氯离子对不锈钢腐蚀的形式探讨.docx

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1、 华东理工大学 毕业论文（设计） 课 题 氯离子对不锈钢的腐蚀 形式探讨 学 院 网络教育学院 教育中心 常熟理工 专 业 过程装备与控制工程 年 级 1209级 学 号 12836496 姓 名 金林林 导 师 杨婕 定稿日期： 2015 年 3 月 9日摘 要随着石油、化工、能源等工业装置向着高温、高压和大型化方向发展，构件的服役环境日趋复杂，由腐蚀引发的事故大为增加，特别是承载构件的腐蚀所引发的一系列毫无征兆的灾难性事故引起了人们的广泛关注。长期以来，人们对于应力作用下的腐蚀问题进行了广泛研究，但是由于应力与腐蚀过程之间交互作用的复杂性和多样性，迄今为止仍是一个富有挑战性的难题。本文通过

2、氯离子对不锈钢的腐蚀机理、形式进行探讨，总结并分析，进而得出有效的防护措施。关键词：氯离子，不锈钢，腐蚀AbstractAs the installations in petrochemical, power generating and metallurgical industries are developing towards high temperature, high pressure and large-scale applications, corrosion-induced Accidents have been a common occurrence, especially

3、when the components are subjected to complex environments and applied loads. For a long time extensive research efforts have been taken on the corrosion problem with applied stress. However, it remains as a significant challenge due to the complexity and diversity of the interaction between stress a

4、nd corrosion. Keywords:chloride ion,stainless steel, corrosion 目 录1、 前 言1.1腐蚀的危害腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物作用。例如应力腐蚀就是应力和化学物质共同作用的结果。单纯物理作用的破坏，如合金在液态金属中的物理溶解，也属于腐蚀范畴，但这破坏实例不多。单纯的机械破坏，如金属被切削、研磨，不属于腐蚀范畴。腐蚀的危害非常巨大，它使珍贵的材料变成废物，如，铁变成铁锈（氧化铁）；使生产和生活设施过早地报废，并因此引起生产停顿，产品或生

5、产流体的流失，环境污染，甚至着火爆炸。据统计，工业发达的国家每年由于金属腐蚀的直接损失约占全年国民经济总产值的2%4%。中国1988年国民生产总值约为1万4千亿元，由于金属腐蚀造成的直接损失约为300600亿元。据国外统计，金属腐蚀的损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，这还不包括由于停工减产、火灾爆炸等造成的间接损失腐蚀不仅造成经济上的损失，也经常构成对安全的威胁。均与腐蚀，如铁生锈，一般进展缓慢，危险性不大，但一些局部腐蚀如孔蚀（穿孔）和应力腐蚀破裂，常常是突然发生的，可能引起事故，造成意外危险。过去国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零件破裂而坠落，桥梁因钢

6、梁产生裂纹而塌陷，油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸等。化工厂的腐蚀事故更多，如贮酸槽穿孔泄露，造成重大环境污染，液氨储罐爆炸，造成人员伤亡；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏成产环境，有毒气体如氯、硫化氢、氰化氢等的泄露，则更危及工作人员和附近居民的生命安全，据一些化工厂的统计，化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的，而腐蚀破坏中约30%是均匀腐蚀，70%则属于危险的局部腐蚀，其中以应力腐蚀破裂为最多。可见，除了经济损失以外，腐蚀对安全和环境的威胁绝不容忽视。一项新技术、新产品、和新工业的产生过程中，往往会遇到需要克服的腐蚀问题，只有解决了这些困难的腐蚀问题，新技术、新产品、新工业才得以发展

7、。工业史上有许多例子，如铅室法硫酸工业是在找到了耐稀硫酸的铅材才得以发展起来的，发明了不锈钢以后，生产硝酸和应用硝酸的工业才蓬勃兴起。近代还有一个有趣的例子，美国人才实施登月计划的工程中，遇到一个严重的腐蚀问题，盛四氧化二氮（氧化剂）的容器是用钛合金（6%AI,4%V）制成的，试验中几小时就破裂了，经查是应力腐蚀造成的。后来科学家找到了防止破裂的方法，在氧化剂中加入少量水（1.5%）或加入0.6%NO，作为缓蚀剂，控制了应力腐蚀，克服了这道障碍，人类终于登上了月球。现在和未来在发展新技术，新产品的过程中，还会不断遇到各种新的腐蚀问题，而且是越来越困难的问题，例如化学、能源（包括核能）、航天工业

8、等都有向高温、高压方向发展的趋势，这样可获得更高的生产率，更快的速度和更低的生产成本。但高温高压会造成更加苛刻的腐蚀环境。早期的喷气机油泵温度约为790，现在已经达到约1100，这需要适应高温、高速的新材料、由于石油和天然气的短缺，特别是我国，利用蕴涵量巨大的煤转化为气或液体燃料，是有重大意义的，但这就会遇到一连串的腐蚀问题：高温（超过1650）、高压，庞大的容器，粉尘的磨损腐蚀，硫化氢以及加氢引起的氢腐蚀，适合高温、高速、高磨蚀的泵和阀等。解决了这一系列问题，将可能获得廉价的煤的液化、气化燃料，将使我国以至世界的经济面貌大为改观。然而目前压力容器在工业生产、科学研究和人民生活中得到了广泛的应

9、用。作为一种特种的承压设备，其使用条件相当复杂，涉及高温、低温、高压和介质特殊，如易燃易爆、有毒、腐蚀等。在一定温度、压力及腐蚀介质的综合作用下，容易导致设备失效破坏，造成事故的发生。腐蚀是压力容器常见的缺陷，是压力容器的一大危害。据有关压力容器事故资料统计说明，由于腐蚀发生爆炸事故占66.7%。因此，了解金属腐蚀的规律，有助于分析形成压力容器损害的原因和对其在运行过程中出现的缺陷性质作出正确的判断，以便采取相应的措施，提高压力容器的安全使用性。1.2研究背景及意义 随着石油、化工、原子能、冶金和宇航工业的发展，钢铁材料越来越广泛的应用于高应力状态及各种恶劣的环境中，环境作用下的破坏(Envi

10、rorunent Assisted Fracture )也因此不断增加。1886年，Au-Cu-Ag合金在FeCl3溶液中发生了应力腐蚀破裂。随后，黄铜的季裂成为最引人注目的实例。到本世纪初，人们才知道，引起黄铜季裂的内因是冷加工留有的残余应力，外因是由于空气中含有微量的氨，这种断裂在金属表面上并不产生明显的腐蚀产物，而当时宏观上也没有发现表面有潮湿现象，因此，长期以来，人们也没有把这种破裂同电化学腐蚀联系起来。直到1918年，W.H.Bassett才指出了这种破裂与腐蚀的关系并命名为腐蚀断裂。此后，不断出现了各种应力腐蚀破裂的事件。在钢铁材料中，最早的应力腐蚀破裂的例子是1865年铆接锅炉用

11、碳钢的碱脆。1930-1937年发表了Cr-Ni奥氏体不锈钢产生氯化物穿晶应力腐蚀的报告。1940年，Hodge和Miller将应力腐蚀和晶间腐蚀明确的区别开并认为不锈钢的应力腐蚀和氯化物有关。在1944年国际上召开了首次有关应力腐蚀问题的学术讨论后，随着化学、石油、动力等工业向高温、高压方向发展，不锈钢品种的增长、产量的增加和使用范围的扩大，应力腐蚀的事故不断增多，不锈钢，特别是大量使用的奥氏体不锈钢的应力腐蚀破裂问题才成为化工和其他工业部门的重要问题。50年代末期，开始报道了18-8不锈钢在核动力工程中的应力腐蚀破裂。而60年代中期以后，镍基合金在核蒸发器中的应力腐蚀问题也开始出现。进入二

12、十一世纪后，大跨度的重载桥梁、轻型节能汽车、长距离油气输送管道、高性能电气设备、民用电器、化工机械等国民经济的各个部门将对钢材的性能和使用寿命提出更高的要求。另一方面，从可持续发展角度来说，人类必须在钢铁材料的设计、制备、加工、使用和回收等各个环节上加倍重视节约能源、节约资源。此外，随着石油、化工、能源加工业的工艺向着高温、高压和大型化发展，对提高装置的效益和设备的安全可靠性也提出了更高的要求。 为了分析和研究金属材料的腐蚀失效问题，日本三菱公司和美国杜邦化学公司等知名企业对管道及设备的腐蚀失效情况都进行了相应的调查统计，发现60%的应力腐蚀开裂事故发生在不锈钢中，根据日本工业协会收集的超过2

13、50个有关应力腐蚀和腐蚀疲劳的事故并且对这些事故进行统计，各种不同材料由腐蚀引起的事故比重如图1.1所示，其中，在应力腐蚀和腐蚀疲劳失效事故中，不锈钢由于应力腐蚀产生的事故占了55%，腐蚀疲劳产生的事故为6%。研究表明，我国每年约有4%的不锈钢设备因为腐蚀而报废，约有10%的钢铁因发生腐蚀而报废，这不仅造成严重的经济损失，也会导致核泄漏、环境污染甚至是人身伤亡等。 腐蚀是一种电化学过程，腐蚀过程中金属材料作为阳极发生溶解，产生均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀以及晶间腐蚀等现象，而金属材料在外加载荷的作用下会使材料产生一定的损伤，当腐蚀环境和应力同时存在时，应力可以破坏金属材料表面的钝化膜，促使金属阳极

14、反应的发展，当应力大小达到一定程度或长期交变作用时，会使材料产生应力腐蚀开裂或腐蚀疲劳等特殊的腐蚀现象，图1.2总结了材料、腐蚀环境和应力之间的相互联系，从图中可以看出，材料成分、热处理、显微结构、表面状态、服役温度、流速等多种因素共同作用产生不同的失效，只有在特殊的材料一应力一腐蚀环境下，材料才可能发生应力腐蚀开裂。不锈钢构件在实际服役过程中，由于特殊结构、焊接处理和服役环境等因素使构件不可避免的存在着一定的应力。在各种形式的应力状态和腐蚀介质的协同作用下，产生一种或多种局部腐蚀作用，表1.1列举了近年来中国部分石化企业中发生的一些在应力作用下的腐蚀事故，不锈钢的应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、点蚀

15、等有着共同存在、相互作用的现象。2、氯离子对不锈钢的腐蚀机理在化工生产中，腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生，是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐蚀性能较差，不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐蚀性能。铬和镍是不锈钢获得耐蚀性能最主要的合金元素。铬和镍使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜，使不锈钢钝化，降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度，使不锈钢的耐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破话均起着重要的作用。肃然至今人们对氯离子如何是钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论，但是大致分为2种观点。成像膜理论的观点认为，由于氯离子半径小，穿透能力强，故它最容

16、易穿透氧化膜内极小的孔隙，达到金属表面，并与金属相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发生变化，金属产生腐蚀。而吸附理论认为，氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力，他们优先被金属吸附，并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态，氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点，甚至可以取代吸附中的钝化离子，与金属形成氯化物，氧化物与金属表面的吸附并不稳定，形成了可溶性物质，这样导致了腐蚀的加速。电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明，氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内，存在着1个特定的电位值，在此电位下，不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位，击穿电位越大，

17、金属的钝态越稳定。因此，可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。3、应力腐蚀3.2应力对腐蚀影响的研究进展 在实际生产中，应力主要来自两大类，第一类为制造、加工过程中产生的残余应力，如焊接、切割、弯曲、机械切削加工、热处理、铸造等;第二类为装配和使用过程中产生的应力，如淬火、周期性加热和冷却、热膨胀、压力、载荷等。在上述两类中，以残余应力为主，特别是焊接产生的残余应力，最高可达材料的屈服强度。由于设备在设计使用时，都经过严格的校核计算，因此单纯的外部应力(工程载荷)通常不会引起应力腐蚀破裂，但是在多种应力的共同作用下，将显著增大应力腐蚀破裂的可能性。通常，将

18、应力腐蚀开裂机理简单的分为两类:阳极溶解和氢致开裂，对于不锈钢来说在氯离子溶液中，普遍认为是阳极溶解型应力腐蚀开裂。在各种不同理论的应力腐蚀开裂机理中，应力与腐蚀环境间的交互作用也各不相同。目前，比较典型的应力腐蚀机理主要包括: 1)滑移溶解机理:在应力的作用下，材料局部产生塑性变形，表面形成一定程度的滑移台阶，这时膜破裂一溶解一再钝化的过程导致裂纹形核和扩展。根据滑移溶解模型，认为应力腐蚀是膜破裂速率和再钝化速率相匹配的结果。当金属表面的再钝化速率很快，应力将钝化膜撕破后金属表面很快发生再钝化将钝化膜修复，这时金属局部溶解的时间就很短，从而应力腐蚀敏感性较小;当金属表面的再钝化速度较慢，裸露

19、的新鲜金属溶解过程不发生再钝化，金属表面形成大面积的腐蚀，这样应力腐蚀也不敏感。因此，只有当再钝化过程与裂尖应变速率具有一定的关系时，应力腐蚀开裂敏感性才会明显。滑移溶解机理是目前最流行的阳极溶解性应力腐蚀开裂机理，它能解释众多实验现象。根据滑移溶解模型，应力腐蚀是一个钝化膜破裂和再钝化竞争的过程，只有处在钝化膜不稳定的电位范围内才可能发生应力腐蚀开裂，而对于一些没有钝化膜的应力腐蚀体系中，就不能用滑移溶解模型来解释。 2)择优溶解机理:这个模型认为，在平面排列的位错露头处或者新形成的滑移台阶位置处，处于高应变状态的原子择优发生溶解，沿位错线向纵深发展，从而形成隧道空洞。在应力的作用下，隧道空

20、洞之间由于局部应力集中使金属产生机械撕裂，当机械撕裂停止后，又重新开始隧道腐蚀，这个过程的反复导致了裂纹的不断扩展，直到金属不能承受载荷而发生过载断裂。但是，这种隧道的形成并不是应力腐蚀的必要条件，因此不能成为应力腐蚀的主要机理。 3)介质导致解理机理:该模型认为，应力腐蚀的本质是脆性裂纹不连续的形核和扩展的过程，腐蚀介质使材料由韧变脆。其原因主要分成两类，一类是一些特殊离子如氯离子的吸附作用降低了材料的表面能，从而导致材料的脆性断裂;另一类是金属表面形成的钝化膜或疏松层阻碍了位错的发射，从而使材料的韧性下降。这类机理可以解释穿晶应力腐蚀断口和空拉脆性解理断口的一致性，也可以解释应力腐蚀裂纹形

21、核和扩展的不连续性，但是，对于脆性断裂来说，都是先发生位错后达到临界状态时才导致微裂纹的形核，因此，裂尖是否发生位错并不是材料由韧变脆的关键因素。 4)腐蚀促进局部塑性变形机理：该理论认为，局部溶解和局部塑性变形之间存在着协同作用，应力的升高能促进塑性变形并使这种塑性变形局限在裂纹尖端附近，塑性应变越大，裂纹尖端的溶解速率越大，使局部塑性变形促进了局部阳极溶解，从而使裂纹尖端的应力水平进一步增大，进而导致微裂纹的形核。 5)钝化膜应力促进局部塑性变形机理:对于能发生应力腐蚀的体系，表面钝化膜或疏松层截面存在着较大的拉应力，这个拉应力能促进局部塑性变形，并使塑性变形局部化。当腐蚀促进的局部塑性变

22、形发生到临界状态时，局部地区的应力集中等于原子键间的合力，从而导致原子键断裂，应力腐蚀微裂纹形核。此外，还有许多解释阳极溶解型应力腐蚀开裂的机理，不论采用哪一个模型来解释，应力在应力腐蚀开裂各过程中起着举足轻重的作用。在应力和腐蚀环境的交互作用下，要看哪一方面的过程在动力学上对腐蚀和破裂的促进作用更大，但是，不管哪个促进作用更大应力的作用将推动这个关键过程的进行。对于每个特定的腐蚀体系，应力究竟起了怎样的作用是一个错综复杂的问题，如应力的作用是否主要是促进塑性应变和膜破裂，应力的作用如何控制金属表面的活化程度，恒定和交变载荷对金属的腐蚀有着怎样的影响等，都引起了科研工作者的广泛关注。3.3应力

23、对不锈钢的腐蚀特征3.3.1力学特征 (1)应力性质。人们通常认为材料只有在拉应力的条件下才会发生应力腐蚀破裂，拉应力的来源有很多，可以是外加的拉应力，或者是在加工、热处理、装配等过程中形成的残余应力，也可以是由于金属晶界中楔入腐蚀产物而引起的扩张应力。近年来，在工程实例中发现，某些设备或构件受到的应力为压应力，但是在使用过程中也出现了应力腐蚀断裂。其原因可能有两种:一是材料在压应力的作用下，引起金属内部产生滑移变形，增加了金属内部活性通道的数量，可以产生以金属阳极溶解为控制过程的应力腐蚀断裂;另外一种情况是，虽然材料整体上受的力是宏观的压应力，但是在某些部位却是受到微观的拉应力。 (2)存在

24、临界应力。应力腐蚀破裂是一个伴随时间发展的过程，在这个过程中应力起到至关重要的作用，在一定范围内材料所受的应力越大，断裂时间就越短，材料所受到的应力越小，发生应力腐蚀断裂所需要的时间就越长，当材料所受到的应力低于发生应力腐蚀破裂的临界应力值(scc)时，材料发生应力腐蚀破裂的时间将趋于无穷。而对于存在裂纹的试样或者构件，则存在临界应力强度因子(scc)。对于不同的材料，环境体系的6sCC或Kscc可能有很大的差异。 (3)应变速率的作用。应变速率对应力腐蚀的发生与发展有重要的影响。研究表明，不锈钢的应力腐蚀敏感性与材料的应变速率有关。在某一个应变速率区间之内(一般是1-g I O-4s-1)，

25、不锈钢具有较大的应力腐蚀敏感性，而在这个区间之外不锈钢的应力腐蚀敏感性较低。当不锈钢的应变速率大于这一区间的最大值后，不锈钢在拉伸过程中将不会出现明显塑性损失，表明此时不锈钢的应力腐蚀敏感性较低(因在高应变速率时，断裂时间较短，不锈钢材料来不及与周围介质发生腐蚀反应便在外力作用下发生机械过载断裂);当应变速率小于这一区间的最小值时，材料在拉伸过程中也不会出现明显塑性损失，同样表明此时材料-的应力腐蚀敏感性较低(原因是应变速率过低，金属表面的钝化膜由于拉伸作用破裂之后，很快就会有新的钝化膜形成，覆盖在暴露的新鲜金属表面，使之来不及与周围介质发生腐蚀反应，因此不发生应力腐蚀破裂)。3.3.2环境特

26、性 (1)特定的材料/环境介质组合。对于每一种金属材料，只有在特定的介质中才能发生应力腐蚀。例如，奥氏体不锈钢在含有C1-溶液中容易发生应力腐蚀破裂，并且应力腐蚀破裂只当氯化物和酸的浓度都处在一定范围内才一会发生。 (2)特定的电位范围。材料与特定电位的祸合是导致SCC的必要条件，可从电化学的角度找到原因，即金属材料SCC往往发生在电化学极化曲线的活化-阴极保护过渡区、钝化一活化过渡区或钝化一过钝化过渡区，如图3-1所示。在这种条件下，金属局部的钝化膜处于一个不稳定的状态，特别是在有夹杂物或者是晶格缺陷较多的地方，往往会在此处出现活化的点蚀核心，与此同时这个点蚀核心周围的大部分区域还是处于钝化

27、状态，从而构成的大阴极一小阳极的腐蚀原电池，这个腐蚀原电池为局部应力腐蚀裂纹萌生提供了必要条件。特定的材料/环境介质组合正是使材料的自腐蚀电位处于上述钝化-活化过渡区或钝化-过钝化过渡区。图3-1 合金的应力腐蚀断裂电位区3）局部环境与整体环境间的差异。局部环境与整体环境之间的差异形成一个“闭塞电池”，这是应力腐蚀的推动力。测试结果表明，在模拟海水环境的氯化钠浓度为0.035（PH=5）水溶液中，奥氏体不锈钢裂纹尖端的PH值约为0.7，即裂纹尖端为局部酸性，为阳极溶解提供了条件。氯离子溶度的侧脸结果表明，裂纹内部较外部提高了十倍左右。3.3.3裂纹扩展特征SCC的发生于发展可以分为裂纹的孕育期

28、和扩展期两个阶段。SCC裂纹孕育期的长短不一定，短则几分钟或者几个小时，长则几年或者十几年，裂纹孕育期的长短取决于SCC三要素-材料性能、环境状况和力学条件。对于带裂纹的式样，依据外加应力与裂纹面的取向关系分为三类裂纹式样，如图3-2所示。型也称为拉开性，型也叫滑移型，型也叫撕开型。从断裂力学角度，为描述裂纹尖端应力、应变的大小而引入应力强度因子的概念。对于型、型、型裂纹，分别有三类应力强度因子K，K和K。对于型裂纹，K=Ya，式中，a分别表示远离裂纹的均匀拉应力和裂纹长度，而形状因子Y是与裂纹形状、加载方式及式样几何形状有关的量。从裂纹扩展速率（da/d）与裂纹尖端的应力场强度因子K的关系，

29、可将SCC裂纹扩展过程划分为三个阶段，如图3-3所示图3-2 三种裂纹方式图3-3 断裂扩展速率da/d与K的关系第一阶段：当KKSCC时，裂纹才以低速率扩展，这是力学因素起主要作用，da/d随着K的增大而迅速增大。KSCC即为临界应力强度因子。第二阶段：当K不断增大，在打到一定数值后，da/d保持恒定，这是决定裂纹扩展速率的不在是力学因素，化学或电化学因素将起到主要作用。第三阶段：K继续增大，力学因素又将替代化学或电化学因素起主要作用，当K的数值达到临界应力强度因子KC，材料会在机械力的作用下迅速断裂。应力腐蚀裂纹稳定扩展速率与点蚀等其他局部腐蚀相比较要快的多，与机械断裂速率相比几乎忽略不计

30、。设备和式样的应力腐蚀寿命一般是指裂纹成核期、孕育期和裂纹稳定扩展时间的总和。3.3.4应力腐蚀断裂的形貌特征 应力腐蚀裂纹的形貌，从宏观和微观上观察具有不同的特点 应力腐蚀断裂的宏观形貌概括起来有如下特征: 1)裂纹出现在设备或构件的局部区域，而不是发生在与腐蚀介质相接触的整个界面上，裂纹的数量不定，有时很多，有时较少，甚至只有一条裂纹; 2)裂纹一般较深、较窄，裂纹的走向与设备及构件所受应力的方向有很大关系，一般来说，裂纹基本上与所受主应力的方向垂直，但在某些情况下，也会呈现明显的分义裂纹; 3)设备及部件不产生明显的塑性变形; 4)有些应力腐蚀的裂纹是隐藏着的，这些裂纹从设各和试样的表面

31、是看不出来的，只能看到一些腐蚀坑，但是将腐蚀坑剖开，就会发现在腐蚀坑底部隐藏着应力腐蚀裂纹。2.3.4 孔蚀在压力容器表面的局部地区，出现想深处腐蚀的小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀轻微，这种腐蚀形态称为小孔腐蚀（也称点蚀）。点蚀一般在静止的介质中更容易发生。具有自钝化特性的金属在含有氯离子的介质中，经常发生孔蚀。腐蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展，孔蚀一旦形成，具有深挖的动力，即向深处自动加速。在含有氯离子的水溶液中，不锈钢表面的氧化膜便产生了溶解，其原因是由于氯离子能优先有选择地吸附在氧化膜上，把氧原子排掉，然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在基底金属上生成孔径为20m-30m小蚀

32、坑，这些小蚀坑便是孔蚀核。在外加阳极极化条件下，只要介质中含有一定量的氯离子，便可能使蚀核发展成蚀孔。在自然条件下的腐蚀，含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时，能促使蚀核长大成蚀孔。氧化剂能促进阳极极化过程，使金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位以上。蚀孔内的金属表面处于活化状态，电位较负，蚀孔外的金属表面处于钝化状态，电位较正，于是孔内和孔外构成一个活态-钝态微电偶腐蚀电池，电池具有大阴极小阳极面积比结构，阳极电池密度很大，蚀孔加深很快，孔外金属表面同时受到阴极保护，可继续维持钝化状态。孔内主要发生阳极溶解：、 FeFe2+2e,CrCr3+3e,NiNi2+2e,介质呈中性或弱碱性

33、时，孔外的主要反映为： 12O2+H2O+2e=2OH-由于阴、阳两极彼此分离，二次腐蚀产物将在孔口形成，没有多大的保护作用。孔内介质相对于孔外介质呈滞流状态，溶解的金属阳离子不易往外扩散，溶解氧也不易扩散进来。由于孔内金属阳离子浓度增加，氯离子迁入以维持电中性，这样就使孔内形成氯化物的浓溶液，这种浓溶液可使孔内金属表面继续维持活化状态。又由于氯化物水解的结果，孔内介质酸度增加，使阳极溶解加快，蚀孔进一步发展，孔口介质的PH值逐渐升高，水中的可溶性盐将转化为沉淀物，结果锈层、垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池。闭塞电池形成后，孔内、外物质交换更加困难，使孔内金属氯化物更加浓缩，氯化物水解使介质

34、酸度进一步增加，酸度的增加将使阳极溶解速度进一步加快，蚀孔的高速度深化，可把金属断面蚀穿。这种由闭塞电路引起的孔内酸化从而加速腐蚀的作用称为自催化酸化作用。影响孔蚀的因素很多，金属或合金的性质、表面状态，介质的性质、PH值、温度等都是影响孔蚀的主要因素。大多数的孔蚀都是在含有氯离子或氯化物的介质中发生的。具有自钝化特性的金属，孔蚀的敏感性较高，钝化能力越强，则敏感性越高。实验表明，在阳极极化条件下，介质中主要含有氯离子便可以使金属发生孔蚀，而且随着氯离子浓度的增加，孔蚀电位下降，使孔蚀容易发生，尔后又使孔蚀加速。处于静止状态的介质比处于流动的介质能使孔蚀加快。介质的流速对孔蚀的减缓起双重作用，

35、加大流速（仍处于层流状态），一方面有利于溶解氧向金属表面输送，使氧化膜容易形成；而另一面又减少沉淀物在金属表面沉积的机会，从而减少产生孔蚀的机会。5、总 结压力容器腐蚀对设备的安全使用有很大的威胁，不能忽视。这里针对各种腐蚀做了介绍与分析，其中以电化学腐蚀为主，而电化学腐蚀中又以应力腐蚀对设备的损害最大，往往也最难发现和预防，一些重大的设备事故也是由于应力腐蚀导致的。在预防的方面这里给了很多种方案可以参考，但是根据生产的实际情况，现在的生产制造厂一般是表面处理来进行防腐，还有就是表面涂有防腐油漆。对于强腐蚀性介质选择性的材料有高合金的不锈钢材质，但是由于为了经济效益，可以选择采用便宜的碳钢接触

36、面衬一层耐腐蚀钢，而最有效的办法就是使用搪玻璃设备，即表面搪瓷，它是在设备与介质的接触面搪烧一层0.82mm厚的搪瓷玻璃，这层材料是可以选择耐酸型和耐碱型的，这对于生产来讲是一个福利，有效的减少钢材的损耗，而达到防腐的效果。在制造成本上也低于高合金钢。而对于一些高危害环境中的，比如酸性环境或者是潮湿环境中，碳钢或者一些低合金钢很容易腐蚀，这种条件下我们就需要采用多种防腐机制联合防护，用奥氏体高合金不锈钢，或表面包扎一层不锈钢再进行钝化抛光处理。其次就是静电接地，进而防止电化学腐蚀。我们只有分析设备运行的环境以及工作的介质来选择采用哪种或者哪几种措施来防护，这样就可以减缓或者抑制由于腐蚀带来的危

37、害，确保设备的安全。6、参考文献1 丛日升. 浅谈压力容器的腐蚀J.皮革化工，2003；21（3）：43-44.2 黄煌辉. 化工压力容器腐蚀破坏预防措施的探讨J.劳动安全也健康， 2001； （8）：46-473 中国腐蚀与防护学会. 石油工业中的腐蚀与防护M.北京：化学工业出版社，2001：4 蔡霞. 浅谈压力容器的腐蚀与防护措施J.中国氯碱，2003； （8）：29-305 曲良山，黄桂柏，李双林. 油田金属管道和容器腐蚀分析及对策.石油规划设计J.2003； （3）：41-446 谢凤英. 影响压力容器安全可靠性的主要因素J.齐鲁石油化工，2000；28（2）：127-1307 洪志明

38、. 浅析压力容器应力腐蚀及其控制措施J. 内蒙古科技与经济，2009； （6）：112-1138 刘伟芳. 球罐应力腐蚀开裂分析及对策J.石油化工设备，2005； 34（4）： 70-719 黄永昌. 金属腐蚀与防护原理M.上海交通大学出版社，1989:156.10肖纪美. 应力作用下的金属腐蚀M.北京化学工业出版社，1990：36.11马特松. 腐蚀基础M.北京冶金工业出版社，199012苏A.A.巴巴科夫著，殷勤译.不锈钢及其耐腐蚀性M.北京：中国轻工业出版社.13日小泽昭弥编，吴纪勋，卢燕平译.现代电化学M.北京：化学工业出版社，199514陆世英，张德康.不锈钢应力腐蚀破裂M.北京：科

39、学出版社，199715化学工业部化工机械研究室.化工生产装置的腐蚀与防护M.北京:化学工业出版社，199716魏宝明.金属腐蚀理论与应用.北京：化学工业出版社.198317曹楚南.腐蚀电化学M.北京：化学工业出版社，19947、致谢经过两个多月的忙碌，本次论文已经即将结束，作为一名学生，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的指导和同学的帮助与支持圆满完成此次论文是难以想象的。在这里我首先要感谢陈教授的悉心指导和张工的指点，陈教授严谨认真负责的态度和作风给了我深刻的影响。在学习期间，得到了老师们悉心的教导，学到了丰富的知识和做人的道理，为我走向社会迎接挑战打下了坚实的基础。感

40、谢同学们的热心帮助和真诚相待。最后，我要再次向给与我帮助的所有老师和同学们表示深深地感谢，感谢大家在学习、生活中对我的帮助，谢谢大家！ 29百手起驾 整理为您第29页氯离子对不锈钢的腐蚀形式探讨毕业论文写作流程一览表毕业论文是教学科研过程的一个环节，也是学业成绩考核和评定的一种重要方式。毕业论文的目的在于总结学生在校期间的学习成果，培养学生具有综合地创造性地运用所学的全部专业知识和技能解决较为复杂问题的能力并使他们受到科学研究的基本训练。毕业论文的撰写主要包括几个方面的内容：1.论文的选题;2.论文写作框架的确定;3.文献综述;4.开题报告; 5.论文的撰写。一、论文的选题选题是论文撰写成败的

41、关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。选题首先要符合专业培养目标，要与所学专业相关;其次，选题要有理论和现实意义，使其论文形成后既有理论支撑，同时要对现实有所促进;再次选题要注意一些有价值的课题，比如本专业的研究空白、有争议的话题，或者从一个新的角度来研究本专业的老话题、与研究领域有关的当前热点问题、新问题、亲自参与实践调查的课题;第四，选题要结合考虑资料的利用。能找到比较充分的资料来源对于作者写作论文有重要帮助;最后，选题宜小不宜大。题目范围太大易导致内容空泛，难于驾驭。(一)论文的选题的

42、依据：1、依据个人兴趣爱好;2、依据个人知识结构;3、依据当前本专业的研究热点;4、依据当前国际国内经济政治局势;5、依据管理学权威刊物的近期发表论文;6、请教他人。(二)毕业论文的选题原则和要求：1、注重选题的实用价值，选择具有现实意义的题目。(1)理论联系实际，注重现实意义;(2)要注重选题的理论价值。2、勤于思考，刻意求新。(1)从观点、题目到材料直至论证方法全是新的;(2)以新的材料论证旧的课题，从而提出新的或部分新的观点、新的看法;(3)以新的角度或新的研究方法重做已有的课题，从而得出全部或部分新观点;(4)对已有的观点、材料、研究方法提出质疑，虽然没有提出自己新的看法，但能够启发人

43、们重新思考问题。以上四个方面并不是对“新意”的全部概括，但只要能做到其中一点，就可以认为文章的选题有了新意。二、论文写作框架的确定论文写作框架起疏通思路、安排材料、形成结构的作用。一般来讲，学术论文框架需要采用递进的逻辑体系，不建议采用并列的逻辑体系，即论文的各个部分应该是层层递进，有一定的逻辑关系的。如：第一部分是相关概念和涵义，第二部分是问题提出，第三部分是分析问题，第四部分是解决问题的办法，第五部分是解决问题需要实现的一些条件和保障措施，第六部分是总结。可以根据具体情况进行删减和添加。论文框架确定后，应交给导师审阅，再与导师仔细探讨行文的思路，听取导师的指导意见，最后确认论文写作内容框架

44、，作为开题报告中的内容部分。三、文献综述(一)文献综述的介绍文献综述是在确定了选题后，在对选题所涉及的研究领域的文献进行广泛阅读和理解的基础上，对该研究领域的研究现状(包括主要学术观点、前人研究成果和研究水平、争论焦点、存在的问题及可能的原因等)、新水平、新动态、新技术和新发现、发展前景等内容进行综合分析、归纳整理和评论，并提出自己的见解和研究思路而写成的一种不同于毕业论文的文体。它要求作者既要对所查阅资料的主要观点进行综合整理、陈述，还要根据自己的理解和认识，对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的论述和相应的评价，而不仅仅是相关领域学术研究的“堆砌”。(二)文献来源论文查阅

45、的资料来源有：1、电子期刊。包括电子期刊网上的期刊论文、硕士博士的学位论文以及一些电子书籍。2、纸质书籍。如图书、期刊杂志、报纸等。(三)文献综述的写作文献综述基本由前言(引言)、正文、结论和参考文献四大部分组成。1、前言(引言)：简要介绍所综述的课题，研究目的及意义。说明有关概念，规定综述范围，介绍本课题的基本内容：包括研究的历史、现状、前景和争论焦点等，使读者对全文有一个概括的了解。2、正文：是综述的主体部分，对某专业、学科在某阶段的发展历史和当前实际工作水平、成就和展望，以及有关各种情况都应作详细叙述，还要把同行对该方面的不同看法也写进去，进行分析研究。此部分要特别注意两个问题，一是查阅

46、文献的内容要围绕我们选题需要研究的主题内容，以为我们后续研究提供理论支持和依据，严禁文献综述的内容和查阅的资料和论文写作不相关;二是对文献查阅后，不能简单罗列，文献综述的重点在“综述述”，应该通过自己的归纳、总结和整理，进行综合的评述，不能只“述”不评，即只对观点、数据、事实等作纯客观的分析和介绍，不作评价、评议。3、结论：结论是综述的结束语。一般包括研究的结论，本课题研究的意义，存在的分歧，有待解决的问题和发展趋势等。4、参考文献：注明作者所引用的资料，为人们核对或作进一步研究用，这些按引用顺序列出。前沿和结论部分和我的观点有许多不符合的地方，所以没做修改。四、开题报告(一)研究的目的和意义

47、研究目的是简单叙述论文选题的背景，然后提出论文是为了研究什么，为了得到什么结果。研究的意义一般从两个方面来描述：一是论文研究对于当前相关研究的理论有什么贡献(理论意义、学术意义)，二是论文研究对于当前社会经济发展有什么贡献(实践意义、指导意义)。(二)研究的内容及目标研究内容部分即前述的论文框架体系，研究目标重点介绍研究什么，拟解决什么关键问题。(三)研究方案及可行性分析此部分视具体写作情况和学校提供的资源情况而定。(四)研究进度计划时间和内容按照系里的统一规定填写。五、论文的撰写(一)论文构成1.论文题目 2. 论文目录 3.中英文摘要、关键词 4.论文正文 5.致谢 6.参考文献(二)论文

48、目录一般先要确定论文目录，即论文题目、大标题和小标题，这使得论文的起草有了初步依据。然后拟定内容提纲，把论文目录展开，加进必要材料予以扩充，使目录充实和具体化。编写提纲应该由简入繁，由部分到章节再到内容要点，逐步进行扩展。首先根据行文的思路用最粗的轮廓勾勒出文章的几大块，也就是主要组成部分，然后在各部分内填入相应的章节。具体来说写论文无非是提出问题、分析问题、解决问题(或者是理论、实证、结论)，可以在先确定逻辑主线的基础上规划出三个部分，再用相应章节进行对应的填充，最后列出每一节的内容要点。需要注意的一是要论点明确、论据充分;二是要平衡章节之间的长短，即合理安排各部分的篇幅，尽量长短相当，避免

49、体例结构的不相称。对于引入的理论部分要把字数控制在整个篇幅的四分之一左右。(三)中英文摘要、关键词1.按照学校规定的格式撰写2.英文忌用软件翻译，因为语法错误多，专业词汇翻译不够专业3. 关键词一般三个以上(四)论文正文论文的正文通常包括绪论、本论、结论三部分。1、绪论，又称前言、绪言，是正文的起始部分。这一部分一般可涉及以下内容：研究这一课题的目的、意义;提出问题，表明作者观点;说明作者论证这一课题的方法;概括介绍论述的内容或揭示问题的结论;历史回顾。绪论部分在论文中所占比例通常较小。要写得简明扼要，通常几百字即可。2、本论是论文的主体部分。在这部分中要综合运用所学的基本原理、基本理论以及前

50、面说收集的相关资料来详细地阐述论文的研究观点、成果。可根据论题性质，用正面立论的或批驳不同看法或解决别人的疑难问题的方法，来论证文中的思想和新的见解。如果是作者自己提出新的、创造性的东西要注意最重要的是言之存理。这一部分要占全文的三分之二。3、结论是论文的最后部分，这部分的主要内容包括作者对研究的课题得出的答案;作者对研究的课题提出探讨性意见;对未解决的问题提出的某种设想等。它的内容与绪论有关，是一篇论文要旨的简明扼要的提示。通常这部分可以是围绕本论所作的结语，对本论部分进行强调(但注意不是本论部分的重复)。如果结论已在绪论或本论部分作了提示，这部分也可以只做文章的收尾。论文的撰写一方面取决于

51、资料的拥有，另一方面依靠平时理论素养和写作能力的积累。撰写正文前，要对提纲进行再次检查和修改，使之更加完善。文章起草要在思路明晰的基础上一气呵成，切忌断断续续。起草阶段，要先形成初稿。初稿的写作就是按照提纲形成是构思填充内容。形成的论文应该是论点明确，内容充实;叙述上主次分明、详略得当;论文各部分条理清晰、层次分明;段落之间的衔接自然、舒展，逻辑性要强。撰写论文的过程中，忌大篇幅引用，切忌抄袭他人论文，国内一般认为不超过200字就不算抄袭。然而，在考研与就业压力的夹缝中，大学毕业论文的生存处境日渐尴尬，弄虚作假现象泛滥，论文写作陷入抄袭的怪圈，毕业论文写作只是“网上摘些，书上的借用些，最后整合

52、一下就算大功告成”“ 写论文惟一的收获就是学会了复制、粘贴的快捷键”。那么我们该如何规避抄袭的风险?首先，每个内容小点一定要自己拟定。紧接着，根据所收集到的资料对小点内容进行扩充充实，尽量使用自己的语言来陈述。六、论文格式1、字体：论文所用字体要求为宋体。2、字号：第一层次题序和标题用小三号黑体字;第二层次题序和标题用四号黑体字;第三层次及以下题序和标题与第二层次同;正文用小四号宋体。3、摘要及关键词：中文摘要及关键词：“摘要”二字采用三号字黑体、居中书写，“摘”与“要”之间空两格，内容采用小四号宋体。“关键词”三字采用小四号字黑体，顶格书写，一般为35个。英文摘要应与中文摘要相对应，字体为小

53、四号Times New Roman。4、目录：“目录”二字采用三号字黑体、居中书写，“目”与“录”之间空两格，第一级层次采用小三号宋体字，其他级层次题目采用四号宋体字。5、正文文中标题：一级标题：标题序号为“一”，用5号宋体加粗，独占行，末尾不加标点，如“一、有利于品牌资产的提高”;二级标题：标题序号为“(一)”，用5号宋体加粗，独占行，末尾不加标点，如“(一)有利于品牌资产的提高”;三级标题：标题序号为“1”，用5号宋体加粗，可根据标题的长短决定是否独占行，若独占行，则末尾不加标点，若不独占行，标点后面须加句号，如“1.有利于品牌资产的提高”。四级标题：标题序号为“(1)”，用5号宋体，要求

54、与三级标题相同;五级标题：标题序号为“”，用5号宋体，要求与三级标题相同。(注：每级标题的下一级标题应各自连续编号)如“有利于品牌资产的提高”：6、标点：注意论文文中标点的全角半角之分。7、参考文献：参考文献包括著作、论文等正式文献，也包括统计、工作报告等事实材料，还可以包括没有正式出版和发表的资料。外文原文著作和论文，其参考文献的标题应当用原文列出。注释和参考书目的标题主体和标识顺序，按“作(著)者/题(书)名/出版事项”顺序排列。具体顺序为：作者姓名、文献名称、版次(第一版不标注)、页码、出版地、出版社或刊物名、出版日期或刊物期数。参考文献要另起一页，一律放在正文后，在文中要有引用标注，如

55、 1，参考文献一般不低于15-20篇。七、论文撰写常见问题1. 一、二、三级标题不规范，特别是标点符号不规范2. 摘要非摘要、关键词不关键3. 论文词汇太华丽，太煽情，表述不严谨4. 参考文献格式不规范5. 没有自己的观点和创新6.抄袭现象严重编号：毕业设计(论文)开题报告教 学 系： 专业班级： 学生姓名： 题 目： 指导教师： 起止时间： 一、课题的来源、选题依据、课题研究（或实践）的意义二、课题研究（或实践）的基本内容和研究（或实践）方法 三、主要工作思路四、课题研究（或实践）实施计划五、工作进度与安排六、参考文献指导教师意见： 指导教师签字：年 月 日教研室意见： 教研室主任签字：年

56、月 日 教学系意见：教学系签章：年 月 日注：1、本表格由学生填写。2、要上交打印稿，由教学系存档。标准论文格式一：1、题目。应能概括整个论文最重要的内容，言简意赅，引人注目，一般不宜超过20个字。论文摘要和关键词。2、论文摘要应阐述学位论文的主要观点。说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。尽可能保留原论文的基本信息，突出论文的创造性成果和新见解。而不应是各章节标题的简单罗列。摘要以500字左右为宜。 关键词是能反映论文主旨最关键的词句，一般3-5个。3、目录。既是论文的提纲，也是论文组成部分的小标题，应标注相应页码。4、引言（或序言）。内容应包括本研究领域的国内外现状，本论文所要解决的问题

57、及这项研究工作在经济建设、科技进步和社会发展等方面的理论意义与实用价值。5、正文。是毕业论文的主体。6、结论。论文结论要求明确、精炼、完整，应阐明自己的创造性成果或新见解，以及在本领域的意义。7、参考文献和注释。按论文中所引用文献或注释编号的顺序列在论文正文之后，参考文献之前。图表或数据必须注明来源和出处。 （参考文献是期刊时，书写格式为： 编号、作者、文章题目、期刊名（外文可缩写）、年份、卷号、期数、页码。 参考文献是图书时，书写格式为： 编号、作者、书名、出版单位、年份、版次、页码。）8、附录。包括放在正文内过份冗长的公式推导，以备他人阅读方便所需的辅助性数学工具、重复性数据图表、论文使用

58、的符号意义、单位缩写、程序全文及有关说明等。二：本科毕业论文格式要求：1、装订顺序：目录-内容提要-正文-参考文献-写作过程情况表-指导教师评议表参考文献应另起一页。纸张型号：A4纸。A4 210297毫米论文份数：一式三份。其他（调查报告、学习心得）：一律要求打印。2、论文的封面由学校统一提供。(或听老师的安排）3、论文格式的字体：各类标题（包括“参考文献”标题）用粗宋体；作者姓名、指导教师姓名、摘要、关键词、图表名、参考文献内容用楷体；正文、图表、页眉、页脚中的文字用宋体；英文用Times New Roman字体。4、字体要求： （1）论文标题2号黑体加粗、居中。 （2）论文副标题小2号字

59、，紧挨正标题下居中，文字前加破折号。 （3）填写姓名、专业、学号等项目时用3号楷体。 （4）内容提要3号黑体，居中上下各空一行，内容为小4号楷体。 （5）关键词4号黑体，内容为小4号黑体。 （6）目录另起页，3号黑体，内容为小4号仿宋，并列出页码。 （7）正文文字另起页，论文标题用3号黑体，正文文字一般用小4 号宋体，每段首起空两个格，单倍行距。 （8）正文文中标题 一级标题：标题序号为“一、”， 4号黑体，独占行，末尾不加标点符号。 二级标题：标题序号为“（一）”与正文字号相同，独占行，末尾不加标点符号。 三级标题：标题序号为“ 1. ”与正文字号、字体相同。 四级标题：标题序号为“（1）”

60、与正文字号、字体相同。 五级标题：标题序号为“ ”与正文字号、字体相同。 （9）注释：4号黑体，内容为5号宋体。 （10）附录： 4号黑体，内容为5号宋体。 （11）参考文献：另起页，4号黑体，内容为5号宋体。 （12）页眉用小五号字体打印“上海复旦大学XX学院2007级XX专业学年论文”字样，并左对齐。5、 纸型及页边距：A4纸(297mm210mm)。6、页边距：天头（上）20mm，地角（下）15mm，订口（左）25mm，翻口（右）20mm。7、装订要求：先将目录、内容摘要、正文、参考文献、写作过程情况表、指导教师评议表等装订好，然后套装在学校统一印制的论文封面之内（用胶水粘贴，订书钉不能露在封面外）。 1.纸张与页面设置（1）A4，纵向；（2）页边距：上1.0cm，下2cm，左侧2.5cm，右侧2cm 2.页眉（1）设置：1.4cm（2）字体：统一使用汉语：小五号宋体。（3）分割线：3磅双线；（4）内容：学院本科期末论文，居中。3.页脚内容：页码，居中。4.论文基本内容与要求（1）论文题目：单独成行，居中，日语：小2号黑体；英语：