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再哭就不给糖
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长亭夕阳

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因为铁是活泼金属,常温下暴露在空气中会与氧发生反应,生成铁锈

关于化学腐蚀的论文摘要

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钟楠

《 深圳燃气管线的腐蚀与防护设》摘要:介绍了燃气管线的腐蚀原因与特点。常用涂层及其特点重要考虑因素。埋地管网是现代化城市必不可少的神经和血管。适当的防腐设计是确保其安全平稳运行的先决条件。因而越来越引起人们的重视。1腐蚀原因与特点 埋地管网的腐蚀通常包括四大类,微电池腐蚀、宏电池腐蚀、微生物腐蚀、杂散电流腐蚀。微电池腐蚀的成因在于钢管微观金相结构的不均匀,其腐蚀形态为均匀减薄,只需在设计时考虑足够的钢管壁厚裕量即可,通常不会造成大的损失。宏电池腐蚀的成因则是由于管线穿越不同类型的地质(如粘土和回填渣土),沿线土壤透气性等物理化学参数有较大变化,导致管段两端存在明显的电位差异,造成的电化学腐蚀。其腐蚀形态是在阳极区生成局部麻坑、是管线穿孔泄漏的重要原因。微生物腐蚀则是土壤中的部分菌类参与腐蚀进程,如硫酸盐还原菌可将硫酸根还原为硫根、促成钢管的腐蚀、其通常发生于特定的土壤(如密实粘土)。杂散电流腐蚀是由于管网沿线地铁或电车的泄漏电流以管线作为回流通路,导致流出点的局部坑蚀。除微电池腐蚀外,其余三类腐蚀都可以通过连续致密的外涂层切断钢管与土壤间的电接触,得到有效的控制。与埋地长输管线相比燃气管线有着自己的特点,其防腐设计应充分加以考虑。(1)其管径通常较小,长度也较短,因而工程造价经济性的考虑可适当降低。 (2)管线周边往往有其它市政管道,操作空间较狭窄,不便于大型自动化机械的展开,手工操作工效低,质量保证相对困难。(3)管线位于市区,环境保护的要求严格。(4)直接关系居民生活和社会稳定,管线投运后维修困难。(5)管线事故可能导致严重的人身安全事故,其防护要求较高。 (6)管线上各种附件(如弯头、三通、阀门和管件) 很多、不便于流水作业。2常用涂层及特点 早期埋地管线防腐基本上是沥青类的一统天下, 随着化学工业的进步和管线向恶劣地带的延伸,涂层 经历了从天然到合成、从热塑到热固的发展历程,环 氧煤沥青、胶带、夹克、环氧粉末先后进入工业防腐 领域。为防腐设计提供了广阔的选择空间,使我们可 根据不同的工况选择相应的防腐方案,达到最佳的投 入产出比。2.1沥青类涂层 沥青类涂层包括石油沥青和煤沥青,我国和东欧 多采用石油沥青,西方国家多采用煤沥青。施工时将 熔融的沥青与加强物(如玻璃布)交替缠敷,形成多 层厚涂层。其优点是价格低廉,施工工艺成熟,缺点 足粘结力差,环境污染严重、适用于地质条件相对较 好、土壤电阻率较高的旷野。2.2环氧煤沥青涂层 为改善其粘结力和减轻环境污染,在沥青中加入 环氧树脂就制成了环氧沥青涂料。其与玻璃布共同形 成的环氧煤沥青涂层较好满足了燃气管线防腐的需要, 成为北京、天津燃气管线的主流涂层。其缺点在于施 工麻烦、周期长,人为和环境影响因素较大。适用于 地质条件较为复杂,土壤电阻率中等的燃气短管段和 附件。2.3胶带 胶带是由聚乙烯单面涂敷胶粘剂而成,施工时直 接缠绕在钢管表面。其突出特点是施工简便,无污染,涂层较薄、强度低。工厂预制的涂层质量均匀可靠、但 在运输过程中注往发生较多破损、现场缠绕的胶带则 张力不均在所难免、使搭接部分粘结不牢,导致水份渗入。我国七十年代在某长输管线首次使用时、外加 电流阴极保护电位无法达标.此后再没有长输管线使 用。而其在深圳、广州等燃’门守线亡有较多应用、们 防腐效果个甚理想。胶带适用于地下水位较低且土制 较好的场合。2.4夹克 夹克足在钢管外热挤除一层聚乙烯壳,形成复合管。厚实连续的夹克具有极好的物理化学性能,可适合各种恶劣的环境条件。其只能在工厂预制,防腐质量基本不受人为影响、其缺点在于夹克和钢管间热膨胀系数差异较大、当管内介质温度波动时造成二者相对错动、严重时发牛夹克破损。对十温度波动极小的燃气管线。其影响个大。央克防腐的另一缺点是其对阴极保护电流屏蔽严重,对于不采用外加电流的燃气管线,这也不成为问题。对燃气管线来说、影响夹克防腐效果的足补口和管件必须选用其他材料,日前应用较好的是电融套或热收缩材料、电融套价格偏高、热收缩材料要求较高的操作技巧。2.5环氧粉末涂层 环氧粉末是新型的热固涂料。其涂层很薄,但物理化学性能优异。且对阴极保护电流无屏蔽,从而成为西方国家长输管线的首选涂层。与夹克相比,其抗冲击磨损能力稍差,燃气管线通常不采用外加电流阴极保护,故其主要应用在油田、燃气管线上应用很少。
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正林时代

摘要 全世界每年都有大量的金属设备和金属材料因腐蚀而报废,据不完全统计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值5%~2%, 每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10~20%,全世界第年因金属腐蚀造成的损失约7500亿美元。由于金属被腐蚀使金属器械在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等损失惨重的恶性事故以及资源和能源的严重浪费。因此,探究金属的腐蚀原理和防护方法的意义是不言而喻的。关键词:金属腐蚀 金属腐蚀原理 金属防护方法 一个偶然的机会,我阅读了一篇关于世界金属资源分布及统计的报告,当我看到“世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值5%~2%, 每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10~20%,全世界第年因金属腐蚀造成的损失约7500亿美元。由于金属被腐蚀使金属器械在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等损失惨重的恶性事故以及资源和能源的严重浪费” 时,我感到非常震撼,一种使命感油然而生,这种使命感使我产生深入探究金属锈蚀的原理及金属防护方法的想法。根据化学课上初步了解的钢铁锈蚀主要是铁与空气中氧气、水蒸气等物质有关,于是我以钢铁为原料按下列步骤进行了探究: 一.钢铁的生锈到底与哪些因素有关Ⅰ实验方案:方案1:把洁净的铁钉放在干燥的试管中,用橡皮塞密封试管口。方案2:把洁净的铁钉全部浸没在盛满煮过的蒸馏水(除去水中溶解的氧气)的试管中,用橡皮塞密封试管口(防止外界的氧气溶解于其中)。方案3:把洁净的铁钉的一半浸入试管中的蒸馏水里,将试管敞口放置。方案4:把洁净铁钉的一半浸入试管中的食盐水里,将试管敞口放置。方案5:把用食醋浸湿的铁钉放在干燥的试管中,将试管敞口放置。以上试管放置48小时Ⅱ实验现象:1号、2号试管铁钉没有变化,3号、4号试管中铁钉浸在液体内的部分生锈,特别是空气与溶液的接触面处生锈最多,溶液中生成红棕色浑浊,4号中生锈比3号更多,而5号试管有少量的铁锈。Ⅲ分析与结论:1号、2号试管说明干燥的铁只与氧气接触或者只与水接触不易生锈。3、4、5号试管说明铁与氧气和水同时接触时,很容易生锈,潮湿的环境中比干燥的环境中更容易生锈,且水中加入食盐生锈更快。Ⅳ疑问:为什么钢铁在潮湿的环境中比干燥的环境中更容易生锈?生锈的原理是什么?铁锈的主要成分是什么?为了进一步探究这个问题,我查阅了高中化学教材和《中学化学》等内容,进一步了解了金属腐蚀的原理二、金属腐蚀的原理Ⅰ金属腐蚀的类型:金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏,称为金属腐蚀。金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀,即干腐蚀,是不电离不导电的干气体(或非电解质溶液)直接与金属反应,其特征是腐蚀时没有电流产生。例如:铜在高温下与氧气反应变黑,工业盛氯气的钢瓶与氯气反应而被腐蚀,这种腐蚀就是化学腐蚀。电化学腐蚀,即湿腐蚀。 所谓湿腐蚀是指有水或电解质溶液存在,即金属与电解质溶液接触的腐蚀过程。其特征是金属原子在负极失去电子,水或电解质溶液中的分子在正极得到电子,并且伴有电流产生。金属在潮湿空气中的腐蚀,在酸、碱、盐溶液和海水中的腐蚀,在地下土壤中的腐蚀等都是电化学腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀更严重、更普遍。 Ⅱ电化学腐蚀原理:发生电化学腐蚀时,金属必须与比其更不活泼的金属或非金属接触,形成电势差。见下图左是生铁(含碳杂质),右图是铁与铜接触。因为铁比碳和铜容易失电子,所以在两种情况下都是较活泼的铁失电子。2Fe—4e—=2Fe2+铁原子失去的电子传递到铜板(或碳)上,铜板(或碳)上发生还原反应,如果金属表面的水膜或溶液酸性不强,则主要发生吸氧腐蚀。O2+4e—+2H2O=4OH—这样溶液中Fe2+和OH—结合生成氢氧化亚铁Fe2+ +OH—=Fe(OH)2↓,合并两个反应为2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2氢氧化亚铁很不稳定,易与空气中的氧气和水反应生成红棕色的氢氧化铁4Fe(OH)2 +O2+2H2O= 4Fe(OH)32Fe(OH)3+(n-3)H2O==Fe2O3· nH2O(铁锈的主要成分)以上反应是水溶液中的O2得到电子而使铁被腐蚀,这种腐蚀是电化学腐蚀中的“吸氧腐蚀”。当水膜的酸度较高(如酸雨环境或工厂附近酸性气体气氛中),正极则不是氧气得电子,而是H+得电子:2H++2e—=H2↑这种情况叫“析氢腐蚀”由于这种电化腐蚀反应速度远比化学腐蚀快,所以我们不难理解为什么金属在潮湿的环境中更容易被腐蚀,由于电化腐蚀产生微电流,所以加入食盐能增强溶液的导电性,使腐蚀速度更快。了解了腐蚀的原理,是为了便于更好的探究金属防护的方法,于是我又探究学习了金属防护的方法。三.金属防护的几种重要方法①改变金属内部的组织结构,制成合金。根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。②在金属表面覆盖保护层。油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目。③电化学保护法,即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀,一般是在被保护的金属表面加比较活泼的铝或锌等金属。工业上还有较多防止金属腐蚀的方法,这里就不一一介绍了,希望我们能初步了解和认识金属腐蚀的原理和防护方法,进而更好的防止金属资源的浪费,相信通过我们人类的努力,全世界由于金属腐蚀而造成的资源浪费会越来越少。保护好金属资源同时也会减少很多事故的发生,让我们的生活更安全更和谐!
307 评论(14)

jmdddtc

不要让菜刀发上氧化还原反应就行了因为发生了氧化还原反应就有电子转移就会生锈的。
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