緒論/001

節定義002

第二節危害003

一、對國民經濟的影響003

二、嚴重阻礙科學技術的發展004

三、對生命、設備及環境的危害004

第三節內容和任務004

一、內容004

二、任務005

第四節本質005

第五節類型005

一、按照腐蝕反應的機理分類006

二、按照腐蝕的環境分類006

三、按照腐蝕的形態分類006

第六節腐蝕控制工程全生命周期007

一、腐蝕控制工程全生命周期的理念007

二、腐蝕控制工程全生命周期的實施運作008



章金屬腐蝕的基本原理/009

節金屬電化學腐蝕的電化學反應過程009

一、電化學反應式009

二、實質010

第二節金屬電化學腐蝕傾向的判斷012

一、電極電位與物質能量之間的關繫012

二、電極電位（E）013

三、平衡電極電位與能斯特（Nernst）方程式014

第三節腐蝕電池019

一、必要條件019

二、工作過程及作用020

三、類型021

第四節金屬電化學腐蝕的電極動力學024

一、腐蝕速度與極化作用024

二、極化原因及類型029

三、電化學極化規律029

四、濃差極化規律030

五、混合電位理論及應用031

六、金屬的鈍化033

第五節金屬化學腐蝕036

一、高溫氧化036

二、氣體腐蝕038

三、金屬在非電解質溶液中的腐蝕040

思考題040

習題041



第二章金屬常見的腐蝕形式/042

節全面腐蝕與局部腐蝕042

第二節電偶腐蝕043

一、概念043

二、電偶序043

三、影響因素045

四、防止046

第三節點蝕046

一、概念046

二、機理047

三、影響因素048

四、防止049

第四節縫隙腐蝕049

一、概念049

二、機理050

三、防止051

第五節晶間腐蝕051

一、概念051

二、奧氏體不鏽鋼的晶間腐蝕機理——貧鉻理論052

三、防止052

第六節力與環境聯合作用產生的腐蝕破壞053

一、拉應力與環境聯合作用——應力腐蝕破裂053

二、交變應力與環境聯合作用——腐蝕疲勞055

三、衝擊應力與環境聯合作用——空泡腐蝕(又稱汽蝕)056

思考題057

習題057



第三章影響金屬腐蝕的因素/058

節材料因素058

一、金屬種類058

二素與雜質058

三、表面狀態059

四、內應力059

五、熱處理059

六、電偶效應059

第二節環境因素059

一、去極劑種類與濃度059

二、溶液pH值060

三、溫度061

四、流速061

五、溶解鹽與陰、陽離子061

第三節設備結構因素062

一、應力062

二、表面狀態與幾何形狀062

三、異種金屬組合062

四、結構設計不合理062

思考題063

習題063



第四章自然環境中的腐蝕/064

節水的腐蝕064

一、淡水腐蝕064

二、海水腐蝕067

第二節大氣腐蝕068

一、類型069

二、特點070

三、影響因素071

四、防止072

第三節土壤腐蝕072

一、特點073

二、影響因素074

三、防止075

思考題075

習題075



第五章金屬材料的耐蝕性能/076

節鐵碳合金076

一素對耐蝕性能的影響077

二、耐蝕性能078

第二節高硅鑄鐵081

一、性能082

二、機械加工性能的改善082

三、應用082

第三節低合金鋼083

一、在自然條件下的耐蝕性083

二、在高溫氫氣氛中的耐蝕性083

第四節不鏽鋼084

一、概述084

二、機理085

三、主素對耐蝕性的影響087

四、發展方向088

五、應用及經濟評價088

第五節有色金屬及其合金093

一、鋁及鋁合金093

二、銅及銅合金094

三、鎳及鎳合金095

四、鈦及鈦合金096

思考題098

習題098



第六章非金屬材料的耐蝕性能/099

節一般特點099

第二節防腐蝕塗料100

一、塗料的種類和組成100

二、常用的防腐蝕塗料101

三、重防腐塗料104

四、水性防腐蝕塗料108

第三節塑料108

一、定義及特性108

二、組成109

三、分類110

四、聚氯乙烯塑料(PVC)110

五、聚乙烯塑料(PE)111

六、聚丙烯塑料(PP)112

七、氟塑料112

八、氯化聚醚(CPE)114

九、聚苯硫醚(PPS)115

第四節玻璃鋼115

一、主要原材料115

二、成型工藝117

三、耐蝕性能118

四、應用及經濟評價119

第五節橡膠119

一、天然橡膠119

二、合成橡膠120

三、應用及經濟評價121

第六節硅酸鹽材料122

一、化工陶瓷122

二、玻璃123

三、化工搪瓷124

四、輝綠岩鑄石125

五、天然耐酸材料125

六、水玻璃耐酸膠凝材料126

第七節不透性石墨126

一、種類及成型工藝127

二、性能127

三、應用及經濟評價128

思考題129

習題129



第七章常用化工防腐蝕方法及施工技術/130

節表面清理130

一、機械清理130

二、化學、電化學清理132

三、混凝土結構表面處理133

第二節表面覆蓋層133

一、金屬覆蓋層133

二、非金屬覆蓋層139

第三節電化學保護153

一、陰極保護153

二、陽極保護155

三、聯合保護156

四、陽極保護與陰極保護的比較157

第四節緩蝕劑158

一、分類158

二、影響因素158

三、應用159

第五節防腐工程施工中的自動化和智能化161

一、海上風力發電機塔筒的自動噴砂、自動噴塗鋅（合金）塗層設備161

二、海洋橋梁鋼箱梁自動噴砂、自動噴塗鋅（合金）塗層設備163

思考題164

習題164



第八章防腐蝕案例分析/165

節防腐蝕成功案例分析165

一、金屬防腐蝕成功案例165

二、非金屬防腐蝕成功案例169

第二節防腐蝕失敗案例分析169

一、金屬防腐蝕失敗案例170

二、非金屬防腐蝕失敗案例172



第九章腐蝕試驗方法/175

節腐蝕試驗的目的及分類175

一、目的175

二、分類175

第二節腐蝕試驗條件176

一、試樣的準備176

二、腐蝕的暴露條件177

第三節金屬腐蝕試驗方法179

一、表面觀察法179

二、重量法179

三、電化學試驗方法181

四、局部腐蝕試驗方法185

第四節非金屬材料腐蝕試驗方法188

一、塑料腐蝕試驗方法188

二、玻璃鋼腐蝕試驗方法189

三、塗料腐蝕試驗方法190

四、硅酸鹽材料腐蝕試驗方法190

第五節工業腐蝕監測方法簡介190

一、腐蝕監測的意義190

二、常用腐蝕監測方法191



附錄/192

附錄一試驗指導書192

試驗一重量法測定金屬腐蝕速度（必做）192

一、目的要求192

二、基本原理192

三、儀器、藥品和試驗裝置193

四、操作步驟193

五、數據記錄193

六、結果處理194

試驗二恆電位法測定極化曲線（必做）194

一、目的要求194

二、基本原理194

三、儀器、藥品和試驗裝置195

四、操作步驟195

五、數據記錄196

六、結果處理196

試驗三手糊法制玻璃鋼（必做）197

一、目的要求197

二、基本原理197

三、儀器、藥品及試驗裝置197

四、操作步驟197

試驗四在碳鋼表面用火焰噴塗方法制備鋁塗層——熱噴塗（選做）198

一、目的要求198

二、基本原理198

三、試驗設備工具及材料198

四、操作步驟198

五、塗層質量檢驗201

試驗五磚板襯裡（選做）201

一、目的要求201

二、試驗工具及材料201

三、操作步驟201

附錄二HDV-7型恆電位儀操作規程202

附錄三常用標準號204

附錄四符號表204



參考文獻/206

前言

本書自2013年8月第二版出版發行以來，我國政治、經濟、科學技術等領域都發生了巨大的變化，經濟的高速發展也帶來了更多的腐蝕問題。

近年來，世界各國對腐蝕與防護問題愈加重視，成立了國際腐蝕控制工程全生命周期標準化技術委員會（ISO/TC156/SC1），提出了腐蝕與防護的新理念和體繫：腐蝕控制工程全生命周期，指導制定了繫列防腐蝕標準，對推動腐蝕與防護工作的開展起到重要的作用。

世界各國都致力於海洋開發，船舶、跨海大橋、海上風電等發展迅速，而海洋環境的腐蝕性遠大於內陸環境，海洋環境下對金屬的腐蝕與防護有著更高的要求。

隨著社會工業化程度的提升，環境壓力逐漸成為社會各界關注的重要議題，因此開發新的防腐材料、防腐工藝和防腐技術以適應環保要求也是目前迫切需要解決的問題。

本次修訂的重點是：

① 緒論中第六節全面腐蝕控制更改為目前新的國際通用的防腐體繫：腐蝕控制工程全生命周期，介紹腐蝕控制工程全生命周期的理念和實施運作。

② 第六章第二節的重防腐塗料部分增加了近些年應用較廣的新型重防腐塗料：聚硅氧烷、氟碳塗料、聚脲、石墨烯塗料、納米塗料等。

③ 第六章第二節增加水性防腐蝕塗料，為減少傳統塗料VOC排放導致的環境污染，現在各國都致力於水性塗料的開發，水性防腐塗料將在防腐工程中發揮更為重要的作用。

④ 第七章增加第五節防腐工程施工中的自動化和智能化，自動化與智能化施工是工程施工的發展方向，本節介紹了自動化和智能化在防腐工程中的實際應用。

⑤ 附錄三常用標準號部分，刪除了上版中廢止的標準，增加了替代標準，更新了標準版本，使所用標準均為現行標準。

本書的重點仍為三部分：個重點為～四章，介紹了金屬腐蝕的基本原理、影響因素、腐蝕形式及常見的環境腐蝕，可幫助我們分析引起腐蝕的原因，找到腐蝕的規律，從而找到防止腐蝕的方法和途徑；第二個重點為第五章、第六章即材料的耐蝕性能，為合理選材奠定基礎；第三個重點為第七～九章，介紹了防腐蝕工程中常用的防腐蝕方法及施工技術、成功和失敗案例、腐蝕監測技術及試驗方法，指導正確的施工、總結成功經驗和失敗教訓及進行科學試驗，同時對防腐蝕施工中的自動化和智能化做了一些介紹。

本書的內容已制作成用於多媒體教學的PPT課件，並將免費提供給采用本書作為教材的院校使用。如有需要，請發電子郵件至cipedu@163.com獲取，或登錄www.cipedu.com.cn免費下載。

參加本書編寫的有段林峰（緒論、章、第八章、第九章及部分附錄等），邱小雲（第二章、第六章、第七章、部分附錄），袁強（第三章），劉星（第四章），張劍峰（第五章），全書由段林峰、邱小雲主編，張志宇主審。

承蒙張志宇老師為本書做了認真的審閱，對此我們表示衷心的感謝。

由於編者水平有限，不足之處在所難免，歡迎讀者提出寶貴意見和建議。



編者

2020年11月





版前言

化工腐蝕與防護在化工過程中具有十分重要的意義，根據2000年不完全統計，我國當年因腐蝕造成的損失為500人民幣，約占當年國內生產總值（GDP）的6%，這個龐大的數字比當年所有自然災害的總和還要大得多。在化工過程中，防腐蝕不是可有可無的，也不是願不願意的問題，而是要下大力氣、花大代價要搞好的事情，否則必將對生產過程帶來非常大的影響，對設備造成嚴重危害，更危險的是它造成的事故往往是災難性的，終算到經濟賬上，因腐蝕造成的損失比起防止這些腐蝕所要花去的費用要大得多。

高職高專是近幾年新發展起來的高等職業教育，高職高專培養的學生應該能文能武，既懂理論又會實踐，這樣的學生受企業歡迎。作為過程裝備與控制專業的首輪教材，我們在編寫本書過程中盡量貫徹上述指導思想，本著理論上力求精練，語言敘述通俗易懂，應用上符合實際，達到可操作程度，將近幾年已發展成熟的防腐蝕新技術、新材料反映出來，同時也將防腐蝕成功和失敗案例獨立成章（第八章），以供讀者參考。

本書的重點為三部分：個重點為章、第二章、第三章及第四章，介紹了金屬腐蝕的基本原理、影響因素、腐蝕形式及常見的環境腐蝕，它可幫助我們分析引起腐蝕的原因，找到腐蝕的規律，從而指導防止腐蝕方法和途徑；第二個重點為第五章、第六章，即金屬材料及非金屬材料的耐蝕性能；第三個重點為第七章、第八章及第九章，介紹了現在防腐蝕工程中常用的防腐蝕方法及施工技術、成功和失敗案例、腐蝕監測技術及試驗方法。如果這本書能幫助讀者比較正確地分析金屬腐蝕的原因，合理地選用材料以及找到比較經濟的防腐蝕方法，那就達到了這本教材的目的。

2003年10月，在長沙召開的過程裝備與控制專業提綱審定會議上通過了本書的編寫大綱。並於2004年5月在武漢召開的全國化工高職高專過程裝備與控制專業教材審稿會上獲得通過，以後主編與主審又經反復審核，本書纔得以定稿。

根據*規劃，高職高專將逐步地由三年制向二年制過渡，為了適應這種變化，本書予以充分考慮，並在書中有了反映，即對於二年制學生，目錄中帶有“*”的節、點可不在課堂上講授，供學生課後閱讀或作為參考資料使用。

參加本書編寫的有張志宇（緒論、章及附錄中試驗指導書），袁強（第二、第三章），劉星（第四章），張劍峰（第五、第六章），段林峰（第七、第九章），邱小雲（第八章）。全書由張志宇主編，丁丕洽主審。

承蒙丁丕洽老師為本書做了認真的審閱，在此我們向丁丕洽老師表示衷心感謝。

由於時間倉促，編者水平有限，不足和錯誤之處在所難免，歡迎讀者和任課老師提出寶貴意見和建議，以便再版時完善。



編者

2004年10月





第二版前言

本書自2005年2月版出版發行以來，我國的政治、經濟、科學技術等領域都發生了巨大的變化，GDP從當年的不足1一躍而發展到47，中國已成為世界第二大經濟體。當然在經濟迅速發展的同時，腐蝕也在發生，據不完全統計，2012年我國因腐蝕造成的損失約為1.，若能利用現有防腐技術，至少可使腐蝕減少1/3，可少損失近6500億，而2012年我國自然災害造成的損失約為42。由此可見，腐蝕造成的損失是十分巨大的，防腐的潛力也是很大的。

隨著科學技術的發展，新的防腐材料、技術尤其是綠色防腐理念得到了長足的進步，綠色防腐理念與中共十八大提出的建設美好家園不謀而合，掌握現代防腐技術將為創建美好家園做出重大貢獻。

鋻於此，有必要對版進行修訂。

本次修訂的重點為：

① 章節調整,調整原則為有利於教學，將版的第二章與第三章對調，即版的第二章“影響金屬腐蝕的因素”調為第三章，版的第三章“金屬常見的腐蝕形式”調為第二章。

② 增加第八章“防腐蝕案例分析”的案例量，以實際已使用5年至今完好，儲存50%NaOH的5000m3碳鋼儲罐內壁塗層防護為例，從防腐設計（腐蝕機理分析、選材、塗層厚度設計）、防腐蝕作業（防腐蝕規範準備、人材機管理、作業技術）到質量檢驗繫統詳盡地做了介紹，該案例盡量采用新規範、新技術及質量評估方法，具有非常強的可操作性。

③ 新增了大量圖片，使枯燥的敘述文字變得直觀、生動，提高視覺衝擊力，易於教學，提高學生學習的積極性。

本書的重點仍為三部分，個重點為章、第二章、第三章及第四章，介紹了金屬腐蝕的基本原理、常見的腐蝕形式、影響因素及自然環境腐蝕，它可幫助我們分析引起腐蝕的原因，找到腐蝕的規律，從而指導防止腐蝕方法和途徑；第二個重點為第五章、第六章即金屬材料及非金屬材料的耐蝕性能，為合理選材奠定基礎；第三個重點為第七章、第八章及第九章，介紹了防腐蝕工程中常用的防腐蝕方法及施工技術、成功和失敗案例、腐蝕監測技術及試驗方法，指導正確的施工、總結成功經驗和失敗的教訓以及進行科學試驗。如果這本書能幫助讀者比較正確地分析金屬腐蝕的原因，合理地選用材料以及找到比較經濟的防腐蝕方法，那就達到了編寫這本書的目的了。

參加本書編寫的有張志宇（緒論、章、第八章、第九章及附錄等），邱小雲（第六章、第七章），袁強（第二章、第三章），劉星（第四章），張劍峰（第五章）。全書由張志宇、邱小雲統稿，段林峰主審。

承蒙段林峰老師為本書做了認真的審閱，對此我們向段林峰老師表示衷心感謝。

由於編者水平有限，加之學時受限，不足之處在所難免，歡迎讀者和任課老師提出寶貴意見和建議，使之更加完善。



編者

2013年4月