腐蚀简介
1)重要性
1972年,美国NACE协会估计每年损失是100亿美元,1976年BMR研究所调查每年损失接
阴极保护材料
近700亿美元。美国国会非常震惊,对此要求贸易部进行证实,1982年发表的数据是每年损失126亿美元。考虑到国家高速公路、水、废水、废气、地下储罐、因腐蚀造成的污染,每年的损失是3000亿美元,占GDP的5%。1998年,我国工程院历时3年对全国的腐蚀进行调查,调查结果表明我国腐蚀造成的损失达5000多亿元。
2)腐蚀原因
金属是从矿石中提取出来的,在提炼过程种必须要给它一定的能量,使其处于高的能量状态 。材料基本规律总是趋向于最低的能量状态 ,因此金属都是热力学不稳定的,具有和周围环境(如氧和水)发生反应的趋势,以达到较低的、更稳定的能量状态,如生成氧化物。 以铁为例: 阳极:Fe-2e→Fe2+ 阴极:O2+4e+2H传钯4OH- Fe2++2OH-→Fe(OH)Fe(OH)2+1/2O+H传钯二Fe(OH)锭
3)腐蚀倾向
对于所有的金属的腐蚀倾向理论上采用电位的概念进行比较。电位负的金属,活性较强,容易发生腐蚀。电位正的金属活性相对较弱,腐蚀倾向性小。
4)控制措施
多年的实践证明,最为经济有效的腐蚀控制措施主要是覆盖层(涂层)加阴极保护。与国外相比,我国75%的防蚀费用用在涂装上,而电化学保护使用的相对较低。
5)施加涂层后,为什么还会腐蚀
涂层的作用主要是物理阻隔作用,将金属基体与外界环境分离,从而避免金属与周围环境的作用。但是有两种原因会导致金属腐蚀。一是涂层本身存在缺陷,有针孔的存在;二是在施工和运行过程中不可避免涂层会破坏,使金属暴露于腐蚀环境。这些缺陷的存在导致大阴极小阳极的现象,使得涂层破损处腐蚀加速。[1]
储罐底板的腐蚀原因主要有:罐底基础沥青砂层由于老化开裂,基础内的水份可以通过裂缝渗透到罐底,使储罐外壁底板发生腐蚀;雨水可能沿储罐侧壁通过储罐底板与沥青砂之间的缝隙渗透进来,在透气程度不同的区域之间构成了氧浓差电池,而且往往是大阴极小阳极的模式,局部的腐蚀速度特别快,在缝隙内还有可能形成缝隙腐蚀的自催化效应;杂散电流的腐蚀;硫酸盐还原菌的存在;施工质量不合格,例如焊缝不合格或用海砂作为基础带入氯离子等。以上因素均可能造成储罐外壁底板发生腐蚀。目前普遍采用外加电流保护法对储罐底板外壁进行阴极保护,小型储罐可以采用牺牲阳极保护工程。
适用范围: 油罐、成品油罐、污水罐等储罐罐底外壁防腐。外加电流保护法特点:1、近阳极系统: a)电流输出分布均匀且可调,保证储罐充分被保护。 b)基本不产生杂散电流,不会对其他结构造成腐蚀干扰。 c)安装简单,质量容易保证。 d)储罐与管道之间不需绝缘,不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。 e)不会受今后工程施工的损坏,使用寿命长。 f)埋设深度浅,尤其适宜回填层比较薄的储罐。 g)性价比高,虽然长期由恒电位仪提供电流,但其可靠性、寿命和综合经济效益远高于牺牲阳极系统。2、远阳极系统: a)适用于空间狭小地区。 b)电流不均匀,可能导致有些与区域保护不够充分,同时可能产生杂散电流。 c)可以对某一特定面积内的所有金属及构筑物进行全面保护即应用在区域性阴极保护上。