導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇金屬腐蝕與防護(hù)論文，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

一、腐蝕現(xiàn)狀

據(jù)有關(guān)專(zhuān)家介紹，全球每1分鐘就有1噸鋼腐蝕成鐵銹。目前我國(guó)由于金屬材料和周?chē)h(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)所帶來(lái)的腐蝕損失每年大約5000億人民幣，約占我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的6%左右[4]。

近年來(lái)，石化行業(yè)大量進(jìn)口高硫重質(zhì)原油，在拓展原油采購(gòu)渠道、提高原油加工量、降低原油成本和提高經(jīng)濟(jì)效益等方面起到了重要的作用，但是大量加工高硫重質(zhì)原油，也使石化行業(yè)中金屬設(shè)備的腐蝕日趨嚴(yán)重，因此搞清金屬腐蝕的機(jī)理，制定合理的防護(hù)措施，對(duì)于確保金屬構(gòu)件安全長(zhǎng)周期運(yùn)行具有十分重要的意義[4]。

二、灰色關(guān)聯(lián)度分析

1.序列選擇

1.因子分析的基本方法

1.1因子提取

通過(guò)分析原始變量之間的相互關(guān)系，從中提取出數(shù)量較少的因子。提取方法是利用樣本數(shù)據(jù)得到因子載荷矩陣。利用因子載荷矩陣求解變量相關(guān)矩陣的特征值，根據(jù)特征值的大小確定因子數(shù)量。

1.2因子旋轉(zhuǎn)

因子分析的以這個(gè)重要的目的在于對(duì)原始變量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。利用因子分析提取得到的結(jié)果雖然保證了因子的正交性，也就是因子之間不相關(guān)，但因子對(duì)變量的解釋能力較弱，不易解釋和命名。這時(shí)可以通過(guò)對(duì)因子模型的旋轉(zhuǎn)變換，使公共因子的載荷系數(shù)更接近1或者接近0，通過(guò)這種方法得到的公共因子對(duì)變量的命名和解釋將變得更加容易。

1.3計(jì)算因子得分

四、結(jié)論與建議

從計(jì)算分析結(jié)果能夠看出該油田的腐蝕主因素是溫度、pH值、Cl-、HCO3-和Ca2+四個(gè)影響因素，在腐蝕的防治中要對(duì)這幾個(gè)重點(diǎn)影響因素進(jìn)行預(yù)防。通過(guò)運(yùn)用不同數(shù)學(xué)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從不同的角度得出了相近的結(jié)果，兩種方法相互進(jìn)行了驗(yàn)證，保證了結(jié)論的正確性。

結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)理論和因子分析兩種分析方法得出灰關(guān)聯(lián)因子分析法，該方法綜合了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，一方面可以將不明確的內(nèi)部關(guān)系明顯化，另一方面又能夠?qū)⒈姸嗟囊蛩剡M(jìn)行整合。灰關(guān)聯(lián)因子分析計(jì)算理論簡(jiǎn)單，得出的分析結(jié)果具有系統(tǒng)性，能夠反應(yīng)出金屬腐蝕因素的主次關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

[1]張紅兵，賈來(lái)喜，李潞.SPSS寶典[M].電子工業(yè)出版社北京.2007.2.

[2]于秀林，任學(xué)松.多元統(tǒng)計(jì)分析[M].中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版時(shí)北京.1995.5.

篇2

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2016）10-0004-02

一、研討式教學(xué)的內(nèi)涵

教育是立國(guó)之本，關(guān)系著國(guó)家的前途和命運(yùn)?，F(xiàn)階段我國(guó)采用的教育模式大多是應(yīng)試教育，教師一般只注重傳授知識(shí)，而不太注重培養(yǎng)學(xué)生轉(zhuǎn)化知識(shí)、發(fā)現(xiàn)知識(shí)、創(chuàng)新知識(shí)的能力。隨著素質(zhì)教育呼聲的不斷強(qiáng)大，研討式教學(xué)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

研討式教學(xué)是一種以解決問(wèn)題為核心的教學(xué)模式，一般由教師在課堂上先提出問(wèn)題，通過(guò)師生共同查閱資料、分析資料，最后探討出解決問(wèn)題的方法。通過(guò)這一系列的活動(dòng)，逐步提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。

顯然，在一般的研討式教學(xué)過(guò)程中，研討主題由誰(shuí)提出的問(wèn)題被淡化了。正是這個(gè)缺陷，會(huì)使一般的研討式教學(xué)效果大打折扣，因?yàn)?，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題往往要比分析問(wèn)題、解決問(wèn)題更為重要。

二、“金屬腐蝕原理及應(yīng)用”研討式教學(xué)改革的策略

研討式教學(xué)供給側(cè)改革的目的是改革現(xiàn)有以教師先提出課堂研討問(wèn)題，然后通過(guò)各種研討式教學(xué)手段（閱讀自講式、討論式、啟發(fā)式、專(zhuān)題式、課題制式、案例和講授式等）來(lái)解決研討問(wèn)題的模式，顯然這種模式或多或少帶有應(yīng)試教育的痕跡。研討式教學(xué)供給側(cè)改革強(qiáng)調(diào)的是課堂研討問(wèn)題由何而來(lái)的問(wèn)題，即是由學(xué)生自主提出，還是由教師事先擬定，或者說(shuō)重點(diǎn)解決研討主題中“問(wèn)”的問(wèn)題。因此，教師如何搭建一個(gè)讓學(xué)生能自主提出問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)踐平臺(tái)是研討式教育供給側(cè)改革的關(guān)鍵。結(jié)合我?！敖饘俑g原理及應(yīng)用”課程研討式教學(xué)供給側(cè)改革的經(jīng)驗(yàn)成果，對(duì)研討式教學(xué)改革提出以下幾點(diǎn)建議。

（一）搭建問(wèn)題平臺(tái)

一般研討式教學(xué)是通過(guò)教師事先提出問(wèn)題，然后師生帶著教師提出的問(wèn)題共同查找資料，研究、討論、實(shí)驗(yàn)、探索解決問(wèn)題的辦法。隨著教學(xué)的不斷進(jìn)行，這種教學(xué)模式的弊端日益顯現(xiàn)，其不利于培育具有創(chuàng)新意識(shí)的主體人格[1]。研討式教學(xué)的供給側(cè)改革是由教師努力搭建一個(gè)讓學(xué)生自主提出問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)踐平臺(tái)，讓學(xué)生在通過(guò)做實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)習(xí)或者企業(yè)實(shí)踐的過(guò)程中，自主產(chǎn)生研討課的研討主題，再通過(guò)師生共同查閱資料、調(diào)查討論等手段解決研討主題。這種教學(xué)模式不僅會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還會(huì)使學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容產(chǎn)生越來(lái)越濃厚的興趣，最終讓學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容。學(xué)生在研討問(wèn)題過(guò)程中逐步掌握課程的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，教師的作用是對(duì)學(xué)生查閱資料、思考問(wèn)題和討論問(wèn)題時(shí)的表現(xiàn)進(jìn)行及時(shí)評(píng)判，即以裁判員的身份參與整個(gè)教學(xué)過(guò)程。

東北石油大學(xué)實(shí)行的“金屬腐蝕原理及應(yīng)用”課程研討式教學(xué)改革是以強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題為主要改革目標(biāo)。筆者對(duì)這門(mén)課進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的介紹，“金屬腐蝕原理及應(yīng)用”課程的主要內(nèi)容包括三個(gè)部分：（1）腐蝕熱力學(xué)；（2）腐蝕動(dòng)力學(xué)；（3）腐蝕與防護(hù)。前兩個(gè)部分歸屬于腐蝕原理內(nèi)容，第三個(gè)部分屬于腐蝕應(yīng)用內(nèi)容。對(duì)于腐蝕熱力學(xué)內(nèi)容來(lái)說(shuō)，首先把學(xué)生在初、高中物理、化學(xué)課程熟悉的原電池實(shí)驗(yàn)作為切入點(diǎn)。課堂上，教師提供自主研發(fā)并已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利的“便攜式原電池實(shí)驗(yàn)裝置”，該裝置上安裝有LED燈泡，讓學(xué)生觀(guān)察燈泡發(fā)光具體現(xiàn)象后提出各種問(wèn)題，例如：（1）燈泡為什么會(huì)亮？（2）電流是怎么產(chǎn)生的？（3）電動(dòng)勢(shì)是怎么產(chǎn)生的？（4）電極的正、負(fù)極發(fā)生哪種電極反應(yīng)？……課堂上教師及時(shí)篩選出符合教學(xué)大綱要求的討論主題。然后再按一般研討式課程模式進(jìn)行主題研討。對(duì)于腐蝕動(dòng)力學(xué)內(nèi)容來(lái)說(shuō)，應(yīng)把學(xué)生在初、高中物理、化學(xué)課程熟悉的電解池實(shí)驗(yàn)作為切入點(diǎn)。在課堂上，教師提供自主研發(fā)并已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利的“便攜式電解池實(shí)驗(yàn)裝置”， 該裝置上安裝有恒電位儀，讓學(xué)生觀(guān)察具體現(xiàn)象后提出各種問(wèn)題，例如：（1）極化是怎么產(chǎn)生的？（2）極化的種類(lèi)？（3）外電流與極化之間的關(guān)系？（4）實(shí)測(cè)極化曲線(xiàn)如何測(cè)量？……這個(gè)過(guò)程不僅體現(xiàn)在一堂課或幾堂課上，而是貫穿整個(gè)課程的始終。對(duì)于腐蝕與防護(hù)內(nèi)容，把大慶某金屬防腐管廠(chǎng)的實(shí)習(xí)、實(shí)踐作為切入點(diǎn)。這樣我們就完成了為給整門(mén)課程科學(xué)搭建提出問(wèn)題有效平臺(tái)的任務(wù)，這個(gè)平臺(tái)可以簡(jiǎn)稱(chēng)為“兩池一廠(chǎng)”平臺(tái)。

（二）完成模糊研討到精準(zhǔn)研討的轉(zhuǎn)變

在研討式教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情濃厚，接觸到的新事物、新名詞較多，由于學(xué)生還處在專(zhuān)業(yè)知識(shí)積累的階段，理論儲(chǔ)備有限，無(wú)法自主提出涵蓋課程重點(diǎn)內(nèi)容或涉及學(xué)科前沿的研討式教學(xué)主題，從而會(huì)產(chǎn)生研討主題與教學(xué)大綱內(nèi)容不很貼切的現(xiàn)象，在此稱(chēng)之為模糊研討。模糊研討不僅不會(huì)對(duì)學(xué)生的綜合能力有所提高，反而會(huì)因?yàn)閮?nèi)容的雜亂無(wú)序降低學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。這就需要教師啟迪學(xué)生的靈感，激發(fā)學(xué)生的擴(kuò)散思維，誘導(dǎo)學(xué)生提出涵蓋教學(xué)大綱內(nèi)容或涉及學(xué)科前沿的各種好奇主題，教師應(yīng)及時(shí)精準(zhǔn)地篩選出與課堂內(nèi)容緊密相關(guān)的研討主題，實(shí)現(xiàn)從模糊研討到精準(zhǔn)研討的轉(zhuǎn)變。

“金屬腐蝕原理及應(yīng)用”課程的腐蝕電化學(xué)動(dòng)力學(xué)部分涉及概念、名詞較多，難度較大，如果采用模糊研討，雖然也能傳授相關(guān)知識(shí)，提升學(xué)生的認(rèn)知能力，但是通過(guò)這種模糊研討教學(xué)，學(xué)生只能學(xué)到缺少內(nèi)在邏輯性的內(nèi)容，無(wú)法形成系統(tǒng)的知識(shí)體系，直接影響學(xué)生在實(shí)習(xí)、實(shí)踐過(guò)程中對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用。這就需要教師誘導(dǎo)學(xué)生提出具有內(nèi)在邏輯性的研討主題，從而做到精準(zhǔn)研討。

極化是腐蝕動(dòng)力學(xué)中重要的基本概念，吸氧腐蝕是生產(chǎn)中重要的腐蝕類(lèi)型，電化學(xué)保護(hù)是腐蝕防護(hù)中重要的措施手段。三者之間由過(guò)電位或超電壓聯(lián)系起來(lái)，學(xué)生如果悟到了其中的內(nèi)在規(guī)律性，才算真正掌握了這部分知識(shí)。教師在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)踐的過(guò)程中應(yīng)反復(fù)強(qiáng)調(diào)：極化吸氧腐蝕析氫腐蝕電化學(xué)保護(hù)這條主線(xiàn)，促使學(xué)生早日完成由量變到質(zhì)變的飛躍。

（三）增大課程考核中自主創(chuàng)新的比重

以往的研討式教學(xué)大多都是在課堂上以小組討論或者圓桌會(huì)議的形式完成的[2]。學(xué)生對(duì)于所學(xué)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如何在實(shí)習(xí)、實(shí)踐中運(yùn)用的問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足，以至于理論脫離實(shí)踐。為解決這種弊端，應(yīng)當(dāng)改變教學(xué)環(huán)境，把課堂轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、實(shí)踐中來(lái)，貼近實(shí)際，在學(xué)習(xí)中運(yùn)用，在運(yùn)用中學(xué)習(xí)，循環(huán)往復(fù)，激勵(lì)創(chuàng)新。例如：在學(xué)生識(shí)別不同類(lèi)型的腐蝕后，組織學(xué)生思考如何解決不同類(lèi)型的腐蝕問(wèn)題，如何采取科學(xué)的防護(hù)措施，讓學(xué)生積極主動(dòng)地尋求解決問(wèn)題的新辦法。向?qū)W生介紹廠(chǎng)內(nèi)最新的防腐技術(shù)，讓學(xué)生了解并掌握最新防腐措施，緊跟防腐技術(shù)的新潮流，大大拓寬了學(xué)生的知識(shí)面。在供給側(cè)研討式教學(xué)改革的學(xué)生成績(jī)考核過(guò)程中，對(duì)于提出可能撰寫(xiě)出科技論文或可能獲得國(guó)家專(zhuān)利的有效自主創(chuàng)新性創(chuàng)意的同學(xué)，應(yīng)該給予更多的額外加分。

三、“金屬腐蝕原理及應(yīng)用”改革研討式教學(xué)的實(shí)施原則

一般研討式教學(xué)是自由、開(kāi)放的教學(xué)模式，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力，不拘于教學(xué)環(huán)境和形式[3]。但這并不意味著這種教學(xué)模式是一種十分完美的過(guò)程，從供給側(cè)改革研討式教學(xué)就是對(duì)一般研討式教學(xué)的補(bǔ)充和完善，在改革過(guò)程中應(yīng)該堅(jiān)持以下原則。

（一）“三嚴(yán)”原則

1.嚴(yán)格突出研討主題的學(xué)生自主提出的原則。只有學(xué)生自主提出的問(wèn)題，才有可能是學(xué)生最感興趣的問(wèn)題，才有可能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，才有可能誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，才有可能提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在研討式教學(xué)供給側(cè)改革中，應(yīng)嚴(yán)格突出研討主題的學(xué)生自主提出的原則。

2.嚴(yán)格強(qiáng)調(diào)考核成績(jī)中自主創(chuàng)新比重的原則。研討式教學(xué)模式相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)在于研討式教學(xué)更注重學(xué)生天賦的發(fā)揮，更注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。因此創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就要貫穿于研討式課程的始終，為此，在研討式教學(xué)供給側(cè)改革中，應(yīng)嚴(yán)格強(qiáng)調(diào)自主創(chuàng)新意識(shí)在考核成績(jī)中所占的比重。

3.嚴(yán)格把握研討過(guò)程教師裁判員作用的原則。對(duì)比傳統(tǒng)應(yīng)試教學(xué)模式，研討式教學(xué)模式中教師的角色發(fā)生了巨大的變化，教師不再是傳授知識(shí)的教練員，而是研討式教學(xué)中的啟蒙者或裁判員。在研討式教學(xué)供給側(cè)改革中，應(yīng)嚴(yán)格把握教師的參與角色，對(duì)于學(xué)生自主提出的有意義、有價(jià)值的研討主題，教師要給予及時(shí)的肯定。

（二）“三實(shí)”原則

1.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)起到知識(shí)銜接與啟蒙問(wèn)題作用的原

則。在研討式教學(xué)中，一門(mén)課程的開(kāi)始幾節(jié)課，研討主題的提出往往需要以簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)，這就需要教師為學(xué)生精心設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)易科學(xué)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使該平臺(tái)起到知識(shí)銜接與啟蒙問(wèn)題的作用。

2.實(shí)習(xí)平臺(tái)應(yīng)起到知識(shí)物化與深化問(wèn)題作用的原

則。研討式教學(xué)中為了使知識(shí)與應(yīng)用密切聯(lián)系，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)往往可以幫助學(xué)生更好地理解、運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)，把課本上的抽象概念與生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備、工藝、裝置結(jié)合起來(lái)，往往會(huì)起到事半功倍的作用。在研討式教學(xué)供給側(cè)改革中，需要教師為學(xué)生搭建方便合理的實(shí)習(xí)平臺(tái)，該平臺(tái)應(yīng)能起到知識(shí)物化與深化問(wèn)題的作用。

3.實(shí)踐平臺(tái)應(yīng)起到知識(shí)應(yīng)用與創(chuàng)新問(wèn)題作用的原

則。研討式教學(xué)中，動(dòng)手能力的培養(yǎng)是十分重要的，無(wú)論是調(diào)研、設(shè)計(jì)、討論還是加工、生產(chǎn)、制造均能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)踐出真知。因此，在研討式教學(xué)供給側(cè)改革中，教師應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)建內(nèi)容豐富的實(shí)踐平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗東利，雷佑安.研討式教學(xué)在高校教學(xué)中的應(yīng)用[J].

大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，（10）.

[2]彭耶萍，顏一鳴.淺談研討式教學(xué)模式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程

篇3

中圖分類(lèi)號(hào)：TU279文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

石油化工裝置中流體輸送是必不可少的，工藝管線(xiàn)是流體輸送的重要組成部分，其投資占總投資的比例相當(dāng)高，所以做好工藝管線(xiàn)的防腐工作至關(guān)重要。

金屬腐蝕是金屬和周?chē)h(huán)境發(fā)生作用而被破壞的現(xiàn)象，它是一種自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程，給人類(lèi)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)危害極大。例如：金屬構(gòu)件在大氣中生銹，化工生產(chǎn)中 金屬設(shè)備與腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)接觸，尤其在高溫、高壓和高流速的條件下造成設(shè)備生銹，老化變形現(xiàn)象。

一、管道腐蝕控制的基本方法

管道腐蝕的控制方法應(yīng)根據(jù)腐蝕機(jī)理的不同和所處環(huán)境條件的不同采用相應(yīng)的腐蝕控制方法，其基本原則有以下幾方面：

1、選用在該管道具體運(yùn)行條件下的適用鋼材和焊接工藝

2、選用管道防腐層及陽(yáng)極保護(hù)的外防護(hù)措施

3、控制管輸流體的成分如凈化處理除去水以及酸性組分

4、使用緩蝕劑控制內(nèi)腐蝕

5、選用內(nèi)防腐涂層

6、建立腐蝕監(jiān)控和管理系統(tǒng)

二、常見(jiàn)管道防腐層的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

防腐層 石油瀝青 熔結(jié)環(huán)氧粉末 3PE 聚乙烯膠粘帶

防腐材料 石油瀝青 環(huán)氧粉末 環(huán)氧粉末+高（低）密度聚乙烯 聚乙烯膠粘帶

防腐層結(jié)構(gòu) 石油瀝青+玻璃布+塑料薄膜（3-5層瀝青總厚度4-7mm） 環(huán)氧粉末熔結(jié)在管壁上涂層厚0.3~0.5mm 環(huán)氧粉末+膠黏劑+聚乙烯（擠壓）總厚度度2~4mm 底膠+防腐膠粘帶（內(nèi)帶）+保護(hù)膠粘帶（外帶）總厚度1~4mm

適用溫度 -20~70 -40~100 -40~70 -30~60

施工方法 人工或半機(jī)械化作業(yè) 靜電或等離子噴涂工廠(chǎng)機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)分段預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)熱收縮套補(bǔ)口 擠出成型法工廠(chǎng)機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)分段預(yù)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)熱收縮套補(bǔ)口 人工或機(jī)械化作業(yè)

優(yōu)缺點(diǎn) 機(jī)械強(qiáng)度和低溫韌性差，吸水率高，易受細(xì)菌腐蝕，施工流動(dòng)性條件差但成本低目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛 機(jī)械化性能和粘結(jié)性能強(qiáng)，耐陰極剝離及耐溫性對(duì)施工質(zhì)量要求高，成本低，損耗小 機(jī)械性能耐溫性及電絕緣性能強(qiáng)，其突出的優(yōu)點(diǎn)是耐磨對(duì)現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口質(zhì)量要求較高，損耗小 防腐性可靠性高便于施工進(jìn)度快對(duì)管材焊接部位的包覆質(zhì)量不易達(dá)標(biāo)

根據(jù)圖表所示，在選擇防腐層時(shí)應(yīng)根據(jù)每一種防腐層的適用范圍，選擇能滿(mǎn)足管道沿線(xiàn)環(huán)境的防腐要求的防腐層，在此基礎(chǔ)上考慮施工方便，經(jīng)濟(jì)合理等因素通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析與評(píng)價(jià)確定最佳方案。

三、工藝管線(xiàn)腐蝕的表現(xiàn)特征

1、均勻腐蝕：整個(gè)表面腐蝕深度比較一致均勻的腐蝕又稱(chēng)一般腐蝕或連續(xù)性腐蝕，在腐蝕中腐蝕發(fā)生在金屬的整個(gè)表面上，沿金屬表面均勻進(jìn)行。

2、縫隙腐蝕（表面腐蝕深度不一致，呈斑點(diǎn)狀態(tài)）：金屬管道內(nèi)通入介質(zhì)如金屬與金屬或金屬與非金屬介質(zhì)處于滯流狀態(tài)，從而引起縫內(nèi)金屬的加速腐蝕。這種局部腐蝕稱(chēng)為縫隙腐蝕。

3、點(diǎn)腐蝕腐蝕（集中在較小范圍，腐蝕深度較大也稱(chēng)為孔腐蝕）：在金屬表面的局部地區(qū)出現(xiàn)向深處發(fā)展的腐蝕小孔，這些小孔有的孤立存在，有些則緊湊在一起看上去像一片粗糙的表面這種腐蝕叫做點(diǎn)腐蝕。

四、預(yù)防工藝管線(xiàn)腐蝕常用方法和措施

根據(jù)金屬腐蝕原理分析，可以對(duì)腐蝕性介質(zhì)的金屬材料及其制品采用各種不同的防腐蝕技術(shù)進(jìn)行防腐蝕處理，只要措施得當(dāng)就可以延長(zhǎng)金屬制品的使用壽命，保證工藝設(shè)備的安全和順利進(jìn)行，常用的防腐蝕技術(shù)和措施主要有下列幾類(lèi)

1、合理選材：這是防止和控制設(shè)備腐蝕的普通和最有效的方法之一，管道的種類(lèi)繁多，常用的有碳素鋼管，不銹鋼管以及塑料管等它們的工作壓力通過(guò)的介質(zhì)的性質(zhì)和溫度，敷設(shè)的條件，所處的環(huán)境都各不相同，為了延長(zhǎng)管道的使用壽命，達(dá)到經(jīng)久耐用的目的，施工時(shí)要根據(jù)各種管材的腐蝕特性合理選用管材。

2、緩蝕劑法：管理內(nèi)壁用涂料防腐比較困難，常用的方法是在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)也就是緩蝕劑法。根據(jù)化學(xué)組成，習(xí)慣上將緩蝕劑分為無(wú)極緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑兩大類(lèi)。

A無(wú)極緩蝕劑：通常在中性介質(zhì)中使用無(wú)極緩蝕劑有NaNO2，K2Gr2O7、Na3PO4等，例如Ca(Hco3)2在堿性介質(zhì)中發(fā)生如下反應(yīng)：

Ca2++2Hco3-+2OH-=CaCo3+CO3+2H2o

生成的難溶碳酸鹽覆蓋于陽(yáng)極表面成為具有保護(hù)性的薄膜，阻滯了陽(yáng)極反應(yīng)，降低了金屬的腐蝕速率。

B 有機(jī)緩蝕劑：在酸性介質(zhì)中通常使用有機(jī)緩蝕劑，如動(dòng)物膠，六次甲基四胺以及含氮，硫的有機(jī)物等有機(jī)緩蝕劑對(duì)金屬的緩蝕作用。一般認(rèn)為是由吸附膜生成即金屬將緩蝕劑的離子或分子吸附在表面上形成一層難溶而腐蝕性介質(zhì)又很難透過(guò)的保護(hù)膜阻礙了氫離子的陰極反應(yīng)，因而減慢了腐蝕。

3、陰極保護(hù)法：陰極保護(hù)法就是被保護(hù)的金屬作為腐蝕電池的陰極或作為電解池的陰極而不受腐蝕。

犧牲陽(yáng)極保護(hù)法：

陽(yáng)極：Zn=Zn2++2e-

陰極：O2+H2O+4e=4OH-

4、外加電流保護(hù)法：取不溶性的電極為陰極把要保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，兩只都放在電解質(zhì)溶液里，接上外加直流電源，通電后，大量電子被強(qiáng)制流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備中是鋼鐵表面生成負(fù)電荷的累計(jì)，金屬腐蝕產(chǎn)生的原電池電流就不能被輸送因而防止了鋼鐵的腐蝕。

參考文獻(xiàn)：

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中圖分類(lèi)號(hào)： P641.4+62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一．引言

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在管道防腐層材料和技術(shù)應(yīng)用方面都取得了快速發(fā)展，防腐蝕新材料、新工藝和新設(shè)備不斷出現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用。防腐層技術(shù)是新建鋼質(zhì)管道和在役管道安全運(yùn)行的保障技術(shù)，防腐層的生產(chǎn)制造質(zhì)量決定著鋼質(zhì)管道的使用壽命，了解國(guó)內(nèi)外解鋼質(zhì)管道防腐層技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，抓住鋼質(zhì)管道建設(shè)快速增長(zhǎng)的發(fā)展機(jī)遇，進(jìn)一步提高防腐蝕技術(shù)應(yīng)用水平是非常必要的。

二．對(duì)腐蝕的理解。

腐蝕金屬在周?chē)橘|(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)作用下所引起的一種破壞現(xiàn)象。按管道被腐蝕部位，可分為內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕；按管道腐蝕形態(tài)，可分為全面腐蝕和局部腐蝕；按管道腐蝕機(jī)理，可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕等。

管道腐蝕一般是指避免管道遭受土壤、空氣和輸送介質(zhì)（石油、天然氣等）腐蝕的防護(hù)技術(shù)。

三．管道腐蝕的原因。

管道內(nèi)壁腐蝕金屬管道內(nèi)壁因輸送介質(zhì)的作用而產(chǎn)生的腐蝕。主要有水腐蝕和介質(zhì)腐蝕。水腐蝕指輸送介質(zhì)中的游離水，在管壁上生成親水膜，由此形成原電池條件而產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕。介質(zhì)腐蝕指游離水以外的其他有害雜質(zhì)（如二氧化碳、硫化氫等）直接與管道金屬作用產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕。

長(zhǎng)輸管道內(nèi)壁一般同時(shí)存在著上述兩種腐蝕過(guò)程。特別是在管道彎頭、低洼積水處和氣液交界面，由于電化學(xué)腐蝕異常強(qiáng)烈，管壁大面積減薄或形成一系列腐蝕深坑。這些深坑是管道易于內(nèi)腐蝕穿孔的地方。

管道外壁腐蝕視管道所處環(huán)境而異。架空管道易受大氣腐蝕；土壤或水環(huán)境中的管道，則易受土壤腐蝕、細(xì)菌腐蝕和雜散電流腐蝕。

（1）. 大氣腐蝕。大氣中含有水蒸氣會(huì)在金屬表面冷凝形成水膜，這種水膜由于溶解了空氣中的氣體及其他雜質(zhì)，可起到電解液的作用，使金屬表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕。影響大氣腐蝕的自然因素除污染物外，還有氣候條件。在非潮濕環(huán)境中，很多污染物幾乎沒(méi)有腐蝕效應(yīng)。如果相對(duì)濕度超過(guò)80％，腐蝕速度會(huì)迅速上升。因此，敷設(shè)在地溝中的管道或潮濕環(huán)境的架空管道表面極易銹蝕。

（2）. 土壤腐蝕。土壤顆粒間充滿(mǎn)空氣、水和各種鹽類(lèi)，使它具有電解質(zhì)的特征。管道金屬在土壤電解質(zhì)溶液中構(gòu)成多種腐蝕電池。

（3）. 細(xì)菌腐蝕。也稱(chēng)微生物腐蝕。參與管道土壤腐蝕過(guò)程的細(xì)菌通常有硫酸鹽還原菌、氧化菌、鐵細(xì)菌、硝酸鹽還原菌等。

（4）. 雜散電流腐蝕。流散于大地中的電流對(duì)管道產(chǎn)生的腐蝕，又名干擾腐蝕，是一種外界因素引起的電化學(xué)腐蝕。管道腐蝕部位由外部電流的極性和大小決定，其作用類(lèi)似電解。雜散電流從管道防腐層破損處流入，在另一破損處流出，在流出處形成陽(yáng)極區(qū)而產(chǎn)生腐蝕。雜散電流源有電氣化鐵路、陰極保護(hù)設(shè)施、高壓輸電系統(tǒng)等。

四．管道的主要防腐方法。

我國(guó)鋼質(zhì)管道外防腐層材料和制造應(yīng)用技術(shù)主要經(jīng)歷了石油瀝青、煤焦油瀝青、煤焦油瓷漆、膠帶、夾克、液體環(huán)氧涂料、擠壓聚乙烯（2PE）、熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)、三層聚乙烯(3PE)等發(fā)展過(guò)程。目前，我國(guó)管道防腐層材料生產(chǎn)制造基本實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并不斷有新品出現(xiàn)，近年來(lái)新建的埋地油氣輸送管道的外防腐層結(jié)構(gòu)根據(jù)輸送介質(zhì)溫度和施工條件的不同，主要采用熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)、（3PP）、(DPS)和三層聚乙烯(3PE)防腐技術(shù)，并使用陰極保護(hù)技術(shù)。

3PE的底層為熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐蝕層，中間層為聚乙烯共聚物熱熔膠粘劑，面層為聚乙烯專(zhuān)用料保護(hù)層。上述三種材料構(gòu)成的鋼管防腐蝕結(jié)構(gòu)層稱(chēng)為3PE防腐，壓力管道元件行業(yè)稱(chēng)之為“聚烯烴防腐蝕（3PE）管道”。

3PE防腐是目前世界范圍內(nèi)廣泛采用的鋼質(zhì)管道涂層體系，是我國(guó)輸油、輸氣、輸水大型管道工程和市政工程的首選防腐蝕結(jié)構(gòu)，西氣東輸、西南成品油等重大工程全部使用了3PE防腐。

涂層防腐用涂料均勻致密地涂敷在經(jīng)除銹的金屬管道表面上，使其與各種腐蝕性介質(zhì)隔絕，是管道防腐最基本的方法之一。70年代以來(lái)，在極地、海洋等嚴(yán)酷環(huán)境中敷設(shè)管道，以及油品加熱輸送而使管道溫度升高等，對(duì)涂層性能提出了更多的要求。因此，管道防腐涂層越來(lái)越多地采用復(fù)合材料或復(fù)合結(jié)構(gòu)。這些材料和結(jié)構(gòu)要具有良好的介電性能、物理性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能和較寬的溫度適應(yīng)范圍等。

內(nèi)壁防腐涂層：為了防止管內(nèi)腐蝕、降低摩擦阻力、提高輸量而涂于管子內(nèi)壁的薄膜。常用的涂料有胺固化環(huán)氧樹(shù)脂和聚酰胺環(huán)氧樹(shù)脂，涂層厚度為 0.038～0.2毫米。為保證涂層與管壁粘結(jié)牢固,必須對(duì)管內(nèi)壁進(jìn)行表面處理。70年代以來(lái)趨向于管內(nèi)、外壁涂層選用相同的材料，以便管內(nèi)、外壁的涂敷同時(shí)進(jìn)行。

防腐保溫涂層：在中、小口徑的熱輸原油或燃料油的管道上，為了減少管道向土壤散熱，在管道外部加上保溫和防腐的復(fù)合層。常用的保溫材料是硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料,適用溫度為－185～95℃。這種材料質(zhì)地松軟，為提高其強(qiáng)度，在隔熱層外面加敷一層高密度聚乙烯層，形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，以防止地下水滲入保溫層內(nèi)。

外加電流法是利用直流電源，負(fù)極接于被保護(hù)管道上，正極接于陽(yáng)極地床。電路連通后，管道被陰極極化。當(dāng)管道對(duì)地電位達(dá)到最小保護(hù)電位時(shí)，即獲得完全的陰極保護(hù)。

陰極保護(hù)：將被保護(hù)金屬極化成陰極來(lái)防止金屬腐蝕的方法。這種方法用于船舶防腐已有 150多年的歷史;1928年第一次用于管道,是將金屬腐蝕電池中陰極不受腐蝕而陽(yáng)極受腐蝕的原理應(yīng)用于金屬防腐技術(shù)上。利用外施電流迫使電解液中被保護(hù)金屬表面全部陰極極化，則腐蝕就不會(huì)發(fā)生。判斷管道是否達(dá)到陰極保護(hù)的指標(biāo)有兩項(xiàng)。一是最小保護(hù)電位，它是金屬在電解液中陰極極化到腐蝕過(guò)程停止時(shí)的電位；其值與環(huán)境等因素有關(guān)，常用的數(shù)值為- 850毫伏（相對(duì)于銅-硫酸銅參比電極測(cè)定，下同）。二是最大保護(hù)電位，即被保護(hù)金屬表面容許達(dá)到的最高電位值。當(dāng)陰極極化過(guò)強(qiáng)，管道表面與涂層間會(huì)析出氫氣，而使涂層產(chǎn)生陰極剝離，所以必須控制匯流點(diǎn)電位在容許范圍內(nèi)，以使涂層免遭破壞。此值與涂層性質(zhì)有關(guān),一般?。?.20至－2.0伏間。實(shí)現(xiàn)地下管道陰極保護(hù)有外加電流法和犧牲陽(yáng)極法兩種。

五．結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，石油和天然氣作為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展命脈及現(xiàn)代工業(yè)的主要能源得到了廣泛運(yùn)用，防腐蝕行業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)不可或缺的新興產(chǎn)業(yè)，防腐涂層技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于鋼質(zhì)管道建設(shè)工程的安全運(yùn)行起到了很好的保障作用，在幾十年的實(shí)踐中，防腐涂層技術(shù)不斷的提高和發(fā)展，材料方面朝著環(huán)保、高性能、適合流水作業(yè)施工的方向發(fā)展，施工方面朝著自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)展，正是上述技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步使得管道的高效建設(shè)及投產(chǎn)得到支持。因此，我們應(yīng)該大力研發(fā)防腐技術(shù)并且進(jìn)行推廣，從而促進(jìn)我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 石磊 油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的管道防腐問(wèn)題研究與分析 [期刊論文] 《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》 -2011年12期

[2] 張宗前 油氣儲(chǔ)運(yùn)管道防腐問(wèn)題研究與分析 [期刊論文] 《中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》 -2013年9期

[3] 沈乾坤 論油氣儲(chǔ)運(yùn)中的管道防腐問(wèn)題 [期刊論文] 《中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》 -2012年10期

[4] 張旭魏子昂 淺談?dòng)蜌鈨?chǔ)運(yùn)中管道的防腐問(wèn)題 [期刊論文] 《中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》 -2011年10期

篇5

關(guān)鍵詞：普通機(jī)械設(shè)備防腐設(shè)計(jì)措施

中圖分類(lèi)號(hào)： TU81文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一．引言

眾所周知，機(jī)械設(shè)備本身是金屬構(gòu)成的，只要是金屬它就會(huì)因?yàn)闇囟?、濕度等外界條件的影響，從而導(dǎo)致金屬發(fā)生銹蝕。在當(dāng)下環(huán)境中的工業(yè)企業(yè)，環(huán)境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氫氧化物等一些有害物質(zhì)，再加上不同的企業(yè)不同的廠(chǎng)房在不同環(huán)境下的溫度和濕度都較高、較大，因此在這些環(huán)境因素的綜合作用和影響之下，金屬就可能會(huì)與這些有害的物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而形成了腐蝕。

企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械是保證企業(yè)進(jìn)行日常生產(chǎn)的必要生產(chǎn)設(shè)備，機(jī)械設(shè)備所要面臨的防腐問(wèn)題正在逐漸受到相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注．努力提高設(shè)備的防腐能力，最大限度的延長(zhǎng)其生產(chǎn)使用壽命，使企業(yè)生產(chǎn)成本盡量降低，已經(jīng)成為當(dāng)今企業(yè)所面臨的重點(diǎn)問(wèn)題。本文針對(duì)機(jī)械設(shè)備在使用的過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的腐蝕問(wèn)題、機(jī)械設(shè)備的防腐能力提高與防腐蝕涂料等問(wèn)題做了簡(jiǎn)要的說(shuō)明。

二．設(shè)備腐蝕發(fā)生的原因以及分類(lèi)

通常情況下，由于設(shè)備使用環(huán)境的特殊性，對(duì)于金屬來(lái)講其本身的結(jié)構(gòu)是極其容易發(fā)生腐蝕的，溫度、濕度以及空氣等外部的環(huán)境會(huì)直接的導(dǎo)致金屬發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。工業(yè)環(huán)境下，生產(chǎn)中都涉及到一些氧化-還原性的氣體、介質(zhì)等，加上生產(chǎn)車(chē)間的濕度較大、溫度較高，所以就會(huì)在金屬的表面發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，從而形成腐蝕。

對(duì)于腐蝕的分類(lèi)，一般有兩種分類(lèi)方法，一是根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分類(lèi)，另一種是根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的原因和表象分類(lèi)。根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理來(lái)分，主要可以分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕主要是指金屬材料在與電解質(zhì)溶液發(fā)生接觸之后，由于會(huì)發(fā)生表面的電極反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，這種反應(yīng)一般來(lái)講是氧化還原反應(yīng)，主要因素是環(huán)境的濕度以及溫度的問(wèn)題；化學(xué)腐蝕是指金屬表面與其周?chē)佑|的介質(zhì)會(huì)發(fā)生較為強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，從而使得金屬受到一定的損壞，這種腐蝕誘發(fā)的原因主要是溫度高、環(huán)境干燥。而根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的表象和原因分類(lèi)可以分為，剝層腐蝕、工業(yè)大氣腐蝕、高溫氧化腐蝕以及海洋大氣腐蝕等等。

三. 機(jī)械設(shè)備腐蝕的機(jī)理

腐蝕主要是因?yàn)榘l(fā)生了化學(xué)反應(yīng),而導(dǎo)致物體出現(xiàn)了損耗或者是破壞的情況。而機(jī)械設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象,是較為普遍的。機(jī)械設(shè)備被腐蝕以后,在機(jī)械的色澤、外形以及基本性能上都可能發(fā)生變化,這就對(duì)機(jī)械設(shè)備造成了破壞,同時(shí)也造成了能源方面的浪費(fèi),使企業(yè)受到了較大的虧損。

1. 電化學(xué)腐蝕的機(jī)理。金屬發(fā)生的電化學(xué)腐蝕，主要就是因?yàn)榻饘俚谋砻鎸优c離子導(dǎo)電介質(zhì)所發(fā)生的電化學(xué)作用，從而遭到了破壞。任何按照電化學(xué)機(jī)理所產(chǎn)生的腐蝕，都會(huì)包含至少一個(gè)的陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，同時(shí)還會(huì)通過(guò)金屬內(nèi)部的電子流，以及在介質(zhì)中的離子流進(jìn)行聯(lián)系。

陽(yáng)極所發(fā)生的是氧化過(guò)程，主要就是金屬離子從金屬中轉(zhuǎn)移出來(lái)，轉(zhuǎn)移至介質(zhì)中，同時(shí)放出電子流，然后與介質(zhì)中所存在的離子流進(jìn)行聯(lián)系，結(jié)合到一起。

而陰極反應(yīng)則相對(duì)的是介質(zhì)中的氧化劑組成成分，通過(guò)吸收來(lái)自于陽(yáng)極的電子進(jìn)行還原的過(guò)程。電化學(xué)腐蝕因?yàn)殡娏鞑粫?huì)對(duì)外進(jìn)行做工，都會(huì)在腐蝕電池的內(nèi)陰極發(fā)生自耗反應(yīng)，這樣的反應(yīng)，無(wú)疑就會(huì)加快金屬被腐蝕的速度。

2. 工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理 。在工業(yè)污染較為嚴(yán)重的地區(qū)中，空氣中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氫氧化物以及鹽等揮發(fā)物，還包括一些工業(yè)粉塵，這些都是一些腐蝕性的介質(zhì)。在以上介質(zhì)物中，在潮濕的條件情況下，酸性氣體就會(huì)與水結(jié)合生成無(wú)機(jī)酸，而這些酸就具有極強(qiáng)的腐蝕作用。例如一些鐵制的合金，在這樣的介質(zhì)中，就會(huì)發(fā)生一連串的化學(xué)反映，致使鋼材被嚴(yán)重的破壞。

在工業(yè)大氣的環(huán)境下，機(jī)械腐蝕是由電化學(xué)腐蝕和直接化學(xué)腐蝕綜合作用的。從電化學(xué)腐蝕以及化學(xué)腐蝕的本質(zhì)來(lái)看，都是因?yàn)榻饘僭釉谑ル娮右院笞兂呻x子的一個(gè)氧化過(guò)程。其主要的區(qū)別就是發(fā)生的環(huán)境背景不同而已，化學(xué)腐蝕是金屬與周?chē)橘|(zhì)在高溫、干燥的環(huán)境中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，而電化學(xué)腐蝕則是發(fā)生在潮濕的環(huán)境下，發(fā)生的氧化過(guò)程。

四．機(jī)械設(shè)備的防腐蝕設(shè)計(jì)

金屬材料極容易遭到腐蝕破壞，所以在機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)過(guò)程中，應(yīng)該要對(duì)機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)選用、安裝使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合的考慮，并且要選擇合適的配套附件，對(duì)設(shè)備的附件功能以及防腐蝕設(shè)計(jì)，具有相同的重要作用。

1. 材料的選擇。被用在制造業(yè)中的機(jī)械設(shè)備材料，大多都是碳素鋼。這種鋼價(jià)格較低，同時(shí)采購(gòu)較為方便，而且便于對(duì)其進(jìn)行加工。這樣的鋼在普通的工作環(huán)境中使用，不會(huì)發(fā)生較大的腐蝕，對(duì)機(jī)械設(shè)備的使用，也不會(huì)造成較大的危害。但是如果是在企業(yè)中使用，其工作環(huán)境就可能會(huì)對(duì)其造成較為嚴(yán)重侵蝕。

例如常用的 Q235 鋼，在濃度較高的腐蝕性介質(zhì)中，其腐蝕速度十分的高，即使對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐涂漆，但是很容易造成漆膜出現(xiàn)局部脫落或是劃傷，也可能會(huì)致使其腐蝕面積不斷擴(kuò)展，大大降低了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。因此，企業(yè)通常都不會(huì)選擇使用這樣的材料，而選擇一些具有耐腐蝕性能的普通低合金鋼，作為機(jī)械設(shè)備的制造基材。低合金鋼的價(jià)格雖然稍高，但是其所能夠取得的總體經(jīng)濟(jì)效益，要比碳鋼好很多。

2. 結(jié)構(gòu)與工藝。如果機(jī)械構(gòu)件的集合形狀設(shè)計(jì)，過(guò)于復(fù)雜或是不合理，就可能會(huì)引起熱應(yīng)力、積塵、機(jī)械應(yīng)力以及積液等缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致接卸的局部發(fā)生腐蝕情況，因此應(yīng)該從防腐蝕的角度對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合性的考慮，通常情況下，要符合以下要求：

（1）. 機(jī)械構(gòu)件的形狀易簡(jiǎn)單；

（2）. 防止機(jī)械構(gòu)件表面有傷痕或是遭到損壞；

（3）. 機(jī)械構(gòu)件應(yīng)該盡量選擇使用同一種金屬材料；

（4）. 盡量減少機(jī)械構(gòu)件中存在的縫隙；

（5）. 選擇較為優(yōu)質(zhì)的防銹漆以及結(jié)構(gòu)形式，以便于保證腐蝕介質(zhì)與機(jī)械構(gòu)件能夠完全隔離，尤其是要注意對(duì)焊縫進(jìn)行涂漆，較為合理的涂漆結(jié)構(gòu)，能夠保證構(gòu)件的任何一面或部位，都能夠進(jìn)行涂漆；

（6）. 防止殘余水分在機(jī)械設(shè)備上有滯留情況，在設(shè)計(jì)的時(shí)候要盡量避免具有向上的容器狀凹處，如果不能夠盡量避免，應(yīng)該要設(shè)置排水孔；

（7）. 在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行焊接時(shí)，要盡量防止出現(xiàn)應(yīng)力集中或者是內(nèi)應(yīng)力的現(xiàn)象，要盡量采取連續(xù)的焊接工藝，間斷的焊接就容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；

（8）. 要盡量避免出現(xiàn)焊接缺陷，例如咬邊、焊瘤、未焊透等現(xiàn)象，這些都可能會(huì)導(dǎo)致其形成新的腐蝕點(diǎn)。例如咬邊就可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)力集中，其凹陷邊也可能會(huì)形成夾縫，而焊瘤不僅僅會(huì)造成應(yīng)力集中，還會(huì)致使焊瘤與母材之間形成一定的夾縫。以上這兩種焊接缺陷，都會(huì)造成較為嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象；

（9）. 為了能夠進(jìn)一步防止發(fā)生縫隙腐蝕現(xiàn)象，對(duì)于構(gòu)件的連接處的夾縫，要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。對(duì)于常見(jiàn)的構(gòu)件連接形式，主要包括對(duì)接以及搭接兩種，這樣的連接中應(yīng)該采用焊接的連接，同時(shí)還應(yīng)該采取雙面連續(xù)的填角焊接，同時(shí)對(duì)于對(duì)接的接頭，還應(yīng)該采用雙面連續(xù)的對(duì)接焊接，進(jìn)而避免出現(xiàn)縫隙腐蝕的情況發(fā)生。

五．設(shè)備的防腐蝕方法

對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行防腐蝕的方法有很多，主要就是為了能夠改善金屬本身的特質(zhì)，將腐蝕介質(zhì)能夠與被保護(hù)的金屬進(jìn)行隔開(kāi)，或者是對(duì)金屬表面進(jìn)行合理的處理，以改善電化學(xué)保護(hù)以及腐蝕環(huán)境等等。電化學(xué)保護(hù)法，主要就是依據(jù)電化學(xué)的相關(guān)原理，進(jìn)而在金屬設(shè)備上采用一定的措施，進(jìn)而使之能夠成為腐蝕電池中的陰極，從而減輕甚至是防止金屬腐蝕的方法，主要包括外加電流法以及犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。

外加電流法，主要是指將保護(hù)金屬與另一個(gè)附加電極作為電池的兩極，同時(shí)將被保護(hù)的金屬作為電池的印記，然后在外加直流電的作用之下，對(duì)陰極進(jìn)行保護(hù)；

而犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，是采用電極電勢(shì)將被保護(hù)的金屬或是合金，作為電池的陽(yáng)極，將其固定在被保護(hù)的金屬表面上，從而形成了腐蝕電池，而被保護(hù)金屬作為陰極，從而得到保護(hù)。

根據(jù)電化學(xué)的相關(guān)腐蝕原理，采取犧牲陽(yáng)極保護(hù)法對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保護(hù)是一種較為科學(xué)、合理且有效的方法。而目前，各個(gè)國(guó)家也廣泛的采用此方法，將其應(yīng)用在各種較容易發(fā)生腐蝕的機(jī)械設(shè)備上，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，并取得了較好的效果。

合理選材，優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)備的腐蝕與設(shè)備的材料息息相關(guān)，在材料的選擇過(guò)程中，要圍繞腐蝕發(fā)生的情況，注重選材的合理，要充分的考慮到介質(zhì)的性質(zhì)、環(huán)境的溫度以及運(yùn)行的壓力等等，根據(jù)原料的要求設(shè)計(jì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該圍繞設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行中的生產(chǎn)要求和應(yīng)力的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中需要注重一下幾個(gè)方面：首先是產(chǎn)品的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求應(yīng)該要與生產(chǎn)產(chǎn)品的耐腐蝕要求相一致；其次是要注意機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和流暢性，防止具有腐蝕性能的介質(zhì)的停頓、熱負(fù)荷分配方面的不夠均勻以及蒸汽的凝結(jié)和腐蝕產(chǎn)物的累積；最后是要注意對(duì)于外力的保護(hù)，防止因交變應(yīng)力而引起的疲勞腐蝕。

電化學(xué)保護(hù)。電化學(xué)保護(hù)技術(shù)作為一種有效的、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的防腐蝕手段，在企業(yè)防腐蝕領(lǐng)域中已引起廣泛的重視和應(yīng)用。它是指利用外部電流使金屬（包括合金）腐蝕電位發(fā)生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術(shù)，可分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)。

在金屬表面上通入足夠的陰極電流，使金屬電位變負(fù)，并使金屬溶解速度減小被稱(chēng)為陰極保護(hù)。被保護(hù)的設(shè)備在結(jié)構(gòu)上有一定的要求，通常情況下是不宜太復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備在靠近輔助陽(yáng)極部位電流密度大，遠(yuǎn)離輔助陽(yáng)極部位電流密度小，得不到足夠的保護(hù)電流。甚至不起保護(hù)作用，會(huì)產(chǎn)生所謂的“遮蔽現(xiàn)象”。陰極保護(hù)不僅要求設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，還要求設(shè)備所處環(huán)境的介質(zhì)腐蝕性并不是很強(qiáng)，這種保護(hù)方法主要用于防止土壤、海水等中性介質(zhì)中的金屬腐蝕。

陽(yáng)極保護(hù)是將外加直流電源的正極與被保護(hù)的金屬構(gòu)件相連，在電解質(zhì)溶液中使金屬構(gòu)件陽(yáng)極極化至一定電位，使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài)，從而陽(yáng)極溶解受到抑制，腐蝕速度顯著降低，使設(shè)備得到保護(hù)。對(duì)于沒(méi)有飩化特征的金屬，不能采用陽(yáng)極保護(hù)。主要應(yīng)用在硫酸生產(chǎn)中的結(jié)構(gòu)物（如碳鋼儲(chǔ)槽、各種換熱器、三氧化硫發(fā)生器等）和氨水及銨鹽溶液中的結(jié)構(gòu)物（如碳化塔、氨水儲(chǔ)槽等）。

在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中先考慮采用陽(yáng)極保護(hù)；在既可采用陽(yáng)極保護(hù)，也可采用陰極保護(hù)，并且二者保護(hù)效果相差不多的情況下，則應(yīng)優(yōu)先考慮采用陰極保護(hù)；如果氫脆不能忽略，則要采用陽(yáng)極保護(hù)。

緩蝕劑。緩蝕劑是一種向緩蝕體系中添加適當(dāng)濃度，就能顯著降低金屬的腐蝕速度而對(duì)腐蝕劑濃度影響很小的化學(xué)物質(zhì)。緩蝕劑的用量很少，雖然它不能改變金屬在介質(zhì)中的腐蝕傾向，但它能在金屬表面形成保護(hù)膜，從而減緩金屬的腐蝕速度，從而抑制金屬的腐蝕。與其他防腐蝕方法相比緩蝕劑具有使用方便、經(jīng)濟(jì)、有效的特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于石油普通、機(jī)械制造、交通等工業(yè)部門(mén)，并在某些工業(yè)生產(chǎn)中成為不可取代的重要防護(hù)措施，列入到生產(chǎn)工藝或操作規(guī)程中。

六．結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化的進(jìn)程也逐漸的加快，工業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)日益重要。機(jī)械設(shè)備是工業(yè)發(fā)展中一個(gè)不可缺少的部分，其正常運(yùn)行直接會(huì)關(guān)系到工程項(xiàng)目的正常生產(chǎn)和運(yùn)作。腐蝕，是機(jī)械設(shè)備發(fā)生的常見(jiàn)問(wèn)題，這主要是由于機(jī)械設(shè)備在日常的環(huán)境中由于空氣以及水分等因素而發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損耗或者是破壞的狀況。機(jī)械設(shè)備在被腐蝕之后會(huì)在其色澤、外形以及基本的性能方面發(fā)生變化，從而影響設(shè)備的正常使用和生產(chǎn)，也會(huì)給相關(guān)的企業(yè)帶來(lái)一定的損失。所以，對(duì)于設(shè)備的腐蝕以及防腐措施的研究意義重大。腐蝕介質(zhì)廣泛地存在于企業(yè)的日常生產(chǎn)工作環(huán)境中，在這樣的環(huán)境中，機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度通常會(huì)更加嚴(yán)重也更快，所造成的損失也較大。因此要加強(qiáng)行業(yè)機(jī)械設(shè)備的防腐蝕能力，對(duì)提高機(jī)械設(shè)備的使用年限，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本等，都具有較大的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉春榮LIU Chun-rong淺談普通機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施[期刊論文] 《裝備制造技術(shù)》 -2011年10期

[2] 韓晗 王鑫 董亮 淺議普通機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施 [期刊論文] 《中國(guó)普通貿(mào)易》 -2013年5期

[3] 張海波論述普通設(shè)計(jì)中的防腐問(wèn)題 [期刊論文] 《世界華商經(jīng)濟(jì)年鑒•城鄉(xiāng)建設(shè)》 -2012年9期

[4] 白平南普通機(jī)械設(shè)備的防腐措施 [期刊論文] 《考試周刊》 -2012年21期

篇6

1.引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展及全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)于陸地資源的開(kāi)發(fā)力度越來(lái)越大。人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展面臨著資源危機(jī)的困擾。海洋面積約占全球面積的70%，其中蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源。按照海洋礦產(chǎn)資源形成的海洋環(huán)境和分布特征，從濱海淺海至深海大洋分布有：濱海砂礦、石油與天然氣、磷鈣土、多金屬軟泥、多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼、熱液硫化物以及未來(lái)的替代新能源--天然氣水合物[1]。海洋中除了豐富的礦產(chǎn)資源外還擁有豐富的生物資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)約有20多萬(wàn)種生物生存在海洋中。可以說(shuō)海洋資源開(kāi)發(fā)利用的程度和人類(lèi)對(duì)于海洋資源的認(rèn)識(shí)與開(kāi)發(fā)的能力對(duì)于人類(lèi)社會(huì)的未來(lái)的發(fā)展是至關(guān)重要的。

人們對(duì)于海洋開(kāi)發(fā)與利用的，離不開(kāi)開(kāi)發(fā)海洋所需要利用的材料。我們將從海洋中提取出來(lái)的及專(zhuān)門(mén)用于海洋開(kāi)發(fā)的各類(lèi)特殊材料稱(chēng)之為海洋材料[2]。在海洋資源開(kāi)發(fā)與利用過(guò)程中，材料應(yīng)用的最主要破壞形式就是腐蝕，其中因海洋微生物影起的腐蝕約占海洋材料的70%到80%，每年因此種腐蝕而影起的損失高達(dá)上千億美元[3]。

所謂海洋微生物的腐蝕是指由各種各種微生物的生命活動(dòng)而造成海洋環(huán)境中使用的各種材料的腐蝕過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為微生物腐蝕（ Microbiologically influenced corrosion， MIC） 。附著于材料表面的微生物膜是誘發(fā)材料表面生物性腐蝕的重要因素， 微生物的附著是高度自發(fā)過(guò)程， 它幾乎可以導(dǎo)致所有材料的腐蝕[4]。從微生物腐蝕的機(jī)理上去徹底研究材料表面與微生物的相互作用對(duì)于提高材料的抗微生物腐蝕的是極其重要的。

2 微生物腐蝕

2.1 微生物腐蝕研究的發(fā)展歷史

1891年，蓋瑞特首次報(bào)告了微生物腐蝕的例子[5]。近20年后， 蓋恩斯首先發(fā)現(xiàn)了微生物腐蝕，他在地下埋設(shè)的鋼管腐蝕產(chǎn)物中提取出了鐵嘉氏桿菌， 并發(fā)現(xiàn)有大量的硫的存在， 這表明有腐蝕過(guò)程是有硫酸鹽還原菌的參與。荷蘭學(xué)者屈爾等在1934年，提出硫酸鹽還原菌參與金屬腐蝕中陰極氫去極化的理論，指出了硫酸鹽還原菌在金屬腐蝕中起到非常重要的作用。1949 年，Butlin 和Vernon給出了這個(gè)領(lǐng)域的一些經(jīng)典的基本概念。后來(lái)，劍橋的Postgate系統(tǒng)地研究了硫酸鹽還原菌的生理、生態(tài)和生化特征及營(yíng)養(yǎng)需求，奠定了微生物腐蝕的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)60年代以來(lái)，歐洲各國(guó)及美國(guó)的許多學(xué)者都對(duì)微生物的腐蝕機(jī)理進(jìn)行了大量的研究。但人們對(duì)于微生物腐蝕的認(rèn)識(shí)還僅僅還處于對(duì)個(gè)別的微生物腐蝕失效事故的描述的階段。到80年代中期， 隨著環(huán)境掃描電鏡、原子力顯微和激光共焦顯微等表面分析技術(shù)的發(fā)展，人們可以測(cè)量到生物膜的厚度和組成成份， 使得精確確定微生物和腐蝕之間的空間關(guān)系成為可能， little等[4]綜述了各種環(huán)境、各行業(yè)存在的微生物腐蝕現(xiàn)象。Mansfeld等[6]介紹了各種電化學(xué)技術(shù)在微生物腐蝕研究中的應(yīng)用。此外還引進(jìn)了微生物技術(shù)進(jìn)行微生物腐蝕的研究。微生物腐蝕的研究也從失效事故的表面現(xiàn)象日益發(fā)展成為一門(mén)多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。

2.2微生物膜

2.2.1微生物膜的形成過(guò)程及其影響因素

研究表明，材料表面浸入海水后，微生物就會(huì)迅速附著在上面，幾個(gè)小時(shí)之后就會(huì)生成一層生物膜。海水中的微生物以各種形式被運(yùn)送到固體材料的表面，如在深海環(huán)境中，由于海水是相對(duì)靜止的，這時(shí)微生物是以沉積作用接觸到固體表面的。此外海洋微生物還會(huì)由于洋流的作用，自身的趨化性及布朗運(yùn)動(dòng)等方式吸附到材料的表面。付玉斌[7～8]研究了玻片、鋼片、防銹漆片、防污漆會(huì)由于微生物的群落的生長(zhǎng)繁殖在材料表面形成一層由活的和片表面細(xì)菌粘膜中異養(yǎng)細(xì)菌的組成、數(shù)量和菌體形態(tài)。結(jié)果表明，附著細(xì)菌均是運(yùn)動(dòng)性很強(qiáng)的帶有鞭毛的細(xì)菌， 其中鞭毛在細(xì)菌附著過(guò)程中起著重要作用，此外還會(huì)由于微生物種類(lèi)的不同以及材料表面的性質(zhì)不同都會(huì)對(duì)微生物吸附成膜過(guò)程產(chǎn)生影響。微生物吸附到材料表面之后，利用金屬表面吸附的一層有機(jī)分子，催化營(yíng)養(yǎng)物的生物降解，以獲微生物自身繁殖所需的各種養(yǎng)分。無(wú)論微生物是以何種方式吸附到材料的表面，最終都會(huì)形成由活的死的細(xì)胞以及細(xì)胞外分泌物（Extracellular polymer substances 簡(jiǎn)稱(chēng)EPS）所構(gòu)成的生物膜。不同類(lèi)型的附著菌種，不同類(lèi)型的附著菌種互相接近，互相協(xié)作，形成混合菌群，最終導(dǎo)致生物膜的逐漸成熟。

2.2.2生物膜的的性質(zhì)

生物膜是一種凝膠相的物質(zhì)，其具有較好的親水性、粘彈性、通透性以及一定的吸附能力。由于細(xì)菌高聚物的存在，如丙酮酸或糖醛酸中的荷電基團(tuán)等的存在，使得生物膜具有離子交換器的性質(zhì).在任何情況下，EPS都具有親水性， 因此生物膜賦于疏水表面以親水性質(zhì)，基體的表面性質(zhì)也就因此發(fā)生了變化。生物膜通常具有以下作用和特點(diǎn)：凝膠相的EPS使得微生物在其中生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程中，空間上是靠近于生長(zhǎng)表面，各種菌具有固定的微同生現(xiàn)象存在，并且細(xì)菌的整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程的空間位置的變換也是比較固定的。這樣就使得了覆蓋于材料表面的生物膜在垂直和水平方向的基質(zhì)濃度、pH值、氧濃度、代謝產(chǎn)物的濃度、溶解鹽濃度、有機(jī)物的濃度及無(wú)機(jī)物的濃度在空間上的不均分布。各處金屬/生物膜的界面電化學(xué)參數(shù)由此發(fā)生了變化，最終導(dǎo)致金屬腐蝕速率的加快或減慢和形態(tài)的各種變化。

2.3微生物腐蝕機(jī)理

不同種類(lèi)的微生物在生物膜內(nèi)的代謝類(lèi)型多種多樣， 微生物腐蝕的機(jī)理也多種多樣， 但歸結(jié)起來(lái)， 微生物腐蝕有以下幾種類(lèi)型： （1）形成氧濃差電池；（2）微生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種酸（有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸）引起的腐蝕；（3） 局部厭氧環(huán)境的形成使得硫酸鹽還原菌活性增強(qiáng)，腐蝕增強(qiáng)；（4）微生物活動(dòng)引起的生物礦化作用[9]。相應(yīng)地腐蝕機(jī)理如下：

2.3.1氧濃差電池的形成

生物膜內(nèi)的細(xì)菌群落由于自身的呼吸和發(fā)酵作用，導(dǎo)致生物膜內(nèi)形成氧氣濃度的梯度，除此之外由于微生物膜自身結(jié)構(gòu)的不規(guī)則不均勻性，腐蝕產(chǎn)物的局部堆積、EPS基質(zhì)阻礙了氧向材料表面的擴(kuò)散等因素都會(huì)形成局部的濃度差電池，即氧濃度差電池。菌落區(qū)相對(duì)于周?chē)鸁o(wú)菌群環(huán)境， 構(gòu)成原電池的陽(yáng)極區(qū)，金屬發(fā)生溶解； 周?chē)鸁o(wú)菌富氧區(qū)構(gòu)成原電池的陰極區(qū)，發(fā)生還原反應(yīng)， 從而導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生。

另外一種情況是海藻和光合作用細(xì)菌利用光產(chǎn)生氧氣，積聚于生物膜內(nèi)。氧氣濃度加大，加速了陰極過(guò)程， 也就加快了腐蝕速度。海藻象其它細(xì)菌一樣， 無(wú)論光線(xiàn)強(qiáng)弱， 即使在黑暗中也呼吸， 將O2轉(zhuǎn)化成CO2。局部的呼吸作用/ 光合作用可形成氧濃差電池， 導(dǎo)致局部陰、陽(yáng)極區(qū)的產(chǎn)生[10]

L. Hostis 等采用旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)分析了金電極上天然海水生物膜內(nèi)氧擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)[11]，氧濃差存在滿(mǎn)足了局部腐蝕。氧濃差存在滿(mǎn)足了局部腐蝕的初始條件腐蝕產(chǎn)物及代謝物沉積使局部腐蝕得以發(fā)展。

2.3.2 酸的產(chǎn)生

微生物腐蝕酸的產(chǎn)生多指有氧區(qū)好氧菌代謝產(chǎn)物無(wú)機(jī)酸（硫酸和硝酸）和各種有機(jī)酸的產(chǎn)生，其中硫氧化菌和硝化細(xì)菌是常見(jiàn)的好氧型產(chǎn)酸菌， 在新陳代謝過(guò)程中消耗介質(zhì)中的氧形成硫酸和硝酸。同時(shí)，由于這些反應(yīng)都是好氧反應(yīng)，因此材料表面也會(huì)形成類(lèi)似鐵細(xì)菌的氧濃差電池腐蝕， 加速材料腐蝕進(jìn)程。細(xì)菌代謝養(yǎng)份時(shí)，有機(jī)物會(huì)除去代謝過(guò)程產(chǎn)生的電子，在好氧菌中， 電子的最終接收者通常是氧， 有機(jī)物發(fā)酵時(shí)大多數(shù)異養(yǎng)細(xì)菌代謝分泌有機(jī)酸.酸的種類(lèi)和數(shù)量依賴(lài)于微生物的類(lèi)型和有效基層分子數(shù)。有機(jī)酸能可以使腐蝕發(fā)生趨勢(shì)轉(zhuǎn)變。如果酸性代謝物被困在微生物腐蝕的反應(yīng)界面時(shí)，對(duì)腐蝕影響將更加明顯。

2.3.3硫化物的產(chǎn)生

硫酸鹽還原菌（ Sulfate-Reducing Bacteria，SRB） 是一種 廣泛存在于土壤、海水、河水、地下管道以及油氣井等缺氧環(huán)境中的厭氧菌。它能利用金屬表面的有機(jī)物作為碳源， 并利用細(xì)菌生物膜內(nèi)的氫， 將硫酸鹽還原成硫化氫， 從還原反應(yīng)中獲得生存的能量。[12]局部無(wú)氧區(qū)厭氧菌代謝會(huì)生成破壞性極強(qiáng)的硫、硫化物、硫代硫酸鹽等物質(zhì)。關(guān)于SRB菌腐蝕研究報(bào)道很多，其腐蝕機(jī)制早在20世紀(jì)30年代Von Wolzogen Kuhr和Vander Vlugt就提出了氫化酶陰極去極化理論。SRB菌所引起的腐蝕是一系列電化學(xué)過(guò)程， 當(dāng)形成的硫化物覆蓋在鋼鐵表面時(shí)，容易產(chǎn)生小孔腐蝕，并加速金屬的局部腐蝕。鄭強(qiáng)、李進(jìn)[13]曾報(bào)道過(guò)硫酸鹽還原菌生物膜下銅合金的腐蝕行為， 發(fā)現(xiàn)SRB的存在使電極自腐蝕電位發(fā)生劇烈負(fù)移， 腐蝕電流密度顯著增大， 銅合金發(fā)生了嚴(yán)重點(diǎn)蝕。

2.3.4 生物礦化作用

微生物在金屬表面沉積無(wú)機(jī)物，或者選擇性的去除金屬基體中的合金元素的過(guò)程我們稱(chēng)之為生物礦化作用。微生物作用沉積的礦物質(zhì)在熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)上都與溶解的物質(zhì)保持平衡。金屬與沉積物間有相互的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，這種平衡影響了金屬的電位。金屬電位的改變可以導(dǎo)致惰性金屬腐蝕電位的升高，甚至接近點(diǎn)蝕電位，從而增強(qiáng)了金屬對(duì)點(diǎn)蝕的敏感性。無(wú)機(jī)沉積物不僅影響電化學(xué)腐蝕的熱力過(guò)程，同時(shí)還改變腐蝕過(guò)程和微生物氧化還原反應(yīng)間的電子轉(zhuǎn)移。生物礦化作用對(duì)于微生物的腐蝕影響已經(jīng)成為最近幾年人們研究的熱點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，世界各國(guó)都在積極努力推進(jìn)自身海洋事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)政府更是制定出了我國(guó)海洋戰(zhàn)略發(fā)展的規(guī)劃。我國(guó)在2010年8月26日成功對(duì)"蛟龍?zhí)?載人潛水器實(shí)現(xiàn)了3000米以下實(shí)驗(yàn)。中國(guó)成為第五個(gè)掌握3500米以上大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)家。這無(wú)疑是中國(guó)科技成果的驕傲，也是我國(guó)廣大科技工作者的驕傲。但是，面向海洋的進(jìn)一步發(fā)展，我們所面臨的挑戰(zhàn)也是巨大的，這就要求我們廣大的科技工作者為此付出更為艱辛的工作。海洋耐微生物腐蝕材料的研發(fā)對(duì)于進(jìn)軍海洋事業(yè)的發(fā)展是十分重要的，只有好的經(jīng)久耐用的材料才能經(jīng)得起我們?cè)陂_(kāi)發(fā)海洋過(guò)程中所以面臨的各種復(fù)雜的海洋環(huán)境的挑戰(zhàn)，才能讓我們?cè)陂_(kāi)發(fā)海洋的過(guò)程中更好的保護(hù)我們的美麗的海洋環(huán)境，才能真正造福于我們?nèi)祟?lèi)自身事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高亞峰 海洋礦產(chǎn)資源及其分布 海洋環(huán)境保護(hù) 2005

[2] 尹衍升. 海洋材料的微生物附著腐蝕[M]. 北京：科學(xué)出版社，2012.

[3] 劉濤. 金屬基體超疏水表面的制備及其海洋防污染功能的研究[博士學(xué)位論文]. 青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2009.

[4]Little B，Wagner P， Mansfeld F.An overview of Microbiologically influenced corrosion[J].Electrochemical Acta，1992

[5] Garret J H. The Action of Water on Lead. London： H. K.Lewis.，Ltd 1891.

[6]Mansfeld F，Little B. Electrochemical techniques applied to microbiologically induced corrosion. Corrosion Science，1991.

[7]李會(huì)榮，付玉斌，李筠，在不同基質(zhì)表面微生物粘膜中海洋細(xì)菌的數(shù)量變化 [J].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)， 1999

[8]李會(huì)榮，付玉斌， 李筠， 等. 海洋細(xì)菌在不同基質(zhì)表面微生物粘膜中的組成[J].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2001

[9]涂小華，王修杰. 石油工業(yè)中管道的腐蝕與防腐[J]. 江西化工，2006

[10]Little B， Wagner P， Mansfeld F.Microbiologically influenced corrosion of metals and alloys[ J] . Intern. Mater. Revi. ， 1991

篇7

前言

隨著無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，由頻譜傳感器、監(jiān)測(cè)測(cè)向設(shè)備和天線(xiàn)組成的戶(hù)外部署設(shè)備在沿海地區(qū)、艦船、島礁等環(huán)境的使用日益廣泛。這些長(zhǎng)期曝露在海洋大氣環(huán)境下的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)設(shè)備，其工作壽命和可靠性與其抵抗鹽霧侵蝕的能力密切相關(guān)。提高設(shè)備的抗蝕性能既是系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，也是無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期工作于海洋大氣環(huán)境時(shí)必須面對(duì)的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)這一難題，成都華日通訊技術(shù)有限公司組織相關(guān)科研人員進(jìn)行了專(zhuān)題科研攻關(guān)。經(jīng)過(guò)研究腐蝕形成的機(jī)理，采取相應(yīng)的防腐蝕對(duì)策，在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，最終取得了較好的效果。按照IEC61969-3防護(hù)要求，工作于戶(hù)外的頻譜傳感器機(jī)箱通常采用IP55以上防護(hù)等級(jí)的全密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了滿(mǎn)足密封狀態(tài)下內(nèi)部電路的傳導(dǎo)散熱要求，箱體金屬構(gòu)件大多采用傳熱性能優(yōu)越的鋁合金材質(zhì)生產(chǎn)。同時(shí)，鋁合金還以其優(yōu)良的電性能和較高的比強(qiáng)度，在各類(lèi)天線(xiàn)構(gòu)件中獲得廣泛應(yīng)用?？梢哉f(shuō)，監(jiān)測(cè)設(shè)備的核心金屬構(gòu)件幾乎全部采用鋁合金材質(zhì)生產(chǎn)。根據(jù)金屬材料腐蝕理論，氯離子對(duì)鋁合金材料具有強(qiáng)烈的腐蝕性[1]。在海洋大氣環(huán)境下，曝露于高鹽霧介質(zhì)中的鋁制構(gòu)件在氯離子作用下將產(chǎn)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備可靠性遭到破壞。監(jiān)測(cè)測(cè)向設(shè)備的損壞形態(tài)不僅取決于海洋大氣腐蝕特征，也與其具體結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)。需要針對(duì)不同的腐蝕成因，采取科學(xué)、合理的措施，才有可能阻止或減緩腐蝕進(jìn)程的發(fā)生，有效提高設(shè)備的抗腐蝕性能。

1海洋大氣的腐蝕特征

海洋腐蝕環(huán)境可以分為海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)、海底泥土區(qū)。處濺區(qū)的構(gòu)件由于表面供氧充足、干濕交替，因而是最嚴(yán)峻的海洋腐蝕環(huán)境[2]。從防腐蝕和維修便利性考慮，海洋環(huán)境下監(jiān)測(cè)測(cè)向設(shè)備的選址應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離飛濺區(qū)，布置于海洋大氣區(qū)。海洋大氣區(qū)是海水蒸發(fā)形成的含有大量鹽分的大氣環(huán)境，具有高鹽霧、高濕度的特點(diǎn)。對(duì)鋁合金的腐蝕特征主要體現(xiàn)在兩方面：其一是大氣中的溶解鹽直接作用于鋁合金和無(wú)機(jī)材料產(chǎn)生腐蝕；其二是結(jié)晶鹽粒吸濕后在鋁合金表面形成液膜，為腐蝕發(fā)生所需的電化學(xué)反應(yīng)提供活性電解質(zhì)，加速金屬構(gòu)件的腐蝕進(jìn)程。海洋大氣對(duì)設(shè)備的腐蝕性取決于設(shè)備所處位置、降雨量的多少、溫度的高低。數(shù)據(jù)顯示：海洋大氣中氯離子含量隨著離開(kāi)海岸線(xiàn)的距離呈指數(shù)級(jí)降低[3]。因此海岸線(xiàn)附近的腐蝕遠(yuǎn)高于海洋其他區(qū)域。海洋大氣陸上腐蝕范圍一般在距海岸20km左右，距海岸越近、降雨量越小、溫度越高腐蝕就越強(qiáng)，24m處比240m處腐蝕大12倍。對(duì)處于海岸、艦船或島嶼上的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)測(cè)向設(shè)備而言，海洋大氣的腐蝕、老化作用是其必須面對(duì)并長(zhǎng)期承受的環(huán)境因素。

2設(shè)備的腐蝕形態(tài)

鋁與氧有極強(qiáng)的親和力，在普通大氣環(huán)境下其表面會(huì)自然形成厚度為0.5~4微米的氧化膜，使鋁處于鈍化狀態(tài)，阻止其與周?chē)h(huán)境繼續(xù)接觸，保護(hù)基體不被腐蝕損壞。但在海洋大氣環(huán)境下，由于氯離子的作用，鈍化膜的防護(hù)作用極易被破壞。如沒(méi)有有效的防護(hù)措施，曝露在腐蝕介質(zhì)中的監(jiān)測(cè)設(shè)備將出現(xiàn)以下幾種腐蝕形態(tài)：

2.1合金成分引起的腐蝕

海洋性氣候的腐蝕介質(zhì)中主要是高濃度的氯離子和促進(jìn)陰極反應(yīng)的溶解氧。由于氯離子的半徑很小，極易透過(guò)膜的孔隙缺陷到達(dá)合金基體。當(dāng)合金中含有加速陰極反應(yīng)的其他金屬成分時(shí)，電解液中的活性陰離子便與這些金屬陽(yáng)離子結(jié)合，生成可溶性氯化物，形成俗稱(chēng)“白斑”的小孔腐蝕。腐蝕的嚴(yán)重程度不僅與介質(zhì)有關(guān)，更與鋁合金的成分有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明[4]：高純鋁具有很強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕性，而含銅鋁合金則對(duì)小孔腐蝕最為敏感。安裝在海洋環(huán)境中的鋁合金天線(xiàn)構(gòu)件，僅幾年時(shí)間就發(fā)生腐蝕，嚴(yán)重部位的表面幾乎完全呈白色粉末狀態(tài)（見(jiàn)圖1），對(duì)天線(xiàn)結(jié)構(gòu)與性能造成較大破壞。究其原因，不僅與腐蝕環(huán)境有關(guān)，應(yīng)該還與材質(zhì)中含有能夠加速腐蝕進(jìn)程的銅元素有關(guān)。因此，對(duì)應(yīng)用于海洋環(huán)境的機(jī)箱、天線(xiàn)等鋁合金構(gòu)件應(yīng)充分重視材料自身的抗腐蝕特性。設(shè)計(jì)時(shí)不僅應(yīng)避免使用鋁-銅系合金，還應(yīng)對(duì)各類(lèi)防銹鋁的實(shí)際含銅量給予高度關(guān)注。

2.2異相金屬接觸引起的腐蝕

由于鋁的自然電位較負(fù)，與異相金屬接觸時(shí)總是處于陽(yáng)極，異相金屬則成為鋁合金電解的陰極體，在電解質(zhì)的作用下發(fā)生電化學(xué)腐蝕，也稱(chēng)電偶腐蝕或雙金屬腐蝕。幾乎所有常用金屬，只要和鋁合金之間存在濕潤(rùn)導(dǎo)電接觸都會(huì)導(dǎo)致鋁的電化學(xué)腐蝕。在各種金屬對(duì)鋁材的電偶腐蝕影響中，尤以銅引起的腐蝕最為嚴(yán)重[4]。電偶腐蝕引起的損壞程度取決于兩種金屬的電位差、陰陽(yáng)極的接觸面積比。實(shí)驗(yàn)證明[5]：電位差越大，陰陽(yáng)極面積比就越大、腐蝕越嚴(yán)重。安裝在沿海地區(qū)的天線(xiàn)，其連接處的腐蝕往往比其他位置嚴(yán)重。圖1中有插座連接的地方以及使用螺栓連接的螺孔都顯現(xiàn)出更嚴(yán)重的腐蝕痕跡（螺孔內(nèi)部已完全呈白色）。造成這種現(xiàn)象的原因，不僅有腐蝕介質(zhì)在合金表面的點(diǎn)蝕結(jié)果，更主要的是連接處存在促使鋁合金電解的其他金屬，兩種金屬在鹽霧介質(zhì)作用下發(fā)生了電偶腐蝕。監(jiān)測(cè)設(shè)備上安裝的各種插座、裝配用到的緊固件其材質(zhì)大都為鋼或銅，當(dāng)它們與鋁合金之間有電解液膜時(shí)則會(huì)發(fā)生電偶腐蝕，對(duì)設(shè)備造成破壞。因此，在天線(xiàn)與機(jī)箱的設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少或避免采用腐蝕電位懸殊的異種金屬材料，裝配中還必需對(duì)產(chǎn)生電偶腐蝕的條件加以控制，無(wú)法控制時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的隔離措施，以便有效避免或減緩電偶腐蝕的發(fā)生。

2.3結(jié)構(gòu)縫隙引起的腐蝕

振子與振子座連接處、箱體與蓋板間、插座與面板間、墊圈與螺釘連接處、搭接焊處、鉚接處均有縫隙存在，在腐蝕介質(zhì)的作用下，縫隙金屬面將發(fā)生腐蝕。腐蝕作用初期，縫隙內(nèi)外腐蝕介質(zhì)中的氧濃度差異不大。隨著腐蝕的進(jìn)行，縫隙內(nèi)的氧很快被消耗?？p隙內(nèi)外腐蝕介質(zhì)因溶解氧濃度不同形成氧濃差電池（也稱(chēng)差異充氣電池），促使縫隙內(nèi)金屬不斷發(fā)生腐蝕。縫隙腐蝕現(xiàn)象與金屬成分關(guān)系不大，但對(duì)縫隙寬度較為敏感。最易發(fā)生腐蝕的縫寬為0.025～0.100mm，這種寬度下鹽霧液膜既能侵入又不會(huì)流失，非常有利于腐蝕進(jìn)程的持續(xù)發(fā)生，是設(shè)計(jì)中必須注意解決的問(wèn)題?？p隙腐蝕的另一特點(diǎn)是其臨界腐蝕電位較低，因此它比點(diǎn)蝕更容易發(fā)生。加之腐蝕發(fā)生在縫隙內(nèi)，縫隙外部腐蝕跡象并不明顯，通常不易被發(fā)現(xiàn)，因而對(duì)設(shè)備具有更大的破壞性。

2.4涂層缺陷引起的腐蝕

當(dāng)有機(jī)涂層與金屬膜層之間因針孔或膜層損壞滲入電解液后，涂層下金屬在氧濃差電池效應(yīng)下被逐步侵蝕，由于其膜下腐蝕路徑呈蠕蟲(chóng)狀，也稱(chēng)絲狀腐蝕。這種腐蝕的活性頭部區(qū)域?yàn)殛?yáng)極，尾部是陰極。由于腐蝕電池兩級(jí)之間是依靠氧濃差維持，因此其活性頭部總是向缺氧方向發(fā)展。當(dāng)接近另一條絲狀腐蝕線(xiàn)時(shí)，活性頭部會(huì)避開(kāi)涂層已破壞的高氧區(qū)而轉(zhuǎn)向涂層尚未破壞的低氧區(qū)，使絲狀腐蝕具有不交叉的典型特征。需要注意的是，絲狀腐蝕是一種膜下腐蝕，且只發(fā)生在有機(jī)涂層與金屬之間，一般不發(fā)生在的氧化膜上面，因而在腐蝕前期往往不易發(fā)覺(jué)，具有很大的隱蔽破壞性。圖2是遭受絲狀腐蝕后的對(duì)數(shù)天線(xiàn)，可以看出很多振子都已出現(xiàn)絲狀腐蝕。左側(cè)上下兩振子的表層金屬已出現(xiàn)嚴(yán)重的蓬松剝離狀態(tài)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與電性能均已遭受破壞。為了減少絲狀腐蝕的產(chǎn)生，鋁合金構(gòu)件的涂覆工藝需要特別注意增強(qiáng)金屬表面和有機(jī)涂層的結(jié)合力。確保涂膜的完整性不被損壞是避免絲狀腐蝕發(fā)生的關(guān)鍵。因此要特別注意在運(yùn)輸、安裝環(huán)節(jié)做好對(duì)涂層的防護(hù)，避免涂膜出現(xiàn)針孔與破損。

2.5加工工藝引起的腐蝕

構(gòu)件加工中涉及焊接和人工時(shí)效，若處理不當(dāng)這些工藝過(guò)程，往往會(huì)導(dǎo)致合金元素或金屬間化合物沿晶界沉淀析出，相對(duì)于晶粒形成陽(yáng)極，在海洋性氣候下構(gòu)成腐蝕電池，引起晶間腐蝕。尤其需要注意的是鋁-銅-鎂系、鋁-鋅-鎂系合金對(duì)晶間腐蝕敏感性較強(qiáng)，在海洋性氣候下應(yīng)避免采用該類(lèi)合金。晶間腐蝕帶來(lái)的另一不利因素是在加工應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下還可誘發(fā)應(yīng)力腐蝕，最終使構(gòu)件產(chǎn)生裂紋、斷裂，喪失使用功能。晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕都與構(gòu)件的加工有關(guān)，即：構(gòu)件加工工藝不僅僅關(guān)乎結(jié)構(gòu)變形帶來(lái)的尺寸精度問(wèn)題，同時(shí)還是發(fā)生腐蝕的內(nèi)在誘因。因此，在接收機(jī)機(jī)箱、天線(xiàn)構(gòu)件的加工中必須制定合理的工藝路線(xiàn)，控制和減少各類(lèi)應(yīng)力產(chǎn)生的外在原因，避免金屬中合金元素沿晶界的沉淀析出，以此破壞原電池產(chǎn)生的條件。

3設(shè)備的防腐蝕措施

由于戶(hù)外監(jiān)測(cè)設(shè)備具有上述腐蝕形態(tài)中的全部工況，加之其在系統(tǒng)可靠性中所處的地位，成為海洋大氣環(huán)境下監(jiān)測(cè)測(cè)向設(shè)備防腐研究的重點(diǎn)。從前述分析不難看出，設(shè)備的防腐蝕是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作。需要在材料選擇、加工工藝、氧化工藝、密封設(shè)計(jì)、涂覆處理、安裝緊固處理等諸多方面采取針對(duì)性措施，才能有效提高其抵抗鹽霧侵蝕的能力。

3.1合金材料的選用

監(jiān)測(cè)設(shè)備材料的選擇除了考慮其常規(guī)力學(xué)性能、物理性能、加工性能外，還必須考慮材料的耐蝕性能。由于監(jiān)測(cè)測(cè)向設(shè)備自身并不作為力學(xué)構(gòu)件使用，因而在海洋性氣候環(huán)境下應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注材料的耐蝕性和加工工藝性。從多種文獻(xiàn)資料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，鋁-銅系合金中的銅離子在與海洋大氣中的氯離子接觸后具有強(qiáng)烈的腐蝕誘發(fā)作用，需要嚴(yán)格避免使用。常用的LY12鋁合金只能適用于內(nèi)陸氣候，在海洋性氣候下并不具有抵抗腐蝕的優(yōu)勢(shì)。即便標(biāo)注為防銹鋁的材料也要注意其生產(chǎn)廠(chǎng)家，避免使用小廠(chǎng)產(chǎn)品（小廠(chǎng)產(chǎn)品含銅量往往得不到保證）。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在充分了解設(shè)備安裝使用環(huán)境的基礎(chǔ)上，合理確定抗蝕面和導(dǎo)電面界限，以便于氧化膜的可靠形成；合理確定開(kāi)孔位置與數(shù)量，盡量減少所需密封通道；選用高質(zhì)量的導(dǎo)電密封材料，并按30%~50％壓縮量確定嵌入槽的公差與尺寸；為了減少和防止縫隙腐蝕的發(fā)生，設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)合面縫隙應(yīng)采取措施，提出合理的形狀、位置公差要求，避免因貼合不嚴(yán)形成敏感縫隙，從源頭消除差異充氣電池產(chǎn)生的條件，對(duì)無(wú)法避免的敏感縫隙，應(yīng)在外部設(shè)計(jì)消縫溝槽，減少電解液的進(jìn)入與滯留；散熱翅片設(shè)計(jì)應(yīng)避免尖角、銳邊，減小熱量集中對(duì)氧化膜的生成影響，盡量不用異種金屬，減少電偶腐蝕產(chǎn)生條件。

3.3加工工藝

全密封接收機(jī)機(jī)箱的生產(chǎn)涉及焊接和大面積散熱翅片加工，容易產(chǎn)生和積累加工應(yīng)力。為了避免晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕，加工中應(yīng)減小吃刀深度、減緩進(jìn)刀速度，在應(yīng)力集聚工序后均應(yīng)進(jìn)行人工時(shí)效處理，消除或減小材料內(nèi)部的微觀(guān)應(yīng)力和加工應(yīng)力。避免和減少晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕的出現(xiàn)。對(duì)具有密封界面構(gòu)件的加工，要嚴(yán)格控制裝夾應(yīng)力，確保其加工平面度符合設(shè)計(jì)要求。

3.4氧化膜處理

常用的鋁合金氧化膜有兩種形式，一種是具有良好導(dǎo)電性的化學(xué)氧化膜（分為酸性和堿性氧化），另一種是具有高硬度、高耐磨性的陽(yáng)極氧化膜，后者以其致密、厚實(shí)的膜層優(yōu)勢(shì)擁有遠(yuǎn)高于天然氧化膜的抗腐蝕性能。但陽(yáng)極氧化膜30V/μm擊穿電壓帶來(lái)的高絕緣性卻無(wú)法滿(mǎn)足接收傳感設(shè)備對(duì)電氣性能、屏蔽性能的要求，這也是電子設(shè)備通常直接采用化學(xué)氧化膜（導(dǎo)電氧化）加涂覆方式進(jìn)行表面處理的重要原因。通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝，華日海洋環(huán)境戶(hù)外設(shè)備合理地將兩種氧化膜的優(yōu)點(diǎn)集于一體。使其不僅具有良好的電氣性能與屏蔽性能，而且還擁有優(yōu)異的耐磨性和高抗蝕性。這一氧化膜處理工藝有效解決了天線(xiàn)振子的連接與防護(hù)矛盾，也為采用有機(jī)涂層后易導(dǎo)致絲狀腐蝕的天線(xiàn)構(gòu)件提供了新的解決措施。需要指出的是，兩種氧化膜都有多種生成工藝，其抗蝕性能因工藝方法和工藝參數(shù)不同而差異較大。本次研究中，通過(guò)對(duì)比分析不同工藝下氧化膜的抗蝕性能參數(shù)，優(yōu)選出有利于提高設(shè)備防護(hù)性能的氧化膜生成工藝。實(shí)驗(yàn)表明：按選定工藝方法生成的陽(yáng)極氧化膜，在不噴涂任何有機(jī)防護(hù)涂層的情況下，直接曝露在富含銅離子的酸性鹽霧環(huán)境中。其承受腐蝕的能力也遠(yuǎn)高于軍品鹽霧防護(hù)所規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，顯示出良好的抗蝕性能。

3.5涂覆處理

從鋁合金的腐蝕機(jī)理可知，氯離子對(duì)氧化膜的穿透是造成金屬基體腐蝕的根本原因。因而，在氧化膜的表面增加對(duì)腐蝕介質(zhì)有隔離作用的有機(jī)涂層可以大大提高抗蝕層厚度，降低電解液與氧化膜的接觸幾率，進(jìn)而減緩氯離子對(duì)氧化膜的侵蝕進(jìn)程。從涂層的耐蝕性、耐候性、附著性考慮，監(jiān)測(cè)設(shè)備底層應(yīng)采用適用于有色金屬的環(huán)氧類(lèi)防腐底漆，面漆采用具有較強(qiáng)耐候性、抗腐性的改性丙烯酸涂料。從防腐效果看，光澤不積水的漆膜可以有效減少腐蝕介質(zhì)的存留，破壞腐蝕電池產(chǎn)生的條件。常用的橘紋漆面、磨砂漆面、噴砂面不宜用于海洋大氣環(huán)境。鑒于涂覆工藝與產(chǎn)品最終抗蝕性的密切關(guān)系，本文研究過(guò)程中對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的噴涂方式、涂覆層數(shù)、涂層膜厚、間隔時(shí)間等提出了具體要求，并進(jìn)行了相應(yīng)驗(yàn)證。需要注意的是噴涂前基體表面應(yīng)參照ISO8504進(jìn)行清潔處理，以提高附著性、避免和減少絲狀腐蝕的產(chǎn)生。

3.6裝配處理

分析設(shè)備的腐蝕形態(tài)可知，其抵抗電偶腐蝕、縫隙腐蝕的能力相當(dāng)一部分是由裝配環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。因此監(jiān)測(cè)設(shè)備的裝配應(yīng)遵循以下原則：（1）由于電偶腐蝕主要存在于異種金屬的接觸處，因此需對(duì)緊固件、插接件的非導(dǎo)電面涂絕緣膠或加裝絕緣墊后裝入，以阻斷電氣接觸；（2）無(wú)法避免電氣接觸時(shí)，異種金屬構(gòu)件應(yīng)選用腐蝕電位與鋁相近的材料，緊固件可進(jìn)行鍍鎘處理，以減小電偶腐蝕對(duì)箱體造成的危害；（3）對(duì)彈墊、平墊間的縫隙，箱蓋與箱體間的縫隙，插座與面板間的縫隙均應(yīng)采用聚氨酯彈性密封膠填充，以減少縫隙腐蝕的發(fā)生；（4）裝配完成后應(yīng)對(duì)所有緊固件、插接件外露部分噴涂聚氨酯清漆實(shí)現(xiàn)表面隔離防護(hù)，避免不同金屬外露部分通過(guò)表面電解液膜構(gòu)成腐蝕回路。

4設(shè)備的防腐蝕驗(yàn)證

海洋大氣環(huán)境對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的腐蝕是一個(gè)多因素作用下的緩慢、漸進(jìn)過(guò)程，通常采用鹽霧試驗(yàn)方法對(duì)產(chǎn)品抗蝕能力與防護(hù)措施的合理性進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證。圖3CASS試驗(yàn)后的戶(hù)外機(jī)箱常見(jiàn)的鹽霧試驗(yàn)有：中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）、乙酸鹽霧試驗(yàn)（ASS）、銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)（CASS）三種。其中NSS是軍品防腐蝕驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)方法，CASS的腐蝕加速性為NSS試驗(yàn)的8倍。為驗(yàn)證本文防腐措施的有效性，采用CASS標(biāo)準(zhǔn)對(duì)海洋環(huán)境戶(hù)外機(jī)箱進(jìn)行了與軍品驗(yàn)收時(shí)間要求相同的抗蝕性試驗(yàn)（見(jiàn)圖3），結(jié)果顯示：機(jī)箱表面無(wú)點(diǎn)蝕及起泡空鼓現(xiàn)象，漆膜光澤亮麗，內(nèi)置電路板卡，導(dǎo)電結(jié)合面完好如初，無(wú)任何腐蝕跡象，防腐效果符合設(shè)計(jì)期望。

5結(jié)束語(yǔ)

由于腐蝕介質(zhì)的不同，工作于海洋大氣環(huán)境的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝上都與內(nèi)陸設(shè)備有著較大的區(qū)別。本文所提出的防腐措施為提高該類(lèi)設(shè)備的防腐性能積累了經(jīng)驗(yàn)，為無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)設(shè)備在海洋大氣環(huán)境下的可靠應(yīng)用提供了技術(shù)借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏保民.金屬腐蝕理論及應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社

[2]侯寶榮等.海洋腐蝕環(huán)境理論及其應(yīng)用.科學(xué)出版社

[3]李曉剛等.我國(guó)海洋大氣腐蝕分級(jí)分類(lèi)與機(jī)理.2014海洋材料腐蝕與防護(hù)大全

篇8

中圖分類(lèi)號(hào)：X93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

腐蝕參數(shù)、腐蝕速度以及設(shè)備腐蝕狀態(tài)均是煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)需要掌握的基礎(chǔ)，技術(shù)人員通過(guò)掌握這些基礎(chǔ)性工藝與測(cè)量數(shù)據(jù)從而了解煉油裝置所處環(huán)境的變化以及遭受腐蝕的狀態(tài)，從根本上找到適合不同介質(zhì)環(huán)境的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)。

1 煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用

煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)具有十分重要的作用，其在現(xiàn)實(shí)生活與實(shí)際生產(chǎn)中起著決定性的意義。

1.1 通過(guò)評(píng)價(jià)緩蝕劑效果選擇合適的緩蝕劑

在煉油生產(chǎn)過(guò)程中，緩蝕劑在工藝中的優(yōu)化數(shù)據(jù)能夠體現(xiàn)生產(chǎn)的需要，二在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)?yōu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而選擇合適的緩蝕劑。

1.2 對(duì)原油混煉技術(shù)的指導(dǎo)

原油性質(zhì)的不同在混煉的過(guò)程中會(huì)增加其酸性值，從而使設(shè)備受到腐蝕。應(yīng)用在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠迅速發(fā)現(xiàn)原油混煉時(shí)PH變化的情況，從而進(jìn)行控制，在諸如緩蝕劑的過(guò)程中改善相關(guān)工藝，從而合理配置原油的比例，使電脫鹽的效果增強(qiáng)。

1.3 定點(diǎn)測(cè)厚結(jié)合在線(xiàn)監(jiān)測(cè)隊(duì)檢修過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)具有實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性的優(yōu)勢(shì)，因此在覆蓋范圍內(nèi)，其能夠通過(guò)收集到的多參數(shù)數(shù)據(jù)繪制腐蝕曲線(xiàn)圖，從而分析煉油裝置中腐蝕變化的情況，制定解決方案，進(jìn)行全方位的診斷。定點(diǎn)測(cè)厚具有靈活性，其余在線(xiàn)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，能夠?qū)χ攸c(diǎn)部位實(shí)施監(jiān)控，從而避免重大泄漏事故的發(fā)生，完善檢修計(jì)劃。

2 煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

煉油裝置中常見(jiàn)的在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)共有四種，其原理不同，因此應(yīng)用的場(chǎng)合以及特點(diǎn)也不盡相同。根據(jù)實(shí)際情況，選好關(guān)于PH探針監(jiān)測(cè)、電阻探針監(jiān)測(cè)、電感探針監(jiān)測(cè)、電化學(xué)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)技術(shù)型號(hào)。

2.1 電阻探針監(jiān)測(cè)

電阻探針監(jiān)測(cè)需要應(yīng)用的儀器以及零件為在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器、金屬絲、溫度補(bǔ)償試片。當(dāng)金屬絲被腐蝕后開(kāi)始變薄，便可以通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)出來(lái)并排除因金屬絲的溫度異常而產(chǎn)生的不利影響。電阻探針適應(yīng)于各種工況范圍與介質(zhì)，但是靈敏度較低，測(cè)量的周期長(zhǎng)，又因金屬絲受到腐蝕后所產(chǎn)生的產(chǎn)物具有導(dǎo)電性，因此影響了其測(cè)量結(jié)果，沒(méi)法對(duì)腐蝕速度的瞬時(shí)性進(jìn)行記錄。

2.2 電化學(xué)探針監(jiān)測(cè)

電化學(xué)探針監(jiān)測(cè)也是通過(guò)測(cè)量腐蝕速度來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種技術(shù)，其與電阻感應(yīng)不同的是，電流指標(biāo)（流經(jīng)電極表面）是其確定腐蝕速度的標(biāo)準(zhǔn)。這種方法測(cè)量周期短、速度快，不會(huì)像電阻探針監(jiān)測(cè)般測(cè)量腐蝕減薄量，但是其在監(jiān)測(cè)過(guò)程中受到環(huán)境的限制，必須在水中傳導(dǎo)才可進(jìn)行。

電化學(xué)方法也包括電化學(xué)噪聲技術(shù)，當(dāng)金屬局部腐蝕后，便可以通過(guò)兩個(gè)同質(zhì)金屬獲取其之間通過(guò)的電流量，然后在利用其它方法分析局部腐蝕的情況。

2.3 PH探針監(jiān)測(cè)

不同介質(zhì)酸具有不同的堿度，因此H+敏感選擇的電極也不同，根據(jù)其電極的異同情況檢測(cè)介質(zhì)酸的堿度，而且PH探針監(jiān)測(cè)器一般情況下應(yīng)該在壓力≤0.4MPa，溫度≤70℃的環(huán)境下運(yùn)行。

2.4 電感探針監(jiān)測(cè)

電感探針監(jiān)測(cè)分為高溫管狀電感探針、低溫片狀電感探針、低溫管狀電感探針三種。電感探針的測(cè)量依據(jù)是探針被腐蝕的深度，探針腐蝕的越薄，其所引起的磁通量變化就越大，這種變化直接影響到金屬腐蝕的速率，從而得出不同介質(zhì)在腐蝕過(guò)程中的周期性變化，從而體現(xiàn)其顯示出這種監(jiān)測(cè)方法的靈敏度。一般情況下，片狀結(jié)構(gòu)以及管狀結(jié)構(gòu)是電感探針的兩種結(jié)構(gòu)形式，其分類(lèi)是由管徑?jīng)Q定的，片狀探針應(yīng)用于

3 選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)

硫化物、氯化物的低溫電化學(xué)腐蝕以及硫化物的高溫化學(xué)腐蝕是煉油裝置發(fā)生腐蝕的兩大主要類(lèi)型，前者是中全面腐蝕的體現(xiàn)，因此在選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)必須關(guān)注相關(guān)腐蝕的流程、重視腐蝕分布的區(qū)域、對(duì)高溫設(shè)備的材質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、應(yīng)用相關(guān)防腐工藝與技術(shù)，從而避免腐蝕所產(chǎn)生的傷害。

后者由監(jiān)測(cè)到的視點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，其具有均勻性腐蝕的特點(diǎn)，因此在煉油裝置的產(chǎn)品分離系統(tǒng)化、常減壓蒸餾、延遲焦化的過(guò)程中便應(yīng)該選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，不僅應(yīng)該按照相關(guān)腐蝕原理進(jìn)行安裝，還應(yīng)該考慮到在線(xiàn)觀(guān)測(cè)的維護(hù)與評(píng)價(jià)便利性。由此，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)該為一閉路循環(huán)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇適宜，有利于煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)反應(yīng)的速度以及收集參數(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了該系統(tǒng)的即時(shí)性。

4 在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向

煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)該建立在需求與應(yīng)用實(shí)踐的基礎(chǔ)上，并根據(jù)基礎(chǔ)性要求擬定發(fā)展方向。

要想實(shí)現(xiàn)復(fù)合監(jiān)測(cè)技術(shù)，必須提高在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的可靠性、精度以及靈敏度，將多種不同類(lèi)型的參數(shù)利用一根探針進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的簡(jiǎn)便化，減少了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的程序。多參數(shù)監(jiān)測(cè)是未來(lái)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，只有實(shí)現(xiàn)腐蝕發(fā)生發(fā)展過(guò)程監(jiān)測(cè)、腐蝕影響過(guò)程監(jiān)測(cè)、腐蝕事故監(jiān)測(cè)、腐蝕結(jié)果監(jiān)測(cè)等全面的腐蝕監(jiān)測(cè)，才能夠擁有系統(tǒng)化的監(jiān)測(cè)技術(shù)。

將收集到數(shù)據(jù)采用高科技手段進(jìn)行智能化分析，然后建立與其有關(guān)的腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)，深入分析與挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)，為技術(shù)發(fā)展提供理論性、決定性依據(jù)。

要想提高煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的自動(dòng)化控制能力，就必須將腐蝕數(shù)據(jù)作為參考，并以此為參考點(diǎn)進(jìn)行研究，提高在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)的力度，促進(jìn)煉油裝置的科技化改進(jìn)與發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用進(jìn)行了具體分析，并且就其應(yīng)用與監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)倪x擇，從根本上總結(jié)出在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)的未來(lái)發(fā)展方向，為我國(guó)化工業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了一條簡(jiǎn)便、快捷、安全的生產(chǎn)道路。

參考文獻(xiàn)

[1]龐喆龍，馬新飛.煉油裝置在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)狀況[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2008，25（1）：62-64.

[2]易軼虎.在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)在煉油裝置中的應(yīng)用[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2012，29（5）：44-46.

篇9

研究性學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)和訓(xùn)練性學(xué)習(xí)相比，內(nèi)容注意體現(xiàn)專(zhuān)題性、綜合性、實(shí)踐性和開(kāi)放性；形式注意體現(xiàn)學(xué)生的主體性、探索性、合作性。因此教師也由原來(lái)的傳道、授業(yè)解惑者變?yōu)閷W(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)者、組織者、指導(dǎo)者，教師的角色變了，要求也高了。筆者結(jié)合研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐，談?wù)劷處煹摹叭摺弊饔谩?/p>

一、教師的設(shè)計(jì)者作用

1.設(shè)計(jì)疑問(wèn)，激趣

由于研究性學(xué)習(xí)以學(xué)生為主體，主要是學(xué)生自主設(shè)計(jì)、自行修習(xí)、自主探索的，整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程都需要學(xué)生全身心投入，如果缺乏對(duì)本學(xué)科知識(shí)的興趣，是不可能全身心投入，也不可能知難而進(jìn)的。教師在教學(xué)中要設(shè)計(jì)問(wèn)題，激趣。

例如：在學(xué)習(xí)《原電池原理及應(yīng)用》專(zhuān)題內(nèi)容時(shí)，通過(guò)介紹鋼鐵每年因腐蝕的數(shù)量約占金屬年產(chǎn)量的10%，全世界每年腐蝕的鋼鐵幾千萬(wàn)噸。要想防止鋼鐵的腐蝕，就必須弄清楚鋼鐵腐蝕的原理是什么?通過(guò)這些實(shí)例激發(fā)學(xué)生去探索金屬腐蝕的成因及防護(hù)??原電池的原理及應(yīng)用。也可以設(shè)計(jì)讓學(xué)生去調(diào)查金屬的腐蝕狀況及防腐的措施，去激發(fā)學(xué)生探索原電池原理及應(yīng)用知識(shí)。通過(guò)以問(wèn)激疑，以疑激趣，使學(xué)生產(chǎn)生追求化學(xué)科學(xué)的強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)和愿望，培養(yǎng)執(zhí)著探索、主動(dòng)學(xué)習(xí)的精神。

2.創(chuàng)設(shè)有利于自主探索的氛圍

由于長(zhǎng)期以來(lái)學(xué)生習(xí)慣于教師站在講臺(tái)上講，學(xué)生怕老師提問(wèn)，在心里設(shè)置了心理防線(xiàn)，在這樣的課堂氣氛和心理氛圍中是無(wú)法進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的。因此教師要走進(jìn)學(xué)生，融洽與學(xué)生的關(guān)系，創(chuàng)設(shè)寬松的學(xué)習(xí)氛圍，消除學(xué)生的心理負(fù)擔(dān)，采用不用舉手，不用提名，自動(dòng)回答問(wèn)題的形式，鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)言，表達(dá)自已的觀(guān)點(diǎn)。

例如：學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)概念，電離平衡有關(guān)概念時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)原理，能反映特征，給這些概念下定義或起名稱(chēng)。在學(xué)習(xí)元素周期表時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生用紙牌給元素原子量，原子半徑、化學(xué)性質(zhì)、最外層電子數(shù)等規(guī)律分組，自已編制能體現(xiàn)出周期律的周期表。在這樣的課堂上，學(xué)生的思維活躍，主動(dòng)探索的意識(shí)增強(qiáng)，師生關(guān)系融洽，教師以一位學(xué)習(xí)的參與者加入到研究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生也能樂(lè)于接受了。

3.設(shè)計(jì)探究的情境，模擬研究的過(guò)程

研究性學(xué)習(xí)是由學(xué)生在一定情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、選擇課題、設(shè)計(jì)方案的，通過(guò)主體的探索、研究求得問(wèn)題解決，從而體驗(yàn)和了解科學(xué)的探索過(guò)程，形成自主探究、創(chuàng)新的意識(shí)和習(xí)慣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，增長(zhǎng)知識(shí)，積累和豐富直接經(jīng)驗(yàn)的活動(dòng)過(guò)程。經(jīng)歷探究過(guò)程，獲得理智和情感體驗(yàn)，積累知識(shí)的方法是研究性學(xué)習(xí)關(guān)注的三個(gè)目標(biāo)，而不在于學(xué)生真正地發(fā)現(xiàn)什么，創(chuàng)造什么。因此教師要設(shè)計(jì)有利于探究的情境，讓學(xué)生充當(dāng)科學(xué)家，去經(jīng)歷科學(xué)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。

例如：學(xué)習(xí)《元素周期律、元素周期表》內(nèi)容時(shí)，通過(guò)介紹科學(xué)家探索元素周期律的過(guò)程，播放科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“三元素組”、“八音律”以及門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期的錄相，然后設(shè)計(jì)讓學(xué)生觀(guān)察分析教材中給出的核外電子排布、原子半徑和化合價(jià)等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，形成假說(shuō)，再尋求理論去解釋假說(shuō)，從而得出結(jié)論，模擬科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)過(guò)程與方法。

二、教師的組織者作用

1.教師是教學(xué)形式的組織者

班級(jí)授課制在我國(guó)有幾千年的歷史，以教師為中心的觀(guān)念在人們頭腦中根深蒂固。因此在實(shí)施以學(xué)生為中心的研究性學(xué)習(xí)中，教師要組織好課堂教學(xué)形式。要帶領(lǐng)學(xué)生走出校園，走進(jìn)社會(huì)，去親身感受知識(shí)的來(lái)龍去脈，到生活實(shí)踐中了現(xiàn)問(wèn)題，調(diào)查研究。用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)生活中的問(wèn)題。根據(jù)研究的內(nèi)容，依照學(xué)習(xí)者的性別、性格特點(diǎn)，組織好合作學(xué)習(xí)、合作研究的形式，注意培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作精神。

2.教師是各類(lèi)學(xué)術(shù)活動(dòng)的組織者

在實(shí)施研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中，有關(guān)的方法指導(dǎo)，解決實(shí)際問(wèn)題所需的知識(shí)，中學(xué)教師不一定勝任，必要的時(shí)候要邀請(qǐng)、組織專(zhuān)家學(xué)者舉行學(xué)術(shù)講座、專(zhuān)家論壇等活動(dòng)。組織好學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)、學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)會(huì)、開(kāi)題、結(jié)題報(bào)告會(huì)等學(xué)術(shù)活動(dòng)。

3.教師是活動(dòng)場(chǎng)所的組織者

研究性學(xué)習(xí)形式多樣，在校內(nèi)要查閱資料、上網(wǎng)探索、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在校外，要到工廠(chǎng)、社區(qū)、家庭調(diào)查，這些活動(dòng)的場(chǎng)所都需要教師精心組織安排好，防止組織不當(dāng)，浪費(fèi)時(shí)間，影響效果。

三、教師的指導(dǎo)者作用

1.指導(dǎo)學(xué)生選題

研究性學(xué)習(xí)的選題一要注意與學(xué)生現(xiàn)有水平相一致，超越學(xué)生的現(xiàn)有水平，使所有學(xué)生能夠參與研究，能用現(xiàn)有知識(shí)解決問(wèn)題，要指導(dǎo)學(xué)生選題小而實(shí)，避免大而全。二要指導(dǎo)學(xué)生到生活實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以問(wèn)題作為自已研究課題，才能使學(xué)生全身心地投入到課題的研究中。例如：針對(duì)一些工廠(chǎng)排放的廢液污染河流，提出的“城中河污染的調(diào)查與處理”課題。針對(duì)走私鹽中缺碘情況，提出“鹽中碘含量的測(cè)定”課題等。三要指導(dǎo)學(xué)生選擇的內(nèi)容應(yīng)該是學(xué)科領(lǐng)域中的核心知識(shí)，有一定的研究寬度，使研究的過(guò)程就是經(jīng)歷科學(xué)的探索過(guò)程，通過(guò)研究，對(duì)提高學(xué)生的理解能力和創(chuàng)造性思維能力具有重要的價(jià)值。例如：在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時(shí)，先擇“氧化還原反應(yīng)知識(shí)的由來(lái)、發(fā)展與應(yīng)用”作為研究課題。在學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)時(shí)，選擇“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與質(zhì)關(guān)系的探索”作為研究課題等。

2.指導(dǎo)學(xué)生的研究方法

在研究學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師要及時(shí)給學(xué)生方法指導(dǎo)，以幫助學(xué)生解決研究過(guò)程中發(fā)生的偏差和問(wèn)題。首先是向?qū)W生進(jìn)行普及研究方法的教育，使參與的學(xué)習(xí)者明確研究性學(xué)習(xí)常用的方法、步驟：確立課題，制定方案，搜集信息、資料，得出結(jié)論，撰寫(xiě)論文、報(bào)告等。其次是對(duì)具體課題的調(diào)查內(nèi)容進(jìn)行指導(dǎo)。如“城中河的污染調(diào)查及處理”的課題，要指導(dǎo)學(xué)生調(diào)查該河流的污染源有哪些?這些工廠(chǎng)排放的污水主要成分是什么?日排放量多少?根據(jù)污水成分的理化性質(zhì)如何消除污染等?在方法指導(dǎo)時(shí)要把指導(dǎo)的重點(diǎn)放在“指導(dǎo)方法，解答疑難”上，要留給學(xué)習(xí)者思考的空間，有利于學(xué)習(xí)者發(fā)揮主體作用。

3.指導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)報(bào)告、論文

篇10

1.引言

鎳是一種耐腐蝕性?xún)?yōu)良、韌性較好的金屬材料，具有良好的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，添加適宜的元素可提高它的抗氧化性、耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度和改善某些物理性能。Ni-Cr-Al合金的成分主要是鎳鋁，鉻的含量較少，是重要的高溫合金材料，在能源開(kāi)發(fā)、化工、電子、航海、航空和航天等部門(mén)中都有廣泛的應(yīng)用，物理與化學(xué)的性能不言而喻，耐高溫、抗蠕變、抗腐蝕性能好，憑借這些優(yōu)良性能，使鎳鉻鋁合金成為未來(lái)高溫合金材料中最有前景和價(jià)值的合金材料之一，因此，研究鎳鉻鋁合金對(duì)現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。

2.概述

Ni-Cr-Al高溫合金依靠其耐高溫抗氧化性能，成為重要高溫材料之一，在國(guó)防和工業(yè)生產(chǎn)中，扮演著重要的角色，以其優(yōu)良的性能被廣泛應(yīng)用于航空航天，電力，冶金等高溫部件。Ni-Cr-Al高溫合金這樣良好的性能主要依靠Al和Cr來(lái)形成一層Al2O3和Cr2O3保護(hù)性氧化膜，氧化膜生長(zhǎng)緩慢，粘附性較好，對(duì)基體起到良好的保護(hù)作用。

3.Ni-Cr-Al合金的發(fā)展歷程

3.1 Ni-Cr合金：Ni-Cr合金可作為耐熱、抗高溫氧化和耐腐蝕的涂層。典型的鎳鉻合金為鎳含量80%、鉻含量為20%，但也有鎳為60%，鉻為16%和其余為鐵的。其中80Ni20Cr合金是熱噴涂常用的材料，該合金具有較好的耐高溫氧化性能，耐酸和堿腐蝕，是制備耐熱、耐蝕涂層的典型材料。由于涂層致密、與基體材料的粘結(jié)性好，通常作為耐熱陶瓷涂層的粘結(jié)底層，既能增加涂層的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)又能防止高溫氧化和腐蝕性氣體對(duì)金屬的侵蝕，但該合金不耐硫化氫、亞硫酸氣體、鹽類(lèi)及高溫潮濕下還原性氣體的腐蝕，在硝酸、鹽酸溶液中也容易受到侵蝕?？蓮V泛應(yīng)用于鍋爐水冷管壁（包括重油余熱鍋爐中的水冷管壁及燃煤鍋爐水冷管壁）和換熱器管壁，以減緩鍋爐管壁的腐蝕與沖蝕。如美國(guó)TAFA公司為噴涂鍋爐水冷壁保護(hù)涂層而設(shè)計(jì)的牌號(hào)為45CT的鎳鉻合金絲，保護(hù)鍋爐管道，延長(zhǎng)其使用壽命。

3.2 Ni-Al合金：用于電弧噴涂的Ni-Al合金絲，鎳、鋁的質(zhì)量比為Ni：Al=95：5，成分近似于鎳包鋁自粘結(jié)復(fù)合粉末。許多方面Ni-Al合金絲可以代替Ni-Al復(fù)合絲，而它的冶金結(jié)合性能優(yōu)于Ni-Al復(fù)合絲。Ni-Al合金絲用作電弧噴涂時(shí)，電弧使熔滴強(qiáng)烈過(guò)熱，鎳和鋁的氧化反應(yīng)（而不是鋁化鎳的形成）放出大量的熱量，使熔滴地撞擊到工件表面的瞬間與基體表面發(fā)生冶金結(jié)合，形成一些微“焊合”點(diǎn)，導(dǎo)致涂層與工件之間的牢固結(jié)合。Ni-Al合金涂層除具有良好的抗高溫氧化性能外，還具有良好的腐蝕性能。

3.3 Ni-Cr-Al-Y合金：為四元系高溫?zé)岣g涂層，航空、艦船、發(fā)電用的在高溫合金制作的高溫部件，在其表面施加這種四元系涂層，厚度在45-200?m，可以提高機(jī)體材料的抗熱腐蝕能力，耐熱壽命可延長(zhǎng)達(dá)幾千小時(shí)，以致近幾萬(wàn)小時(shí)[1]。

4. Ni-Cr-Al抗高溫氧化合金性能的研究現(xiàn)狀

隨著航天、航空、電力、冶金、能源、石工工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)高溫抗氧化合金材料的服役性要求越來(lái)越高，高溫抗氧化合金材料已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)展的決定性因素，這就給高溫抗氧合金的研制和開(kāi)發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)機(jī)遇，目前提高合金抗高溫氧化的手段如下：

4.1 通過(guò)向合金內(nèi)添加親氧元素，使合金表面發(fā)生擇優(yōu)氧化，進(jìn)而形成一層連續(xù)、致密、粘附性較好的氧化薄膜更好的保護(hù)基體，產(chǎn)生擇優(yōu)氧化的條件[2]：

4.1.1 添加在合金中的元素對(duì)氧的親和力要大于基體金屬的。

4.1.2 在基體中摻雜的合金元素的離子半徑要小于基體的，這樣容易向表面擴(kuò)散。

4.1.3 在更容易發(fā)生擴(kuò)散行為的情況下加熱。

其中添加元素Cr、Al、Si在提高合金抗氧化性起到重要作用。

4.2 通過(guò)處理表面來(lái)加強(qiáng)合金的抗氧化能力

4.2.1 擴(kuò)散摻層法

4.2.2 通過(guò)注入稀土元素改層法

4.3 通過(guò)防護(hù)涂層法來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)防護(hù)能力

4.3.1 合金涂層

高溫合金抗氧化涂層有以下分類(lèi)[3]

4.3.1.1 鋁-鉻、鋁-鉛、鋁-硅等鋁化物涂層是通過(guò)用化學(xué)氣相沉積的方法經(jīng)改進(jìn)所獲得，這些涂層有制作簡(jiǎn)單、自身性質(zhì)穩(wěn)定、而且造價(jià)較低等較好的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是組成的成分的控制很不容易。

4.3.1.2 M-CrAl-Re，其中M包括的范疇為鐵、鈷、鎳等磁性材料，Re包括的范疇為稀土元素釔、鈰、鉿等活性元素）此類(lèi)涂層屬于包覆涂層，這種涂層在低溫低壓的條件下用等離子噴涂、電子束物理氣相沉積、濺射離子鍍等手段制作，此類(lèi)涂層的組成部分是可以控制的，同時(shí)具備抗腐蝕性能等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)的成本較高而且工藝設(shè)備造價(jià)很高，即便生產(chǎn)出來(lái)也難以均勻的涂在基體表面。

4.3.2 陶瓷涂層

此涂層是可以在低溫低壓下用等離子噴涂制作而成的。

4.4 納米涂層[4]

如果用離子濺射沉積的方法來(lái)處理鑄態(tài)合金表面，可以得到這種納米涂層在二個(gè)方面的作用：一方面，這種涂層的應(yīng)用可以明顯提高合金基體的抗高溫抗氧化性能，進(jìn)而提高對(duì)合金基體進(jìn)行保護(hù)作用，其作用機(jī)理就是改善氧化薄膜，另一方面這種涂層的使用不會(huì)使其材料與基體發(fā)生不利的作用。

5.Ni-Cr-Al合金高溫氧化的研究進(jìn)展

Ni-Cr-Al合金是在80Ni-20Cr 合金的基礎(chǔ)上加入Al元素發(fā)展起來(lái)的， 由于該合金優(yōu)良的耐高溫氧化和腐蝕能力而被廣泛地用于熱防護(hù)涂層。

Ingard A等人研究了含不同Cr/A1比的Ni-Cr-Al合金在800-1300℃空氣或1個(gè)大氣壓氧氣中的氧化行為。發(fā)現(xiàn)氧化速率隨時(shí)間迅速降低，且為理想的拋物線(xiàn)。主要反應(yīng)產(chǎn)物為NiO，Cr2O3，α-A12O3和Ni（Cr，A1）2O4。反應(yīng)產(chǎn)物相對(duì)量是成分、溫度、氧壓和反應(yīng)時(shí)間的函數(shù)。Ni-9Cr-6Al合金由于在所有溫度下都形成α-A12O3具有最好的抗氧化性能。

孫長(zhǎng)波等研究了Ni-Cr-Al合金在1000℃空氣中的氧化行為，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在合金中添加Al元素以后使合金的氧化速度很明顯的下降了，促使合金在高溫條件下自身的抗氧化性能得到顯著的提高;合金元素Al的添加使合金表面生成連續(xù)致密的Cr2O3薄膜，繼而還降低了在合金外層形成Cr2O3薄膜需要Cr的含量，合金元素Cr，還使合金表面氧化薄膜的內(nèi)部生成極薄A12O3，含Cr為20%，含Al為2.5%的Ni基合金在高溫情況下在合金表面形成連續(xù)致密的氧化薄膜，成分為Cr2O3，而在Cr2O3薄膜內(nèi)部形成極薄的A12O3薄膜，進(jìn)而抑制了NiO的生長(zhǎng). 這些研究結(jié)果表明，合適的Al，Cr合金化可以使合金發(fā)生選擇氧化。Cr，Al選擇氧化可以提高Ni-Cr-Al合金的高溫氧化性能。Ni-Cr-Al合金氧化膜與基體的粘附性不是很好，導(dǎo)致氧化過(guò)程中有輕微的氧化膜剝落，就其原因人們作了大量研究。早期有人注意到雜質(zhì)硫會(huì)向Ni及Ni基合金表面的偏聚，且氧化膜的粘附性與雜質(zhì)元素硫偏聚有關(guān)。

Ni-Cr-Al合金在真空爐中進(jìn)行高溫退火處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)以雜質(zhì)元素形式存在的硫含量為50×10-6的合金，表面的硫含量可以達(dá)到20at%，從而引起氧化膜的嚴(yán)重剝落。Ni-Cr-Al合金內(nèi)添加微量稀土可以顯著改善合金的抗高溫氧化性能。如已發(fā)展的含稀土氧化物的彌散強(qiáng)化合金即（ODS合金），抗高溫腐蝕性能最優(yōu)異的包覆涂層MCrAl-Y（M代表Ni、Co或Fe）。Funkenbusch等曾對(duì)不同S與Y添加量的Ni20Cr12Al（%）合金的循環(huán)氧化進(jìn)行了研究.由于Y的加入，合金表面的氧化膜的粘附性確實(shí)得到了很大提高。人們已經(jīng)對(duì)稀土元素的微觀(guān)作用機(jī)制進(jìn)行了大量研究，其中提出了一些具有代表性的模型：微釘理論、空位阱理論、生長(zhǎng)應(yīng)力消除理論、氧化膜塑性理論及硫效應(yīng)模型，但到目前還沒(méi)有統(tǒng)一的模型， 已經(jīng)提出的多種模型都存在局限性。

6.Ni-Cr-Al-Y涂層高溫氧化研究進(jìn)展

Ni-Cr-Al-Y耐高溫涂層材料，其熱膨脹系數(shù)介于金屬和陶瓷之間，有著良好的抗氧化抗腐蝕的綜合性能，即可以單獨(dú)用作熱障涂層（TBCS）也可以作為熱障涂層中的粘結(jié)層使用。廣泛應(yīng)用于大型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等高溫部件的熱障涂層中，工作溫度一般在1000℃以上。熱障涂層的應(yīng)用不僅可以提高基體抗高溫腐蝕能力，進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度，而且可以減少能耗、提高效率、延長(zhǎng)熱端部件的使用壽命。

李美等研究了濺射N(xiāo)i-Cr-Al-Y涂層氧化過(guò)程A12O3膜結(jié)構(gòu)與形貌的轉(zhuǎn)變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)濺射N(xiāo)i-Cr-Al-Y涂層在900℃～1100℃氧化過(guò)程中，氧化膜存在θα-A12O3相變，其相變的速度與溫度有關(guān)，溫度越高，相變?cè)娇?涂層表面生成的氧化膜形貌取決于氧化溫度和時(shí)間，θ-A12O3隨著溫度的提高或同一溫度下時(shí)間的延長(zhǎng)，從針狀依次變化為晶須狀和刀片狀或簇?fù)沓蓤F(tuán)，而α-A12O3為顆粒狀;對(duì)濺射N(xiāo)i-Cr-Al-Y涂層進(jìn)行真空熱處理，可促進(jìn)氧化膜的相變，使涂層表面快速形成保護(hù)性的α-A12O3 。

張玉娟等[22]研究了Ni-Cr-Al-Y涂層的表面狀態(tài)對(duì)高溫氧化行為的影響，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：拋光態(tài)涂層在1050℃恒溫氧化，短期內(nèi)（150h）生成α-A12O3保護(hù)膜，氧化膜與基體的粘附性好，氧化動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)成拋物線(xiàn)型，涂層抗氧化性好;150h后，保護(hù)性氧化膜被破壞，動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)轉(zhuǎn)為線(xiàn)性上升，涂層抗氧化能力下降。噴涂態(tài)涂層的長(zhǎng)期抗恒溫氧化能力比拋光態(tài)涂層強(qiáng)。在1050℃恒溫氧化300h，動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)符合拋物線(xiàn)規(guī)律，表面α-A12O3保護(hù)膜無(wú)破壞。無(wú)涂層涂覆的基體合金表面不能生成α-A12O3保護(hù)膜，合金抗氧化能力差。

樓翰一等研究Ni-Cr-Al納米晶合金在1000℃的高溫氧化行為，研究發(fā)現(xiàn)納米晶化大大擴(kuò)展了鑄態(tài)Ni-Cr-Al合金氧化時(shí)，連續(xù)外A12O3層生成區(qū)的成分范圍;更為重要是，在常溫高溫合金所在的成分區(qū)域內(nèi)，納米晶合金可以在氧化初期直接一步生成抗氧化性和粘附性十分優(yōu)良的A12O3膜。

7.展望

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，Ni-Cr-Al高溫合金將被更廣泛的應(yīng)用到國(guó)防、工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，合理的控制好合金中Al和Cr的含量有利于氧化薄膜更好的形成，同時(shí)適量的加入稀土元素有利于控制S元素對(duì)薄膜脫落的影響，更好的保護(hù)Ni-Cr-Al合金基體，以便更好的發(fā)揮Ni-Cr-Al合金優(yōu)良的抗高溫、抗氧化性能。

參考文獻(xiàn)

[1]石力開(kāi).化學(xué)材料詞典[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]朱日彰.金屬腐蝕學(xué)[M].北京冶金工業(yè)出版社，1989.