐蚀主要是因为发生了化学反应,而导致物体出现了损耗或者是破坏的情况。而机械设备的腐蚀现象,是较为普遍的。机械设备被腐蚀以后,在机械的色泽、外形以及基本性能上都可能发生变化,这就对机械设备造成了破坏,同时也造成了能源方面的浪费,使企业受到了较大的亏损。
1. 电化学腐蚀的机理。金属发生的电化学腐蚀，主要就是因为金属的表面层与离子导电介质所发生的电化学作用，从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀，都会包含至少一个的阳极反应和阴极反应，同时还会通过金属内部的电子流，以及在介质中的离子流进行联系。
阳极所发生的是氧化过程，主要就是金属离子从金属中转移出来，转移至介质中，同时放出电子流，然后与介质中所存在的离子流进行联系，结合到一起。
而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分，通过吸收来自于阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工，都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应，这样的反应，无疑就会加快金属被腐蚀的速度。
2. 工业大气腐蚀机理 。在工业污染较为严重的地区中，空气中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物以及盐等挥发物，还包括一些工业粉尘，这些都是一些腐蚀性的介质。在以上介质物中，在潮湿的条件情况下，酸性气体就会与水结合生成无机酸，而这些酸就具有极强的腐蚀作用。例如一些铁制的合金，在这样的介质中，就会发生一连串的化学反映，致使钢材被严重的破坏。
在工业大气的环境下，机械腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀以及化学腐蚀的本质来看，都是因为金属原子在失去电子以后变成离子的一个氧化过程。其主要的区别就是发生的环境背景不同而已，化学腐蚀是金属与周围介质在高温、干燥的环境中所发生的化学反应，而电化学腐蚀则是发生在潮湿的环境下，发生的氧化过程。
四．机械设备的防腐蚀设计
金属材料极容易遭到腐蚀破坏，所以在机械设备的采购过程中，应该要对机械设备的采购选用、安装使用等环节进行综合的考虑，并且要选择合适的配套附件，对设备的附件功能以及防腐蚀设计，具有相同的重要作用。
1. 材料的选择。被用在制造业中的机械设备材料，大多都是碳素钢。这种钢价格较低，同时采购较为方便，而且便于对其进行加工。这样的钢在普通的工作环境中使用，不会发生较大的腐蚀，对机械设备的使用，也不会造成较大的危害。但是如果是在企业中使用，其工作环境就可能会对其造成较为严重侵蚀。
例如常用的 Q235 钢，在浓度较高的腐蚀性介质中，其腐蚀速度十分的高，即使对设备进行防腐涂漆，但是很容易造成漆膜出现局部脱落或是划伤，也可能会致使其腐蚀面积不断扩展，大大降低了机械设备的使用寿命。因此，企业通常都不会选择使用这样的材料，而选择一些具有耐腐蚀性能的普通低合金钢，作为机械设备的制造基材。低合金钢的价格虽然稍高，但是其所能够取得的总体经济效益，要比碳钢好很多。
2. 结构与工艺。如果机械构件的集合形状设计，过于复杂或是不合理，就可能会引起热应力、积尘、机械应力以及积液等缺陷，进而导致接卸的局部发生腐蚀情况，因此应该从防腐蚀的角度对结构的设计进行综合性的考虑，通常情况下，要符合以下要求：
（1）. 机械构件的形状易简单；
（2）. 防止机械构件表面有伤痕或是遭到损坏；
（3）. 机械构件应该尽量选择使用同一种金属材料；
（4）. 尽量减少机械构件中存在的缝隙；
（5）. 选择较为优质的防锈漆以及结构形式，以便于保证腐蚀介质与机械构件能够完全隔离，尤其是要注意对焊缝进行涂漆，较为合理的涂漆结构，能够保证构件的任何一面或部位，都能够进行涂漆；
（6）. 防止残余水分在机械设备上有滞留情况，在设计的时候要尽量避免具有向上的容器状凹处，如果不能够尽量避免，应该要设置排水孔；
（7）. 在对机械设备进行焊接时，要尽量防止出现应力集中或者是内应力的现象，要尽量采取连续的焊接工艺，间断的焊接就容易产生内应力；
（8）. 要尽量避免出现焊接缺陷，例如咬边、焊瘤、未焊透等现象，这些都可能会导致其形成新的腐蚀点。例如咬边就可能会导致出现应力集中，其凹陷边也可能会形成夹缝，而焊瘤不仅仅会造成应力集中，还会致使焊瘤与母材之间形成一定的夹缝。以上这两种焊接缺陷，都会造成较为严重的腐蚀现象；
（9）. 为了能够进一步防止发生缝隙腐蚀现象，对于构件的连接处的夹缝，要进行科学合理的设计。对于常见的构件连接形式，主要包括对接以及搭接两种，这样的连接中应该采用焊接的连接，同时还应该采取双面连续的填角焊接，同时对于对接的接头，还应该采用双面连续的对接焊接，进而避免出现缝隙腐蚀的情况发生。
五．设备的防腐蚀方法
对机械设备进行防腐蚀的方法有很多，主要就是为了能够改善金属本身的特质，将腐蚀介质能够与被保护的金属进行隔开，或者是对金属表面进行合理的处理，以改善电化学保护以及腐蚀环境等等。电化学保护法，主要就是依据电化学的相关原理，进而在金属设备上采用一定的措施，进而使之能够成为腐蚀电池中的阴极，从而减轻甚至是防止金属腐蚀的方法，主要包括外加电流法以及牺牲阳极保护法。
外加电流法，主要是指将保护金属与另一个附加电极作为电池的两极，同时将被保护的金属作为电池的印记，然后在外加直流电的作用之下，对阴极进行保护；
而牺牲阳极保护法，是采用电极电势将被保护的金属或是合金，作为电池的阳极，将其固定在被保护的金属表面上，从而形成了腐蚀电池，而被保护金属作为阴极，从而得到保护。
根据电化学的相关腐蚀原理，采取牺牲阳极保护法对机械设备进行保护是一种较为科学、合理且有效的方法。而目前，各个国家也广泛的采用此方法，将其应用在各种较容易发生腐蚀的机械设备上，对其进行保护，并取得了较好的效果。
合理选材，优化设计。机械设备的腐蚀与设备的材料息息相关，在材料的选择过程中，要围绕腐蚀发生的情况，注重选材的合理，要充分的考虑到介质的性质、环境的温度以及运行的压力等等，根据原料的要求设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕设备生产运行中的生产要求和应力的特点，在设计中需要注重一下几个方面：首先是产品的产品的结构要求应该要与生产产品的耐腐蚀要求相一致；其次是要注意机械设备的运行稳定性和流畅性，防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积；最后是要注意对于外力的保护，防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。
电化学保护。电化学保护技术作为一种有效的、既经济又实用的防腐蚀手段，在企业防腐蚀领域中已引起广泛的重视和应用。它是指利用外部电流使金属（包括合金）腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术，可分为阴极保护和阳极保护。
在金属表面上通入足够的阴极电流，使金属电位变负，并使金属溶解速度减小被称为阴极保护。被保护的设备在结构上有一定的要求，通常情况下是不宜太复杂，结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电流密度大，远离辅助阳极部位电流密度小，得不到足够的保护电流。甚至不起保护作用，会产生所谓的“遮蔽现象”。阴极保护不仅要求设备的结构简单，还要求设备所处环境的介质腐蚀性并不是很强，这种保护方法主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。
阳极保护是将外加直流电源的正极与被保护的金属构件相连，在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度显著降低，使设备得到保护。对于没有饨化特征的金属，不能采用阳极保护。主要应用在硫酸生产中的结构物（如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等）和氨水及铵盐溶液中的结构物（如碳化塔、氨水储槽等）。
在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护；在既可采用阳极保护，也可采用阴极保护，并且二者保护效果相差不多的情况下，则应优先考虑采用阴极保护；如果氢脆不能忽略，则要采用阳极保护。
缓蚀剂。缓蚀剂是一种向缓蚀体系中添加适当浓度，就能显著降低金属的腐蚀速度而对腐蚀剂浓度影响很小的化学物质。缓蚀剂的用量很少，虽然它不能改变金属在介质中的腐蚀倾向，但它能在金属表面形成保护膜，从而减缓金属的腐蚀速度，从而抑制金属的腐蚀。与其他防腐蚀方法相比缓蚀剂具有使用方便、经济、有效的特点，广泛地应用于石油普通、机械制造、交通等工业部门，并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施，列入到生产工艺或操作规程中。
六．结束语
随着我国经济的发展，工业化的进程也逐渐的加快，工业对于国民经济的发展已经日益重要。机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分，其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。腐蚀，是机械设备发生的常见问题，这主要是由于机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应，进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。机械设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化，从而影响设备的正常使用和生产，也会给相关的企业带来一定的损失。所以，对于设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。腐蚀介质广泛地存在于企业的日常生产工作环境中，在这样的环境中，机械设备的腐蚀程度通常会更加严重也更快，所造成的损失也较大。因此要加强行业机械设备的防腐蚀能力，对提高机械设备的使用年限，降低企业的生产成本等，都具有较大的意义。
参考文献：
[1] 刘春荣LIU Chun-rong浅谈普通机械设备的防腐设计及措施[期刊论文] 《装备制造技术》 -2011年10期
[2] 韩晗 王鑫 董亮 浅议普通机械设备的防腐设计及措施 [期刊论文] 《中国普通贸易》 -2013年5期
[3] 张海波论述普通设计中的防腐问题 [期刊论文] 《世界华商经济年鉴•城乡建设》 -2012年9期
[4] 白平南普通机械设备的防腐措施 [期刊论文] 《考试周刊》 -2012年21期
[5] 张晶莹ZHANG Jing-ying浅析普通机械设备腐蚀原因及防腐措施 [期刊论文] 《普通技术与开发》 -2012年3期
金属腐蚀与防护论文第3篇
论文关键词：教学效果；教学方法；专业课程
大学期间专业课一般在大三开设。此时，学生的学习成绩、态度、世界观等，一方面都较中学时生了很大的变化，另一方面也都已基本定型。比如学生已明白大学的基本授课方式、考核方式，知道如何顺利完成课程。因此学生这个时候上课已无好奇心，对课程也就没了兴趣，作业有的相互借鉴，考前也采用突击，考试也大都能过关，可是真正的学习效果却很低。每次到研究生招生的专业面试时，老师们都忧心忡忡，因为这些参加专业面试的准研究生们表现实在不佳。这些准研究生们刚放下专业课书本还不到一年就把最基本的专业知识都抛到九霄云外去了，这样的情景一再出现。教师必须想到让学生真正掌握专业基本知识和基本能力的办法，也就是说要想办法让学生的心回到课堂上来，能围绕授课内容动脑筋、想问题，消化吸收课堂知识的同时还能提出问题、探讨问题。下面结合笔者在“金属腐蚀与防护”这门专业课程中的教学实践，谈谈采取的提高专业课程教学效果的初浅看法。
一、遵循理论联系实际、激发学生学习兴趣的原则，处理好教材与授课内容的关系
“金属腐蚀与防护”是水质科学与技术等专业的一门重要专业课，武汉大学动力与机械学院水质科学与技术专业这门课选用的教材是中国电力出版社出版的普通高等教育“十二五”规划教材《热力设备的腐蚀与防护》，该教材前七章介绍金属腐蚀基本理论，主要内容是腐蚀热力学、动力学，后十一章介绍热力设备的主要腐蚀及其防护。
笔者处理教材与授课内容的总原则是理论联系实际，即授课时先尽量讲授与热力设备腐蚀有关的金属腐蚀基本理论，然后以此为指导讨论热力设备主要腐蚀的部位、特点、机理、影响因素和防止方法；处理每一堂课的教学内容时注意激发学生的学习兴趣，尤其是在上第一堂课即绪论课上，特别注意把教材内容处理好，从课程一开始就吸引学生，让学生们的心很快回到课堂上来，能围绕授课内容动脑筋、想问题，消化吸收课堂知识的同时还能提出问题、探讨问题，授课就有了一个良好的开端，不敢说事半功倍，好的开头总是必要和必须的。为了达到通过绪论课吸引学生的目的，笔者在处理“金属腐蚀与防护”课程所选教材绪论内容（包括金属腐蚀的定义、金属腐蚀的分类、金属腐蚀速度的表示方法、金属腐蚀防护的重要性、金属腐蚀防护方法概述）时，把教材“总论”的“金属腐蚀防护的重要性”作为第一堂课的第一部分内容，并另取名为“腐蚀的代价与危害”和“防止腐蚀能带来的好处”。这样处理教材绪论内容的目的是，一方面通过腐蚀实例，从“巨大的经济损失”、“ 严重的资源和能源浪费”、“引发灾难性事故”、“污染和损害人类生存的环境”、“阻碍新技术的应用和发展”这样五个方面给学生们以震撼；另一方面通过防止腐蚀的实例，告诉学生，腐蚀防止住了或者减轻了，不但能带来经济效益，保护资源、减少能源消耗，而且能保护生命、保护环境，自然而然的把学生的心吸引到课堂上来。
把学生的心吸引到课堂上来后，要激发学生的求知欲望和学习兴趣，也就是此时要趁热打铁，满足学生们探究腐蚀与防腐蚀的愿望。于是给出金属腐蚀的定义为“金属与周围环境（介质）之间的化学或电化学作用所引起的变质或破坏”，并指出把握金属腐蚀定义的关键点：腐蚀是金属的腐蚀；金属的腐蚀是周围环境（介质）引起；之所以周围环境（介质）能引起金属的腐蚀，是因为金属与周围环境（介质）之间发生了化学或电化学作用；金属腐蚀的后果是金属变质或金属设备等遭到破坏；何谓“化学或电化学作用”；金属腐蚀与“断裂、磨损”的区别。这样学生们马上就知道金属腐蚀是这么一回事了。随后要同学们自学5分钟，并提问“如何表征腐蚀的轻重、快慢即腐蚀程度，也就是腐蚀速度”，注意在学生回答问题的同时指出每种表征腐蚀速度的方法的适应性。这就是教材“第一章 总论”的“第一节 金属腐蚀的定义”和“第三节金属腐蚀速度的表示方法”的内容。
那么如何防止金属腐蚀呢？这是学生的求知欲望和学习兴趣被激发后自然而然会提出的问题。先要学生讨论一下，教师听听他们的看法，指出他们所提出防腐蚀方法的优劣，然后明确告诉他们：金属腐蚀是可以防止的，但要把所有的金属腐蚀都防止住或减轻，并不是一件简单、容易的事情。因为一方面金属腐蚀是一个十分复杂的过程，另一方面金属腐蚀有各种各样的情况。因此必须先分门别类，了解各种腐蚀，找到防止各种腐蚀的特殊方法。但事物又都有普遍规律性，在了解了各种腐蚀，知道防止各种腐蚀的特殊方法之后，又可从这些特殊防腐蚀方法中归纳出防止腐蚀的一般方法，即“合理选材、表面保护、环境（介质）处理、电化学保护”。这就是教材“第一章 总论”的“第二节 金属腐蚀的分类”和“第五节 金属腐蚀防护方法概述”的内容。
二、严肃课堂纪律，维护好教学秩序
严肃课堂纪律，维护好教学秩序，本是对教学工作的最基本要求。但近年来，由于各种原因，老师、学生都有迟到现象，学生还有上甲课做乙事甚至逃课等现象。如何真正抓好课堂纪律、维护好教学秩序？笔者认为一方面要言教与身教并重，即教师既要对学生严格要求，如要求学生做好考勤、严格请假制度等，教师也要为人师表，做好表率，如按时上下课、不迟到、不提前下课、不随意调课；另一方面教师要想办法把学生吸引到课堂上来，激发学生的求知欲望。如果学生的求知欲望激发出来了，则课堂纪律、教学秩序自然好。
三、强化预习和开展以学生寝室为单位的课外讨论，鼓励学生解决老师提出的问题并提出新的问题
上课前要求学生做好预习。怎样激发学生预习的兴趣呢？先要讲清道理，即告诉学生专业知识是他们工作后马上就会要用到的知识，是可以运用起来解决实际问题的知识；然后是提前把预习内容中的实际问题提出来给学生，请他们通过预习、讨论（为方便起见，笔者建议学生们以就寝寝室为单位开展讨论），提出解决实际问题的办法。这样既激发了学生们的求知欲望，又利用他们的好奇心培养了他们运用专业理论知识解决实际问题的能力。如笔者在要求学生预习第九章“热力设备的氧腐蚀与防止”时，提前给学生的实际问题是“如何防止碳钢在自来水中的腐蚀”和“如何防止锅炉的运行氧腐蚀、停用氧腐蚀”，[1]希望他们能解决这两个问题来证明自己，最好还能提出新的问题。在前面学过氧腐蚀，但那是从理论上泛泛而谈，现在有实际问题要解决，年轻人的好奇心和不服输的心理，使他们跃跃欲试。于是为解决这两个实际问题，学生们自觉不自觉地就开始了预习、讨论，后来上课的效果也非常好，因为真正达到了学习知识、掌握知识并运用知识解决实际问题的教学目的。
四、课堂小组讨论、小组派代表总结讨论结果、教师有针对性重点讲授与多种形式提问相结合
课堂小组讨论的问题，有的是学生在预习中提出来的问题，如学生们预习第九章“热力设备的氧腐蚀与防止”时就有学生提出“到底何时要进行化学除氧”；有的是教师精心设计的问题，如学习第十三章“水化学工况与水汽品质监督”时笔者设计的课堂讨论问题是“汽包炉、直流炉都可以采用的水化学工况有哪些，各是什么含义、应用起来各有什么优缺点”；还有的是学生回答问题的答案有代表性倾向时教师即兴提出讨论的问题，如学生在回答缓蚀剂定义时说“缓蚀剂是减缓腐蚀速度的物质”，笔者即时提出“实际应用缓蚀剂时，如盐酸清洗锅炉要用缓蚀剂，缓蚀剂的量是多少、腐蚀速度应减小到多少才能接受”这一问题开展讨论。课堂讨论前要先分好小组，每次上课都按小组就座，小组课堂讨论一般不超过10分钟，讨论后每小组派代表总结讨论结果，然后老师针对讨论中出现的问题重点讲授。
多种形式提问，是指同一问题从不同角度提问、把前后知识点联系起来提问等。如“加氨调节给水、凝结水的pH值有什么缺陷”这是直接提问；“为什么要用乙醇胺等替代氨作为调节给水、凝结水pH值的碱化剂”，这是间接提问；“汽轮机的低压缸为什么会发生酸性腐蚀”，这是把前后知识点联系起来提问。再如“超临界机组的给水、凝结水如何处理”、“全挥发处理AVT（R）、AVT（O）和联合水处理CWT或加氧处理OT的各是什么含义”。
笔者这样做的目的是力求学生把知识理解透彻、掌握牢固、融会贯通、能运用理论知识解决实际问题。当然，这要求教师课前要处理好教材，准备好课件，能抓住重点、突出重点并重点讲授，只有这样，开展课堂小组讨论和进行多种形式提问才能有的放失、收放自如。
五、理论联系实际，活学活用，激发学生的学习兴趣，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力
专业知识是可以运用起来解决实际问题的知识。因此，专业知识的活学活用在激发学生的学习兴趣、培养学生运用理论知识解决实际问题的能力等方面，可以起到立竿见影的效果。如学生通过学习第九章“热力设备的氧腐蚀与防止”解决了“如何防止碳钢在自来水中的腐蚀”和“如何防止锅炉的运行氧腐蚀、停用氧腐蚀”这两个问题，特别是通过自己设计、动手试验解决了第一个问题“如何防止碳钢在自来水中的腐蚀”后，同学们自信满满，学习兴趣大增。具体做法是，先课堂讲授并讨论热力设备运行氧腐蚀和停用氧腐蚀发生部位的差异、钢铁氧腐蚀的一般特征、钢铁氧腐蚀的机理、运行氧腐蚀和停用氧腐蚀的危害、运行氧腐蚀和停用氧腐蚀的影响因素、运行氧腐蚀和停用氧腐蚀的防止方法，然后要求学生课后自己设计“防止碳钢在自来水中的腐蚀”的实验方案并通过电子邮件交老师批阅，课堂上老师再讲评，最后学生们进实验室做实验验证。这样，学生学习的主观能动性得到充分发挥，而且纷纷感叹“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”！
六、复习总结，整体把握，避免只见树木不见森林，迷失方向
金属腐蚀与防护论文第4篇
【关键词】油气集输 多相流 内腐蚀 防腐技术
我国对油气资源的消耗不断飙升，因而所需运输管路也随之猛增，然而金属管路容易被侵蚀的问题大大危害了油气资源的运输，也给国家带来了很大的物质伤害。管路侵蚀带来的主要影响有危害地面装置及管路，生产中断，冒油、跑油、滴油、漏油甚至发生燃烧、爆炸等严重危害，不利于环保，浪费油气资源；，危害员工生命安全等。所以，全面了解侵蚀发生原因及提出有效的防腐手段影响深远。习惯上将管路内侧发生的侵蚀与外侧发生的侵蚀简单的记为内侵蚀与外侵蚀。本文将重点阐述内侵蚀与外侵蚀的侵蚀发生原因和有效的预防侵蚀的措施。
1 金属管道的腐蚀机理1.1 外腐蚀
金属管路其外侵蚀就是说金属管路在附近的物质的长期接触下，被其侵蚀产生反应、形成原电池侵蚀及单纯溶解从而损害管路的外侧面。这种腐蚀主要有两种，对埋在地下的管道，其外腐蚀大多是土壤导致的，土壤是由液、固、气三相构成的复杂体系。其中富含空气与水，而水将土壤变为导体。氧的存在及扩散造成了氧浓度不均，从而构成氧浓度差原电池，此类化学原电池使管路侵蚀更甚。土壤侵蚀管路的方式有形成微电池发生的侵蚀、形成宏观电池发生的侵蚀，不同金属形成的宏观电池和微生物的侵害。
而海底管路的侵蚀大多是海水造成的的电化学侵蚀。海洋油田的运输管路在海中长期浸泡。当金属管路接触电解质溶液（海水），金属表面各区域的材质差异性使得其表面不同区域有了不一样的电位。而这些电极电位又依靠金属自身的电量连接，在有导电能力的海水中形成了整个电路，我们叫它原电池腐蚀。它将使得金属外侧面出现大面积侵蚀或者小部分的侵蚀。
1.2 内腐蚀
在油气集输过程中，同时存在H2S，SO2，CO2，O2等气体及气田卤水等，而它们会和管路内侧面形成复杂的作用，导致管路内侧面被侵蚀。另外多相流对管路的冲击也占了金属管路内侵蚀的一部分。
（1）硫化氢（H2S ）对金属管路的侵蚀。硫化氢遇到水很容易分解从而形成电离反应使金属管路中的铁发生离子化且产生氢气进而发生氢脆，当有氧气存在时，会产生金属硫化物。
硫化氢不只是可以导致化学性的侵害，其侵蚀的产生物硫酸可以继续反应导致电化学的侵害。而且硫化氢也能造成氢脆。研究表明，若钢材缺陷处存在一定量的氢元素，就能累积得到氢气。有文献计算了氢脆带来的伤害，氢脆产生的氢气其强度能高到300MPa，可以造成管路变脆，导致部分管路形成塑性形变，形成裂纹最后开裂损坏。
（2）二氧化硫（SO2）腐蚀。二氧化硫和铁、氧气作用得到硫酸亚铁（FeSO4），其发生水解反应得到氧化产物与游离的酸，然而游离酸又会加剧了侵蚀的发生，得到新产生的硫酸亚铁，新产生硫酸亚铁又发生了水解，这样的恶性循环，更加剧了管路的侵蚀作用。
（3）管内多相流体冲击作用。简单的冲击磨擦损害是气液里的固相含量对管路的磨损冲击过程。而多相流中包括砂粒、气体、流体及碎屑等，所以也有冲击磨蚀作用，不过这类冲击磨蚀常常出现在侵蚀的条件中，所以就出现了侵蚀及冲击的交互影响，称冲蚀蚀。此时，管路内侧面侵蚀并非冲击与磨蚀的单纯组合，而是极其错综的，汽泡和固体颗粒均能对管路内侧面发生冲蚀作用，撞击腐蚀物使之掉落，也能直接冲击表面导致磨损。
2 金属管道防腐技术
2.1 外防腐技术
2.1.1 金属管路外侧防腐蚀涂层
外侧防腐蚀涂层技术是说在金属管路的外侧面涂刷上防侵蚀的涂层，将其和腐蚀介质分隔开，起到防腐作用。目前我国防腐涂层业发展迅速，而环氧涂层（（FBE）是现今公认的一种金属管道高效防腐涂层，其物理化学性质比沥青涂层与煤焦油涂层优越很多。该涂层由环氧树脂材料及固化剂配合而成，它粘结性能强，涂层致密且表面粗糙度低，并能耐盐碱腐蚀。2.1.2 阴极保护技术
阴极保护是预防金属材料在电介质中发生腐蚀的电化学保护手段，其基本原理是将易腐蚀的金属变为化学电池的阴极，并施加直流电流，使其发生阴极化，若易腐蚀的金属其电位值小于某特定电位值，则金属表面
的电位不均就会消失，阴极被腐蚀的现象得
到有效控制，进而保护了金属材料。
2.2 内防腐技术2.2.1 缓蚀剂技术
缓蚀剂可以缓解金属及合金被腐蚀的现象，改变其物理机械性能。因而被普遍应用在油田现场。但缓蚀剂作用机理目前还未形成一致的理论，主要有成膜理论、吸附理论和电化学理论等。缓蚀剂并不减少介质中腐蚀组分的含量，而是改善易腐蚀金属表面的状态，或者是起一个催化作用，减小反应速率常数，降低腐蚀反应的速率以期达到缓蚀。其用量非常少但效率很高，能大量减少钢材损耗，延长其使用寿命。2.2.2 内涂层及衬里防腐技术
内侧加涂层防侵蚀同样是常用的一种内侧面防侵蚀技术，它的防腐机理是在侵蚀性物质与金属管路内侧面间制造一个隔离层面，预防侵蚀的发生。使用内侧面涂层防侵蚀可以显著减少内侧面侵蚀，有效增加了油气运送效率。玻璃钢复合材料也是一种高效衬里材料，拥有玻璃钢的耐侵蚀性能及钢管的高强度，特别适用于高温高压的运输管道。
3 结束语
油气资源运输管路的防侵蚀工艺要依照输运的油气产品其接触的腐蚀物质的种类及运输管路客观接触的外部条件来确定。目前国内的金属管路防侵蚀技术大多是涂层防侵蚀技术，也有的采用阴极化保护，还有些并未使用阴极保护。因为电化学腐蚀严重危害运输管道，我国必须加大阴极化保护的推广力度。把涂层防侵蚀技术和阴极化保护奉为防侵蚀的主要手段，如此才可以有效的延长管路的工作时间。未来，努力的重点要放在防侵蚀新技术及新材料的开发上，争取研制出防腐性能好、造价低廉、适合普及的金属管道防腐技术。
参考文献
金属腐蚀与防护论文第5篇
关键词：腐蚀 控制腐蚀 金属腐蚀 防腐工作
一、基于腐蚀控制的设计考虑
1.正确选用材料和加工工艺
材料有各类金属材料和非金属材料，合理选材应主要从材料的力学性能、耐蚀性能、加工性能和经济性四个方面进行考虑。选材时应遵循以下原则：
1.1选材需要考虑经济上的合理性，在保证其他性能和设计的使用前提下，尽量选用价格便宜的材料。
1.2综合考虑整个设备的材料，根据整个设备的设计寿命和各部件的工作环境选择不同的材料。易腐蚀部分应选择耐蚀性强的材料。
1.3对选择材料要查明对哪些腐蚀具有敏感性，在选用部位所承受的应力、所处环境的介质条件以及可能发生的腐蚀类型，与其它接触的材料是否相容，是否发生接触腐蚀。
1.4结构材料的选材不可单纯追求强度指标，应考虑在具体腐蚀环境条件下的性能。
1.5选择杂质含量低的材料可以提高耐蚀性。
1.6尽可能选择腐蚀倾向性小的热处理方法。
1.7采用特殊的焊接工艺防止焊缝腐蚀，采用喷丸处理改变表面应力状态防止应力腐蚀。
1.8基体材料加涂层可以作为复合材料来考虑。选择耐蚀性能差的材料施加涂层，还是选择高耐蚀材料，需要综合考虑设备的设计寿命和经济成本。
2.防腐蚀结构设计
设备的腐蚀在很多情况下都与其结构有关。不良的结构常常会引起应力集中、局部过热、液体流动停滞、固体颗粒的沉积和积聚、电偶电流形成等，这些都会引起或加速腐蚀过程。因此，在设计中应充分注重设备的结构设计。
防腐蚀结构设计，就是在保证满足设备的功能和工艺要求的条件下，适当地改变设备及部件的形状、布局，调整其相对位置或空间位置，达到控制腐蚀的目的。
二、表面保护覆盖层
1.覆盖层保护机理
1.1阻隔作用
覆盖层都有一定致密性，能有效阻隔水、氧气等腐蚀成分渗入并和底层金属发生腐蚀反应。根据这个思路，可以有意识强化覆盖层的这种功能。
1.2阴极保护作用
某些覆盖层含有活性金属成分。如钢铁表面涂锌层，一旦涂层有空隙，侵入水气后形成的电偶腐蚀，锌为阳极，加速腐蚀，保护作为阴极的铁板。
1.3钝化、缓蚀作用
许多传统防锈涂料的底漆填料往往具有缓蚀或钝化作用。如红丹防锈漆加了作为填料的红丹，它可看做铅酸盐，是一种良好的钝化剂，涂漆后使钢铁表面保持钝态，不受腐蚀。
2.覆盖层的合理使用
2.1金属覆盖层
金属覆盖层技术是指在金属基体上覆盖一层或多层金属涂层的技术，以达到保护金属、防止基体金属腐蚀的目的。金属覆盖层根据其在腐蚀电池中的极性，可分为阳极性覆盖层和阴极性覆盖层。选用金属覆盖层作为基体金属的腐蚀控制与防护措施时，既要根据基体金属的种类和性质、产品的使用环境和条件来确定金属覆盖层的材料类型，也要根据机体的表面状态、制件的结构形式、基体与覆盖层的相容性等因素来考虑选择适当的金属覆盖层技术。
2.2非金属覆盖层
非金属覆盖层技术是将非金属涂料涂覆于材料表面形成具有一定功能并牢固附着的连续薄膜，以保护和装饰基体材料的方法。涂层在材料表面涂覆成膜的施工就称为涂装。非金属覆盖层技术又包括有机涂层技术、无机涂层技术和转化膜技术。
三、缓蚀剂防腐方法
1.缓蚀剂的分类
1.1按缓蚀剂的化学组成分类，可将缓蚀剂分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。
1.2按缓蚀剂对电极过程的影响分类，可把缓蚀剂分为阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂和混合型缓蚀剂。
1.3按缓蚀剂对金属表面状态的影响分类，可分为成膜型缓蚀剂和吸附型缓蚀剂。
1.4按环境介质不同，可分为中性介质缓蚀剂、酸性缓蚀剂、气相缓蚀剂等。
2.缓蚀剂的作用机理
2.1吸附理论
吸附理论认为，许多有机缓蚀剂属于表面活性物质，有机分子由亲水疏油的极性基和疏水亲油的非极性基两部分组成。当将它们加入到介质中时，缓蚀剂的极性基因定向吸附排列在金属的表面，从表面上排出了水分子或氢离子等腐蚀性介质，或者使介质的分子或离子接近金属表面，从而起到缓蚀作用。
2.2成膜理论
成膜理论认为，缓蚀剂的分子能与金属或腐蚀性介质的离子发生化学作用，其结果在金属表面生成了具有保护作用的、不溶或难溶的化合物膜层，从而起到了缓蚀的作用。
2.3电极过程抑制理论
电极过程抑制理论认为，缓蚀剂之所以起到缓蚀作用，是由于缓蚀剂的加入抑制了金属在介质中发生腐蚀的电化学过程，从而使腐蚀速率减慢，即起到了缓蚀作用。
四、电化学保护
电化学保护方法，就是根据电化学原理，在金属设备或设施上施加一定电流或保护电位，从而防止或减轻金属腐蚀的防护方法。电化学保护技术分为阳极保护和阴极保护两种。将金属电位向正值移动到致钝电位以上，使金属钝化的技术称为阳极保护。阳极保护特别适合强腐蚀环境的金属防腐，我国硫酸工业已有应用。阴极保护是将金属电位向负值移动到其腐蚀电池的阳极平衡电位以下，这种技术目前成为埋地金属构件，特别是钢制管道的标准做法。
参考文献
[1]肖纪美，曹楚南.材料腐蚀学原理.北京：化学工业出版社，2002.
[2]卢绮敏.石油工业中的腐蚀与防护.北京：化学工业出版社，2001.
[3]崔斌.油气集输管道内腐蚀及内防腐技术.石油化工设计.2007，24（1）：5 l-54.
金属腐蚀与防护论文第6篇
【关键词】腐蚀；电化学；防护
前言
据统计，我国每年因为腐蚀而直接损耗的金属材料，约占金属年产量的10%左右，约占GDP的3%～5%，直接经济损失超过5000亿元人民币。目前石油行业使用最多的埋地管线是钢管，如没有好的防腐措施，大约2～3年就有可能腐蚀穿孔、发生漏气，因此，埋地钢管的防腐是油田地面建设施工中的一个重要部分。在各种腐蚀类型中，电化学腐蚀最为常见，危害也最大，探究行之有效的电化学防腐措施，已成为金属管道防腐的重要课题。
1、电化学腐蚀机理和防腐分析
1.1金属的腐蚀类型
金属的腐蚀主要分为两类，即化学腐蚀和电化学腐蚀。金属化学腐蚀的实质是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程。金属的电化学腐蚀则是由于金属表面与介质如潮湿空气或电解质溶液等，因形成微电池，金属作为阳极发生氧化而使金属发生腐蚀。
1.2电化学腐蚀原理
金属管道的防腐层遭到腐蚀和破损后，的金属管道外表面被潮湿的土壤或雨水浸润，与土壤中氢离子和氧气组成自发电池，铁作为阳极发生氧化反应，所以铁很快腐蚀形成铁锈[1]。
电化学腐蚀可以看作由下列三个环节组成：
（1）在阴极，金属溶解，变成金属离子进入溶液中；
（2）电子由阳极流向阴极；
（3）在阴极，电子被溶液中能够吸收电子的物质 所接受；
1.3防护方法分析
根据对于金属腐蚀的原因分析以及其电化学机理的研究，针对电化学腐蚀的三个环节，制定相应的防护措施，可以从以下三个思路出发。
（1）防止或减缓金属的溶解。方法一，选择合适的金属或研制某种金属，它几乎不溶解；方法二，把金属与腐蚀的介质隔离开；方法三，改变金属的性能，如PH值。
（2）阻止电子向阴极流动。方法一，改变金属的电势；方法二，改变电子的流向。
（3）清除阴极上能够吸收电子的物质。由于氧会源源不断的从空气中，渗入土壤，因此，目前尚无清除阴极上能够吸收电子的物质的方法。
2、电化学腐蚀的具体防护措施
2.1具体防护措施
从电化学腐蚀的三个环节出发总结出的五种方法，可以通过以下几种措施，达到防腐的目的。
（1）选择合适的金属或研制某种金属。制成耐蚀金属，在炼制金属时加入其它组分，提高耐蚀能力。如在炼钢时加入等元素制成不锈钢。
（2）把金属与腐蚀的介质隔离开。金属与腐蚀的介质的隔离，可以采用涂抹漆膜的方法，即在金属表面涂上油漆、搪瓷、塑料、沥青等，也可以采用镀层的方式，在需保护的金属表面用电镀或化学镀的方法镀上 等金属，保护内层不被腐蚀。
（3）改变金属的性能。加缓蚀剂，在可能组成原电池的系统中加缓蚀剂，改变介质的性质，降低腐蚀速度。
（4）改变金属的电势。阴极保护法，外加电源组成一个电解池，将被保护金属作阴极，以废金属为牺牲型阳极，而以被保护金属为阴极的保护法。
（5）改变电子的流向。阳极保护法，外加电源使被保护的金属为阳极，进行阳极化，当正向极化超过一定数值后，由于表面某种吸附层或新的成相层的出现而使金属钝化[2]。
2.2防护措施的选择
制成耐蚀金属和添加镀层的方法成本较高，不适合大规模工业化生产；缓蚀剂多为半衰期长、不易降解的物质，对环境破坏较大，也不宜大范围使用。阳极保护法具有保护范围大、适合范围广、激励电势及输出电流高、综合费用低等优点，适用于长输管线或市郊管线的防腐，但应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。阴极保护法无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物且保护电流利用率高，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管防腐。漆膜保护法成本低，防腐效果好，且适用范围广，但防腐层在生产、运输、与施工中无法保证不受到任何损坏，且用于防腐绝缘层的各种材料，都不同程度的具备水渗透性和氧渗透性，埋地后，在土壤溶液作用下会逐步吸水老化，防腐层不可能完全将管道与腐蚀环境、介质相隔离，要维持有效的防腐，就必需同时采取漆膜防腐与阴极保护的联合保护法。因此，管道防腐涂层与阴极保护的联合使用是最经济、最合理的防蚀措施[3]。
3、新方法的探究
从本人多年承担各采油厂的生产维修和老区改造施工经验来看，在施工过程中，大部分腐蚀老化管线都是从内部洞穿，这是由于管线运输的介质具有一定的酸、碱性，化学腐蚀性较高，另一方面，运输的介质中氢离子和氧气含量远高于其在土壤中的比例，电化学腐蚀更为严重。基于对腐蚀成因的分析和腐蚀防护措施的研究，经过大量的资料收集和理论考证，在这里，提出一种新的防腐方法──磁场保护法，与大家共同交流学习。这种方法的提出，源于腐蚀三个环节中的第三点，旨在消耗阴极上能够吸收电子的物质。磁场保护法的具体做法，是在受保护管线上缠绕一圈磁铁，当液体介质流经管线时，由于其沿与磁力线垂直的方向运动，而使介质中的水被磁化，如***2所示，***中红色箭头代表磁感线方向，绿色箭头代表流体的流动方向，蓝色箭头代表产生的电流方向；水经磁化后，水性质发生一系列物理和化学变化，氢键角由105°变成103°，水由原来的13～18个大分子团变成5～6个小分子团，水的渗透力、溶解度、表面张力增强，偶极距增大，因此水溶解氧和对正负离子的吸引力增大，使阴极上能够吸收电子的氧和氢离子得到一定的消耗，起到防腐蚀的作用。另一方面，磁流体发电机的诞生，用事实证明了液体切割磁感线一样可以产生电流，即便它不存在于闭合电路中。这些产生的电流，也会在一定程度上消耗阴极上能够吸收电子的物质，从而缓解金属的腐蚀。
4、结论
通过对比分析，阴极保护对腐蚀反应进行积极的干预，采用阴极极化的电化学手段，保证了被保护金属体的电化学均匀性，抑制了腐蚀电池的产生。结合漆膜防腐的阴极保护措施，是对于电化学腐蚀切实有效的防护手段。磁场保护法也是一种值得探究的新方法。
参考文献
[1]傅献彩，沈文霞，姚天扬等.物理化学（第四版）[M].高等教育出版社，1990.679～688.
金属腐蚀与防护论文第7篇
关键词：钢桥 腐蚀 防腐措施 热喷涂
中***分类号：K928.78文献标识码：A
1 绪 论
随着公路桥梁的快速发展，公路钢桥在桥梁界中所占的比例越来越大。钢桥具有跨径大、承载能力强、施工工期短、服役年限长等特点，被世界各国广泛采用[1]。但是越来越多的刚桥梁身处湿热、酸雨、盐雾、工业大气、海洋大气等环境遭受着腐蚀，如何对钢结构进行有效的防腐蚀、确保其寿命长久已成为钢桥梁设计和建造过程中的重要环节。
2 桥梁的腐蚀环境
2.1 大气腐蚀
桥梁长期暴露在空气中，由于空气中的水分、氧气和腐蚀介质的化学和电化学作用而引起的金属腐蚀现象称为大气腐蚀。大气腐蚀的影响因素主要取决于大气成分及空气污染物、相对湿度、表面温度、表金属面状态等。
2.2 水介质腐蚀
一般情况下淡水的腐蚀性较低，但随着工业废物的排入，淡水的水质也发生很多微小的变化，他们一定程度上会加速金属的腐蚀。海水腐蚀通常按金属与海水的接触情况不同分为飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区。
2.3 土壤腐蚀
金属在土壤中的腐蚀，属于自然状态下的电化学腐蚀。土壤中金属腐蚀主要受宏观电池控制，宏观电池腐蚀主要受阴阳极电极面积比和土壤电阻率的影响。
3 桥梁钢结构的腐蚀形态
桥梁钢结构的腐蚀形态多种多样，可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在局部腐蚀中，又可以细分多种形态。主要有均匀腐蚀、点蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀[2]。
3. 1 均匀腐蚀
均匀腐蚀是最常见的腐蚀形态，主要特征是腐蚀分布于整个金属表面，并以相同的速度使金属整体厚度减薄。
3. 2 点蚀
钢材在适宜的环境介质中，经过一定时间大部分表面未受腐蚀，但在个别的点或微区内，由于金属的选择性腐蚀而出现蚀孔或麻点，随着时间的增加，蚀孔向纵深方向发展，这种腐蚀形态称为点蚀。点蚀的产生一般是由于氯离子吸附在金属表面膜中某些缺陷处引起的。
3. 3 电偶腐蚀
影响电偶腐蚀的因素有环境、介质导电性、阴阳极的面积比等。在潮湿大气中也会发生电偶腐蚀，湿度越大或大气中含盐分越多，则电偶腐蚀越快。
3. 4 缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是因金属与金属、金属与非金属相连接时表面存在缝隙，在有腐蚀介质存在时发生的局部腐蚀形态，主要发生在金属铆接、螺栓连接、螺钉接头、非金属材料的法兰垫圈与金属材料间等部位。
3. 5 应力腐蚀
应力腐蚀是指在一定环境中由于外加或本身残余的应力，加之腐蚀的作用，导致金属的早期破裂现象。金属应力腐蚀破裂只在对应力腐蚀敏感的合金上发生，纯金属极少产生。
4 铁路钢桥不同部位的腐蚀特性
4.1 铁路钢桥的桁梁结构
跨海大桥受到海洋性气体中氯离子的侵蚀，腐蚀环境最为恶劣。处于工业区和城市的桥梁，由于大气环境很差，受到的腐蚀也很严重。铁路钢桥大多采用明桥面，列车垃圾及废水对铁路桥面的腐蚀产生最直接的影响。
4.2 钢箱梁
悬索桥和斜拉索桥的钢箱梁的外表面，主要发生大气腐蚀。箱梁的内部，通风很差，湿气的聚集会引起涂层的起泡锈蚀等。
4.3 吊杆、系杆及缆索系统
桥梁的缆索系统主要指斜拉桥的斜拉索、悬索桥的主缆和吊索以及一些拱桥的吊索等。缆索系统处于高空之中，主要的腐蚀环境是大气腐蚀。悬索桥拉索和主梁、立柱、索夹和索鞍等的结合处，通常也是最易受腐蚀的地方。
4.4 栓焊连接部位
高强螺栓连接部位应力比较集中，较钢梁大面积部位易积水和存留灰尘，易产生缝隙腐蚀等局部腐蚀。焊缝部位易出现缺陷，并且在焊接过程中产生的焊渣是由铁的氧化物和无机盐类等组成的多孔混杂体，极易吸收水汽和有害气体，产生腐蚀，该部位的腐蚀属焊缝腐蚀。
5 钢桥的防腐措施
5.1 涂料保护
采用涂料来保护钢铁，就是要提高其腐蚀电位，由腐蚀阳极成为阴极，隔绝电解质以免形成腐蚀电池。漆膜的耐腐蚀一个重要原因就是涂层作为一种高聚物薄膜，能够不同程度地阻缓腐蚀因子水、氧和离子的透过，从而发挥防锈防腐蚀的作用。此外，涂层漆膜对腐蚀介质的稳定性，与底材的附着力以及相应的机械性能对于涂层的防腐蚀性能都有着重要的影响。涂料对桥梁用钢铁的保护作用主要有三种，屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用。
5.2 阴极保护
阳极保护主要是对钢铁进行钝化，保护其在强氧化性质中不受腐蚀。阴极保护是使用钢铁成为阴极并极化，以减小、防止腐蚀可以分成牺牲阳极保护和外加电流保护。
牺牲阳极保护法，是采用一种比所要保护金属的电位要负，即化学性质更为活泼的金属或合金，与被保护的金属连接在一起，依靠该金属或合金不断的腐蚀牺牲掉所产生的电流使其他金属获得阴极极化而受到保护。外加电流阴极保护是由直流电源通过辅助阳极对被保护体施加保护电流，使被保护体成为阴极并极化，从而免受腐蚀的一种保护技术。
6桥梁热喷涂长效防腐蚀技术
热喷涂是依靠专用设备产生的热源（火焰、电弧等），把金属或非金属固体材料加热熔融或软化，并利用热源自身的动力或外加高速气流雾化，使雾化的喷涂材料快速喷射到经过预处理干净的基体表面形成徐层过程[3]。这些喷涂层具有防腐蚀、耐磨、耐热、抗氧化、绝缘、导电、屏蔽等性能，使基体材料本身不具备的性能得到合理的补偿。
热喷涂方法有很多种，最为常用的有火焰线材喷涂、火焰粉末喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、激光喷涂等。
6.2.1 火焰喷涂防腐
火焰喷涂是以氧气、乙炔气燃烧火焰作为热源，将锌丝、铝丝等加热到熔融或高塑性状态，在压缩空气高速气流的泄引下，将熔融化的锌、铝雾化喷射到预先准备的喷砂表面形成涂层。但火焰喷涂生产效率低下，喷涂过程质量控制不稳定，喷涂层结合力低等问题逐渐暴露出来，作为热喷涂长效防腐蚀技术有待用新技术来取代和完善。
6.2.2 电弧喷涂防腐
电弧喷涂是通过具有平直特性的电弧喷涂电源，使两根分别带有正、负电荷的金属丝材连续被送到电弧喷***端头，在端部相接触产生电弧熔化，熔融的高温金属液滴被压缩空气喷吹、雾化、喷涂至工件表面与基体形成结合良好的电弧喷涂层。
电弧喷涂层复合涂层防腐蚀失效基本顺序是：有机封闭涂层老化失效后，电弧喷涂层以比较低的腐蚀速率进行自腐蚀，喷涂层厚度逐渐减薄至局部钢铁暴露时，开始对钢铁进行电化学阴极保护。因此，在电弧喷涂复合涂层的有机封闭涂层完全失效后，要每隔一定时间及时对封闭涂层进行维修，使得喷涂层一直处于完好状态，从而可获得相当长久耐腐蚀保护寿命，钢铁也根本不会发生腐蚀。
参考文献
[1] 任必年．公路钢桥腐蚀与防护[M ]．北 京：人民交通出版社，2002．