腐蚀和腐蚀控制原理PDF电子书下载

1.1 金属腐蚀的代价与腐蚀控制在国民经济中的意义 1

第1章 绪论 1

1.2 腐蚀与腐蚀控制历史的简要回顾 3

1.3 金属腐蚀的定义 6

1.4 金属腐蚀的分类 6

1.4.1 按腐蚀机理分类 6

1.4.3 按腐蚀环境分类 7

1.5 法拉第（Faraday）定律 7

1.4.2 按腐蚀破坏的形貌特征分类 7

1.6 金属腐蚀速度的表示 8

1.6.1 金属腐蚀速度的质量指标V 8

1.6.2 金属腐蚀速度的深度指标VL 9

1.6.3 金属腐蚀速度的电流指标ia 10

1.6.4 金属腐蚀的力学性能指标Vm 11

第2章 金属电化学腐蚀热力学 12

2.1 金属的腐蚀过程 12

2.2 平衡电极电位 12

2.2.1 电极系统和电极反应 12

2.2.2 电化学位 14

2.2.3 电极电位 17

2.2.4 平衡电极电位与交换电流密度 20

2.3 非平衡电极电位 23

2.3.1 电极反应的过电位 23

2.3.2 原电池中的不可逆过程 24

2.3.3 腐蚀电池 26

2.3.4 共轭体系与混合电位 26

2.4.1 腐蚀反应自由能的变化与腐蚀倾向 29

2.4 金属电化学腐蚀倾向的判断 29

2.3.5 多电极反应耦合系统 29

2.4.2 可逆电池电动势和腐蚀倾向 31

2.5 电位－pH图 32

2.5.1 氧电极和氢电极的电位－pH图 32

2.5.2 布拜（Pourbaix）图 34

第3章 电化学腐蚀动力学 38

3.1 电极系统的界面结构 38

3.1.1 电极／溶液界面的基本图像 38

3.1.2 电流通过时对电极系统相界区的影响 39

3.1.3 零电荷电位Eo 40

3.2 腐蚀速度与极化作用 42

3.2.1 极化作用及其表征 42

3.2.2 极化的原因与类型 44

3.3 电化学极化 46

3.3.1 电极电位对电化学步骤活化能的影响 46

3.3.2 电极电位对电极反应速度的影响 47

3.3.3 电化学步骤的基本动力学参数 49

3.3.4 稳态极化时动力学公式 51

3.3.5 参比电极体系 54

3.4 浓度极化 55

3.4.1 理想情况下的稳态扩散 55

3.4.2 浓度极化公式 58

3.4.3 浓度极化对电化学极化的影响 60

3.5 腐蚀金属电极及其极化行为 61

3.5.1 腐蚀体系及腐蚀电位 61

3.5.2 影响腐蚀电位和腐蚀速度的电化学参数 63

3.5.3 腐蚀金属电极的极化行为 68

3.5.4 腐蚀电池及其作用 71

3.6 实测极化曲线与理想极化曲线 78

3.6.1 实测与理想极化曲线及其相互关系 79

3.6.2 理想极化曲线的绘制 80

3.7 腐蚀极化图及其应用 81

3.7.1 腐蚀极化图 81

3.7.2 腐蚀极化图的应用 82

3.8 腐蚀的阴极过程 86

3.9 局部腐蚀电化学 87

3.9.1 导致局部腐蚀的电化学条件 88

3.9.2 供氧差异电池 89

3.9.3 自催化效应 91

第4章 常见的两类去极化腐蚀 93

4.1 氢去极化腐蚀 93

4.1.1 析氢反应的基本步骤 93

4.1.2 氢去极化的阴极极化曲线 94

4.1.3 金属的阳极溶解过程 96

4.1.4 铁在酸中的腐蚀 97

4.1.5 氢去极化腐蚀的特点和影响因素 100

4.2 氧去极化腐蚀 101

4.2.1 氧向金属（电极）表面的输送 101

4.2.2 氧还原反应的基本步骤 102

4.2.3 氧去极化的阴极极化曲线 103

4.2.4 氧去极化腐蚀的特点和影响因素 104

4.3 两类不同的腐蚀及其控制因素的分析 105

4.3.1 两类去极化腐蚀的比较 105

4.3.2 对氢离子和氧分子共同去极化的总阴极极化曲线的分析 106

4.4 对H+和O2共同去极化腐蚀的控制因素的分析 106

第5章 金属的钝化 108

5.1 金属的钝化作用 108

5.1.1 钝化现象 108

5.1.2 金属钝化的特性曲线 110

5.1.3 钝化建立的极化图解分析 111

5.2 金属的自钝化过程 115

5.3 钝化理论 118

5.3.1 成相膜理论 118

5.3.2 吸附理论 120

5.3.3 钝化现象吸附论与成相膜论的统一 120

5.4.1 EF与pH值的关系 122

5.4 佛莱德（Flade）电位 122

5.4.2 Flade电位的意义 123

5.5 钝态破坏引起的腐蚀 123

5.5.1 过钝化及其腐蚀 124

5.5.2 氯离子对钝化膜的破坏 124

5.6.2 介质的成分和浓度的影响 127

5.6.3 介质pH值的影响 127

5.6.4 氧的影响 127

5.6.1 金属本身性质的影响 127

5.6 影响金属钝化的因素 127

5.6.5 温度的影响 128

5.7 钝性的利用 128

5.7.1 提高合金的耐蚀性 128

5.7.2 阳极保护技术 128

5.7.3 阳极型缓蚀剂 129

第6章 金属的腐蚀形态 130

6.1 全面腐蚀与局部腐蚀 130

6.1.1 全面腐蚀 130

6.1.2 局部腐蚀 131

6.2.1 电动序和电偶序 133

6.2 电偶腐蚀 133

6.2.2 电偶电流及电偶腐蚀效应 134

6.2.3 电偶腐蚀的影响因素 135

6.2.4 控制电偶腐蚀的途径 137

6.3 孔蚀 138

6.3.1 孔蚀的形貌与特征 138

6.3.2 孔蚀机理 140

6.3.3 孔蚀的影响因素 143

6.4 缝隙腐蚀 146

6.3.4 孔蚀的控制途径 146

6.4.1 缝隙腐蚀机理 147

6.4.2 影响缝隙腐蚀的因素 148

6.4.3 控制缝隙腐蚀途径 149

6.4.4 丝状腐蚀——缝隙腐蚀的一种特殊形式 150

6.5 晶间腐蚀 152

6.5.1 晶间腐蚀机理 152

6.5.2 影响晶间腐蚀的因素 154

6.5.3 控制晶间腐蚀措施 157

6.5.4 不锈钢焊缝的晶间腐蚀 157

6.6 选择性腐蚀 158

6.6.1 黄铜脱锌 159

6.6.2 石墨化腐蚀 160

6.7 应力腐蚀破裂 160

6.7.1 应力腐蚀特征 161

6.7.2 应力腐蚀机理 162

6.7.3 影响应力腐蚀的因素 164

6.7.4 应力腐蚀的典型示例 169

6.7.5 控制应力腐蚀途径 174

6.8.2 氢腐蚀 175

6.8.1 氢的来源 175

6.8 氢损伤 175

6.8.3 钢的氢鼓泡 177

6.8.4 氢脆 178

6.8.5 控制氢损伤的途径 179

6.9 腐蚀疲劳 180

6.9.1 腐蚀疲劳的特征 180

6.9.2 腐蚀疲劳的机理 181

6.9.3 腐蚀疲劳的影响因素 181

6.10.1 磨损腐蚀的定义和特征 183

6.9.4 控制腐蚀疲劳的途径 183

6.10 磨损腐蚀 183

6.10.2 磨损腐蚀的影响因素 184

6.10.3 磨损腐蚀的动态模拟装置 185

6.10.4 磨损腐蚀的机理 186

6.10.5 碳钢在氯化钠水溶液中的磨损腐蚀 188

6.10.6 磨损腐蚀的特殊形式 189

6.10.7 磨损腐蚀的控制途径 190

7.1.1 金属高温氧化的可能性 191

7.1 金属的高温氧化 191

第7章 金属在各种典型环境下的腐蚀 191

7.1.2 金属表面的氧化膜及其成长规律 192

7.1.3 金属和合金的高温氧化 196

7.2 金属在大气中的腐蚀 198

7.2.1 大气成分及其对腐蚀的影响 198

7.2.2 大气腐蚀的基本特征和机理 200

7.2.3 工业大气腐蚀及其控制 202

7.3 金属在土壤中的腐蚀 206

7.3.1 土壤腐蚀的基本特征 206

7.3.2 土壤参量对腐蚀的影响 208

7.3.3 土壤腐蚀中常见的腐蚀形式 211

7.3.4 防止土壤腐蚀的措施 213

7.4 金属在海水中的腐蚀 213

7.4.1 海水的成分、性质 215

7.4.2 海水成分对腐蚀影响 216

7.4.3 海水腐蚀的电化学过程 218

7.4.4 海洋环境分类及腐蚀特点 219

7.4.5 海水腐蚀控制途径 220

7.5.1 微生物腐蚀的特征 222

7.5 微生物腐蚀 222

7.5.2 与腐蚀有关的主要微生物 223

7.5.3 防止微生物的措施 224

7.6 金属在酸、碱、盐介质中的腐蚀 225

7.6.1 金属在酸中的腐蚀 225

7.6.2 金属在碱溶液中的腐蚀 229

7.6.3 金属在盐类水溶液中的腐蚀 231

7.7 金属在工业水中的腐蚀 232

7.7.1 冷却水的腐蚀 232

7.7.2 高温、高压水的腐蚀 238

第8章 影响金属腐蚀的因素 243

8.1 金属材料的因素 243

8.1.1 合金成分的影响 243

8.1.2 杂质的影响 244

8.1.3 金相组织与热处理的影响 244

8.1.4 金属表面状态的影响 245

8.1.5 变形及应力的影响 245

8.2.2 介质的性质、成分及浓度的影响 246

8.2.1 介质pH值对腐蚀的影响 246

8.2 环境的因素 246

8.2.3 介质温度、压力对腐蚀的影响 248

8.2.4 介质流动对腐蚀的影响 249

8.2.5 环境的细节和可能变化的影响 251

8.3 设计、加工以及防腐施工的影响 251

8.3.1 设计合理与否的影响 251

8.3.2 设备加工、安装措施等合理与否的影响 253

9.1 硫酸生产及以硫酸为主要介质生产过程中的腐蚀 255

9.1.1 硫酸生产系统中的腐蚀 255

第9章 化学工业中的腐蚀 255

9.1.2 氢氟酸生产系统中硫酸的腐蚀 259

9.1.3 维尼纶生产时醛化液中硫酸的腐蚀 260

9.1.4 锦纶生产系统中硫酸的腐蚀 260

9.2 化肥生产中的腐蚀 260

9.2.1 合成氨生产中的腐蚀 260

9.2.2 尿素生产中的腐蚀 262

9.2.3 磷肥生产中的腐蚀 267

9.2.4 钾肥生产中的腐蚀 270

9.3.1 纯碱生产中的腐蚀特点及原因分析 271

9.3 纯碱生产中的腐蚀 271

9.3.2 纯碱生产过程中的腐蚀控制途径 272

9.4 氯碱工业中的腐蚀 272

9.4.1 盐水溶液的腐蚀 273

9.4.2 盐水电解系统中的腐蚀 274

9.4.3 电解中杂散电流引起的腐蚀 276

9.4.4 氯处理生产中的腐蚀 278

9.4.5 碱液浓缩生产中的腐蚀 280

9.4.6 氯化氢和盐酸生产中的腐蚀 282

9.5.1 化工建筑物和构筑物的腐蚀实例 283

9.5 化工建筑物和构筑物的腐蚀 283

9.5.2 化工建筑物和构筑物的腐蚀特点及其原因的分析 284

9.5.3 化工建筑物和构筑物腐蚀的控制途径 285

第10章 石油工业中的腐蚀 288

10.1 钻井系统中的腐蚀 288

10.1.1 钻井过程中的腐蚀环境 288

10.1.2 钻井过程中的腐蚀特点和原因分析 289

10.1.3 钻井系统中的腐蚀控制途径 290

10.2.1 采油及集输系统中的腐蚀特点及原因分析 291

10.2 采油及集输系统中的腐蚀 291

10.2.2 采油及集输系统中的腐蚀控制途径 293

10.3 酸性油气田的腐蚀 295

10.3.1 酸性油气田腐蚀特点及原因分析 295

10.3.2 酸性油气田中的腐蚀控制途径 297

10.4 海洋中油气田的腐蚀 298

10.4.1 海洋及滩涂环境中钢铁腐蚀的特点以及原因分析 299

10.4.2 海洋及滩涂石油平台腐蚀的防护 300

10.4.3 海洋环境中钢筋混凝土的腐蚀与防护 302

10.5 石油炼制工业中的腐蚀 303

10.5.1 原油中的腐蚀介质 304

10.5.2 石油炼制过程中的腐蚀及其原因分析 305

10.5.3 石油炼制过程中的腐蚀控制途径 307

第11章 电力工业中的腐蚀 310

11.1 火力发电系统中的腐蚀 310

11.1.1 火力发电过程中的腐蚀及原因分析 310

11.1.2 火力发电过程中腐蚀的控制途径 313

11.2 水力发电系统中的腐蚀 313

11.2.1 水力发电过程中的腐蚀及原因分析 314

11.2.2 水力发电过程中腐蚀的控制途径 316

11.3 核能发电系统中的腐蚀 317

11.3.1 核电中腐蚀介质的特征 318

11.3.2 核电站中的腐蚀及其原因分析 318

11.3.3 核电站中腐蚀的控制途径 323

第12章 大型水利枢纽工程中的腐蚀 325

12.1 水利枢纽中钢结构的腐蚀 325

12.1.1 水利枢纽中主要的金属构件和设备 325

12.1.2 水利枢纽中钢结构腐蚀特点及原因分析 325

12.2.2 阴极保护 326

12.2.1 防腐覆盖层 326

12.2 水利枢纽中金属构件与设备腐蚀的控制途径 326

第13章 铁路运输工业中的腐蚀 327

13.1 铁路运输工业中的腐蚀特点及腐蚀原因分析 327

13.1.1 腐蚀介质特点 327

13.1.2 铁道机车车辆的腐蚀 327

13.1.3 钢轨的腐蚀 328

13.1.4 铁路桥梁的腐蚀 329

13.2 铁路运输工业中腐蚀的控制途径 331

13.2.1 涂料 331

13.1.5 铁路其他金属构件的腐蚀 331

13.2.2 缓蚀剂防腐 332

13.2.3 选择耐蚀材料 332

13.3 铁路运输工业中防腐技术的发展动向 332

第14章 合理的防腐蚀设计 334

14.1 防腐结构设计 334

14.2 提高机械加工水平 341

14.2.1 焊接对腐蚀的影响 341

14.2.2 铸造对腐蚀的影响 342

14.3 合理的工艺设计 343

14.2.3 冷热作成型对腐蚀的影响 343

14.2.4 表面处理对腐蚀的影响 343

第15章 腐蚀控制途径简介 349

15.1 正确选用耐蚀材料 349

15.1.1 设备的工作介质条件 349

15.1.2 材料性能 350

15.2 合理的防腐设计 350

15.3 电化学保护 350

15.3.1 阴极保护 350

15.3.2 阳极保护 352

15.3.3 阳极保护与阴极保护的比较 353

15.4 介质处理 353

15.4.1 去除介质中溶解的氧 353

15.4.2 调节介质的pH值 354

15.4.3 降低气体介质中的湿分 355

15.4.4 添加缓蚀剂 355

15.5 金属表面覆盖层 357

参考文献 359