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金屬腐蝕與防護(hù)論文范文1
一、選題的背景、意義及目的
20世紀(jì)50年代前腐蝕的定義只局限于金屬腐蝕。從50年代以后，許多權(quán)威的腐蝕學(xué)者
或研究機(jī)構(gòu)傾向于把腐蝕的定義擴(kuò)大到所有的材料。金屬及其合金至今仍然是最重要的結(jié)構(gòu)材料，所以金屬腐蝕還是最引人注意的問題之一。腐蝕給合金材料造成的直接損失巨大。有人統(tǒng)計(jì)每年全世界腐蝕報(bào)廢的金屬約一億噸,占年產(chǎn)量的20%～40%。估計(jì)全世界每年因腐蝕報(bào)廢的鋼鐵設(shè)備相當(dāng)于年產(chǎn)量的30%。顯然，金屬構(gòu)件的毀壞，其價(jià)值遠(yuǎn)比金屬材料的價(jià)值大的多；發(fā)達(dá)國家每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)總值的2-4%；美國每年因腐蝕要多消耗3.4%的能源；我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失至少達(dá)二百億。腐蝕的巨大危害不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)損失上，它還會(huì)帶來慘重的人員傷亡、環(huán)境污染、資源浪費(fèi)、阻礙新技術(shù)的發(fā)展、促進(jìn)自然資源的損耗。
電鍍技術(shù)對解決材料的腐蝕具有重大作用。 電鍍在工業(yè)中的作用大致分為美觀裝飾、防護(hù)延壽、特殊功能等三大類其作用有： 1、 美化產(chǎn)品美觀，提升產(chǎn)品附加值
通過在基體表面電鍍一層金屬鍍膜，賦予產(chǎn)品表面金屬質(zhì)感、仿古色等多種精美金屬色，提高商品的附加值，在家居建材裝飾等行業(yè)廣泛應(yīng)用，如：門鎖、燈具、衛(wèi)浴、家居裝飾、工藝制品等。常見的鍍種有，鎳、鉻、仿金（黃銅）、黑鎳、金、銀等。 2、防護(hù)基體，延長產(chǎn)品壽命，節(jié)約金屬資源
防護(hù)性電鍍是電鍍加工工藝中主要的工藝種類之一。通過在基體表面鍍覆一層薄而致密的耐蝕鍍層或比基體電位負(fù)的陽極性鍍層，以達(dá)到保護(hù)基體、延長產(chǎn)品使用壽命的目的。在裝飾產(chǎn)品的同時(shí)也節(jié)約了資源。防護(hù)型鍍層廣泛應(yīng)用在汽車、輪船、機(jī)械等行業(yè)。如：汽車輪轂、摩托車檔泥板、機(jī)械配件、鋼構(gòu)等，代表工藝有多層鎳鉻、鋅、錫等。
3、使非金屬材料金屬化：塑料電鍍是此類工藝的代表。隨著塑料電鍍工藝的發(fā)展成熟，使得塑料等新材料工業(yè)得到了飛速發(fā)展，使得電子工業(yè)中的集成電路成為可能，推動(dòng)了整個(gè)電子工業(yè)的發(fā)展，最具代表的就是PCB塑料電路板電鍍工藝。通過在塑料表面金屬化后鍍覆一層銅，再經(jīng)過電路刻蝕后形集成電鍍板。現(xiàn)代的體積小，功能強(qiáng)大的電子產(chǎn)品均得益于此電鍍工藝。
二、國內(nèi)外電鍍技術(shù)研究現(xiàn)狀、水平及發(fā)展趨勢
目前，電鍍技術(shù)主要在裝飾、材料輕量化和異形結(jié)構(gòu)加工方面研究發(fā)展較為成熟。現(xiàn)代汽車、摩托車和自行車日趨輕量化且豪華美觀, 其塑料電鍍發(fā)揮了重要作用。建筑裝飾已是建筑物的重要組成部分。無論是從經(jīng)濟(jì)效益, 還是從提高建筑安全性能的角度來看, 采用輕質(zhì)非金屬材料制作建筑裝飾件都是十分有利的, 而材料的首選就是玻璃鋼(FRP)。在FRP無電鍍技術(shù)以前, 在建筑中就有多項(xiàng)應(yīng)用。減輕材料的重量，對建筑的安全性具有重要作用。塑料電鍍技術(shù)是首選。目前此技術(shù)已在建筑領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。
2007年12月14日，在北京航空航天大學(xué)如心學(xué)術(shù)會(huì)議廳，由北京電鍍學(xué)會(huì)組織召開了2007年下半年的電鍍新技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)。會(huì)議介紹了最近的研究成果，包括高性能貴金屬氧化物不溶性陽極、有機(jī)廢水電解處理、導(dǎo)電性納米電極、氫能利用、DSA的應(yīng)用以及鍍金、鍍銠技術(shù)等。
塑料電鍍是現(xiàn)代加工工藝中典型的新型材料和新工藝結(jié)合的技術(shù)。隨著21世紀(jì)高科技發(fā)展的需要，塑料電鍍在工程和功能方面還會(huì)大幅度擴(kuò)展，一些新的電鍍技術(shù)將會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。如在陶瓷基上電鍍銅制作的電容器，對全塑封裝的小型變壓器的外封裝塑料進(jìn)行電鍍來屏蔽電磁場，增強(qiáng)了變壓器的性能和壽命。塑料電鍍技術(shù)是值得表面處理界關(guān)注的技術(shù),尤其是塑料表面的直接電鍍, 綜合了非金屬材料和金屬材料兩方面的優(yōu)點(diǎn), 只要設(shè)計(jì)人員對兩者的性能有足夠的了解, 充分加以利用, 就有可能制作出有特點(diǎn)的制品, 應(yīng)用前景廣闊。
三、電鍍技術(shù)研究理論依據(jù)、內(nèi)容和方法
電鍍指的是通過化學(xué)、物理手段在需要的材料表面鍍上保護(hù)材料，改變材料的性能。未來電鍍技術(shù)的發(fā)展在塑料、陶瓷方面研究前景廣闊。通常需要電鍍的材料為固態(tài)，被電鍍上的材料的有效成分在溶液中，通過外加電壓，使需電鍍的材料均勻析出在需要電鍍的材料表面。
通過理論計(jì)算需要電鍍材料的電勢，和所加的外加電壓，通過試驗(yàn)，使需要的材料電鍍到使用材料上，從而改變材料的性能。
四、課題研究的過程
通過在網(wǎng)絡(luò)、圖書館收集有關(guān)電鍍的資料，對目前電鍍技術(shù)研究的現(xiàn)狀和同領(lǐng)域研究觀點(diǎn)的差別，提出自己的觀點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際情況，安排收集資料、整理資料、總結(jié)資料的時(shí)間。規(guī)劃出寫論文的步驟。主要的是每一階段研究的時(shí)間作出明顯設(shè)定。保證研究過程環(huán)環(huán)緊扣，有條不紊，循序漸進(jìn)。
金屬腐蝕與防護(hù)論文范文2
【關(guān)鍵詞】油田硫化氫，腐蝕機(jī)理，防護(hù)，現(xiàn)狀，發(fā)展
中圖分類號：R142文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、前言
油田硫化氫的腐蝕已經(jīng)對人們的生活造成了一定程度的破壞，如何對油田進(jìn)行安全且合理的開采，已成為專業(yè)人士所重視的課題。
二、油田硫化氫腐蝕概況
油氣井開發(fā)過程中，從鉆桿到套管、油管、井口裝置、井下工具、輸氣管道，都存在不同情況的腐蝕。研究如何安全高效地防止硫化氫腐蝕成為勘探和開發(fā)硫化氫氣藏的一個(gè)重要課題。
1.對金屬的腐蝕
在絕大多數(shù)油田井腐蝕中，產(chǎn)出液含水量及其組成對腐蝕起著決定性作用。油田開發(fā)初期含水率較低，腐蝕并不嚴(yán)重。但隨著含水率的升高，井下管柱的腐蝕變得日益嚴(yán)重。
2.對水泥環(huán)的腐蝕
硫化氫能破壞水泥石的所有成分，水泥石所有水化產(chǎn)物都呈堿性，硫化氫與水泥石水化產(chǎn)物反應(yīng)生成CaS、FeS、Al2S3，硫化氫 含量大時(shí)生成Ca（HS）2，其中FeS、Al2S3等是沒有膠結(jié)性的物質(zhì)。如果水泥環(huán)耐硫化氫腐蝕，則可以阻擋硫化氫對套管的腐蝕。而溶于潮氣中的硫化氫腐蝕性更強(qiáng)。
三、防硫化氫完井工藝現(xiàn)狀
1.選擇耐腐蝕材質(zhì)
井下管柱、井下工具以及井口裝置,是油井生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,若出現(xiàn)腐蝕破壞會(huì)危害油井安全生產(chǎn),不同腐蝕介質(zhì)對不同材質(zhì)的腐蝕程度存在很大差異,為了延長設(shè)備的使用壽命,保證生產(chǎn)和作業(yè)安全,節(jié)約成本,需要合理選擇材質(zhì)。井口裝置、井下工具及完井工具配套設(shè)備的材質(zhì)選用抗硫材質(zhì)；油套管可選用防硫或既抗硫化氫又抗CO2腐蝕的管材或內(nèi)襯油管；井下油管柱包括入井工具的連接,絲扣宜采用金屬對金屬密封扣。主要還是應(yīng)根據(jù)油井腐蝕環(huán)境,確定合適的管材。但在耐腐蝕的材質(zhì)選擇上還存在一些不足。
井口裝置、井下工具及完井工具配套設(shè)備的材質(zhì)選用抗硫材質(zhì),如使用35CrMo、13Cr、AISI4140(18-22Cr)等或合金鋼;油套管可選用防硫或既抗H2S又抗CO2腐蝕的管材或內(nèi)襯油管,在管柱結(jié)構(gòu)上,為保證井口安全、減緩套管、油管的腐蝕,一般多采用了封隔器完井。井下油管柱包括入井工具的連接,絲扣宜采用金屬對金屬密封扣,如FOX 、3SB等氣密封性較好的特殊密封扣,以保證氣密封性;根據(jù)安全開采期投資收益的高低選擇適當(dāng)?shù)目沽蚬懿摹?/p>
2.涂層防腐
涂層在金屬表面形成一層牢固的薄膜,使金屬與腐蝕介質(zhì)和腐蝕環(huán)境隔離,從而達(dá)到防腐的目的。此方法簡便易行,因此在油田防腐中廣泛應(yīng)用。保護(hù)性涂層分為金屬涂層與非金屬涂層,大多數(shù)金屬涂層采用電鍍或熱鍍的方法實(shí)現(xiàn),非金屬涂層絕大多數(shù)是隔離性涂層,其主要作用是把金屬材料與腐蝕介質(zhì)隔開,非金屬涂層可分為無機(jī)涂層與有機(jī)涂層。
為獲得良好的涂層防腐效果,一方面金屬表面在敷涂層之前應(yīng)進(jìn)行處理,達(dá)到一定要求;另外涂層材料應(yīng)具有必要的物理、化學(xué)性能,在金屬表面應(yīng)有較強(qiáng)的附著力;具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,耐磨、耐撞擊、耐沖刷和具有一定疲勞強(qiáng)度;涂層對環(huán)境的溫度、濕度、酸堿度應(yīng)有一定的耐受性,從而具有優(yōu)良的防腐性能。使用防腐涂層可以極大提高油管的抗腐蝕性,目前由于油氣井作業(yè)的復(fù)雜性,涂層使用還存在較大的限制。
3.緩蝕劑保護(hù)技術(shù)
緩蝕劑是用于腐蝕環(huán)境中抑制金屬腐蝕的添加劑,又稱腐蝕抑制劑。主要是防止電化學(xué)失重腐蝕,對氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕破裂也有一定的減緩作用。使用緩蝕劑有以下明顯的優(yōu)點(diǎn):基本上不改變腐蝕環(huán)境,就可獲得良好的防腐蝕效果;基本不增加設(shè)備投資,操作簡便,見效快;對于腐蝕環(huán)境的變化,可以通過相應(yīng)改變緩蝕劑的種類或濃度來保證防腐蝕效果;同一配方的緩蝕組分有時(shí)可以同時(shí)防止多種金屬在不同腐蝕環(huán)境中的腐蝕破壞。
4.電化學(xué)方法防腐
電化學(xué)保護(hù)就是利用外部電流使金屬電位發(fā)生改變從而達(dá)到減緩或防止金屬腐蝕的一種方法。保護(hù)法包括陰極保護(hù)和陽極保護(hù)。陰極保護(hù)主要是對套管柱的保護(hù),對于超深井,需要進(jìn)一步的探討。陽極保護(hù)法是通過控制電壓,使陽極電位達(dá)到鈍化電位,最終達(dá)到保護(hù)金屬的目的,陽極保護(hù)作為防腐措施在油氣田應(yīng)用較少
四、油田硫化氫腐蝕及防護(hù)重要性及危害
在鉆井作業(yè)中，硫化氫主要來自于地層。原始有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為石油和天然氣的過程中會(huì)產(chǎn)生硫化氫。硫化氫貯藏在地層中，當(dāng)我們進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)將地層打開，地層內(nèi)的硫化氫氣體釋放出來，進(jìn)入井眼內(nèi)，對井眼內(nèi)的鉆頭、鉆具和套管產(chǎn)生很強(qiáng)的腐蝕作用。同時(shí)硫化氫向上運(yùn)移到達(dá)地面，如果沒有預(yù)防措施或突然發(fā)生?噴失控，大量硫化氫從井里噴出，勢必造成嚴(yán)重的災(zāi)難性事故。因此鉆井現(xiàn)場必須有硫化氫預(yù)警裝置，有預(yù)防設(shè)施，并且每一位現(xiàn)場職工都清楚硫化氫的危害性及緊急逃生路線，以防發(fā)生事故時(shí)，能夠快速離開危險(xiǎn)區(qū)域，杜絕事故的發(fā)生。
硫化氫的職業(yè)危害大部分是由硫化氫對設(shè)備腐蝕造成泄漏而引發(fā)的，在鉆井作業(yè)中，硫化氫對油氣田設(shè)備的腐蝕主要包括電化學(xué)腐蝕和硫化物的腐蝕破裂。鉆具暴露在空氣中或在井內(nèi)鉆井液中，受到硫化氫的腐蝕，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，放了出氫氣，滲入鋼材內(nèi)部，體積增大，在金屬內(nèi)部產(chǎn)生很大應(yīng)力，致使低強(qiáng)度鋼和軟鋼發(fā)生鼓泡，高強(qiáng)度鋼產(chǎn)生裂紋，使鋼材變脆，再受外力斷裂，產(chǎn)生“氫脆”現(xiàn)象。硫化氫腐蝕會(huì)造成鉆具發(fā)生氫脆斷裂而無法壓井，被迫完鉆。尤其在含硫油氣田鉆井中，硫化氫對油管、套管、鉆桿腐蝕比較嚴(yán)重，其中由于鉆桿受到拉、壓、擠、扭、沖等復(fù)雜載荷的作用，且工作環(huán)境十分惡劣，造成鉆桿的硫化氫腐蝕最為嚴(yán)重。
五、控制油田硫化氫腐蝕及防護(hù)的措施
目前，我國已開發(fā)的油氣田均不同程度含有硫化氫氣體，其中部分油氣田含量較高一些。由于現(xiàn)場員工對于其特性及危害性認(rèn)識(shí)程度不高，再加之現(xiàn)場的管理和防范措施不到位，曾經(jīng)引發(fā)了多起硫化氫中毒事故，對職工的生命安全構(gòu)成了很大威脅。因此，為確保人身安全，杜絕硫化氫中毒事故的發(fā)生，加強(qiáng)防硫化氫中毒的這項(xiàng)工作就顯得越發(fā)重要。因此需要采取有效措施，做好防范工作
1.“培訓(xùn)”：在上崗前首先要接受硫化氫防護(hù)技術(shù)的培訓(xùn)。對可能接觸硫化氫氣體的所有作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)過專門機(jī)構(gòu)的培訓(xùn)，使其明確硫化氫的特性及其危害，明確硫化氫存在的地區(qū)應(yīng)采取的安全措施，以及推薦的應(yīng)急預(yù)案和急救程序。另外對于工作人員進(jìn)行現(xiàn)有防護(hù)設(shè)備的使用和訓(xùn)練，最終經(jīng)考試合格后，取得有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)頒發(fā)的相應(yīng)證書后方可上崗。
2.“準(zhǔn)入”：培訓(xùn)考核合格取得上崗資質(zhì)才能夠進(jìn)入含硫化氫現(xiàn)場。對于涉及接觸含硫化氫環(huán)境作業(yè)的本崗位人員和外來人員都要辦理準(zhǔn)入手續(xù)。使其明確自身工作環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)以及遇到該風(fēng)險(xiǎn)時(shí)應(yīng)該采取的安全措施以及推薦的應(yīng)急救護(hù)程序，從而最大限度的避免人身傷亡事件。
3.“防護(hù)”：在進(jìn)入含硫化氫環(huán)境作業(yè)之前一定要采取防護(hù)措施。施工單位應(yīng)按規(guī)定為現(xiàn)場作業(yè)人員配備足夠數(shù)量的正壓式空氣呼吸器；并且要放在作業(yè)人員能迅速取用的方便位置。
4.“警示”：在可能遇有硫化氫的作業(yè)井場必須要在井場的入口處設(shè)置上明顯、清晰的警示標(biāo)志。
5.“警報(bào)”：當(dāng)空氣中硫化氫含量超過閾限值時(shí)，現(xiàn)場所有的監(jiān)測設(shè)備應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警。
6.“預(yù)案”：制定應(yīng)急預(yù)案，是保證作業(yè)安全進(jìn)行的前提
在進(jìn)入含硫化氫地區(qū)作業(yè)前做好應(yīng)急管理工作，制定一個(gè)切實(shí)可行、有效的應(yīng)急預(yù)案，是保證作業(yè)安全進(jìn)行的前提。一旦作業(yè)場所內(nèi)有硫化氫氣體超標(biāo)的情況，應(yīng)急預(yù)案將能夠控制現(xiàn)場事故的擴(kuò)大，降低事故后果的嚴(yán)重程度，保證現(xiàn)場人員的生命健康。
六、油田硫化氫腐蝕及防護(hù)的發(fā)展方向
1.因?yàn)楦咚嵝杂蜌馓锞哂懈邏骸⒏吆蚧瘹湟约案吡魉俚葠毫拥母g環(huán)境。所以建立一整套高流速、高含硫化氫的試驗(yàn)評價(jià)方法以及苛刻環(huán)境中油井管的腐蝕評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范十分必要。
2.由于緩蝕劑體系的復(fù)雜性,以往的研究集中在用電化學(xué)和表面分析探討緩蝕劑結(jié)構(gòu)參數(shù)與緩蝕性能的關(guān)系,而對用量子化學(xué)計(jì)算緩蝕劑與材料的相互作用研究甚少,將這3種方法結(jié)合,能建立更加完善的腐蝕控制機(jī)理模型。
3.面向工程的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊數(shù)學(xué)及灰色系統(tǒng)理論發(fā)展較快,已運(yùn)用于腐蝕科學(xué)。用這些技術(shù)研究緩蝕劑,在預(yù)測緩蝕效率、模擬緩蝕現(xiàn)象和建立緩蝕模型方面有廣闊的前景。
4.油氣井中設(shè)備的局部腐蝕(點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕、氫致開裂等)也很嚴(yán)重,而對防止局部腐蝕的緩蝕劑研究相對較少。搞好衡鉆井，設(shè)計(jì)人員要弄清楚可能含硫的層位、深度、含硫量、地層壓力，在一次井控上做到衡鉆井。在施工過程中進(jìn)行地層壓力監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)有出入者立即告知設(shè)計(jì)單位并要求更改設(shè)計(jì)。保證全過程的衡鉆井，將硫化氫控制在地層內(nèi)。 在井筒內(nèi)消除硫化氫。在鉆井液中通過調(diào)整 pH 和使用硫化氫化學(xué)清除劑的方法，使硫化氫在井筒內(nèi)轉(zhuǎn)化為其他無毒物質(zhì)。化學(xué)藥品用得越多,藥品間的適配越難。因此, 多功能緩蝕劑,而且應(yīng)多利用煉油副產(chǎn)品作為原料,降低成本,節(jié)約資源。
七、結(jié)束語
本文介紹了油田硫化氫的腐蝕原理和防護(hù)工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，相信不久之后，就能夠進(jìn)行危害相對減小的對含硫化氫的油田進(jìn)行開采，而這一課題將會(huì)是我國油田開采的一大進(jìn)展。
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金屬腐蝕與防護(hù)論文范文3
【摘要】機(jī)械密封經(jīng)常出現(xiàn)故障，其損壞形式可分為腐蝕損壞、熱損壞和機(jī)械損壞三種，其腐蝕形態(tài)也存在多樣性的特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】機(jī)械密封腐蝕防護(hù)
機(jī)械密封出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)較多，比例較大，常見的損壞形式可分為腐蝕損壞、熱損壞和機(jī)械損壞三種，由于機(jī)械密封特殊的結(jié)構(gòu)形式和千差萬別的工作環(huán)境，其腐蝕形態(tài)也存在多樣性的特點(diǎn)。
1金屬環(huán)腐蝕
(1)表面均勻腐蝕。如果金屬環(huán)表面接觸腐蝕介質(zhì)，而金屬本身又不耐腐蝕，就會(huì)產(chǎn)生表面腐蝕，其現(xiàn)象是泄漏、早期磨損、破壞、發(fā)聲等。金屬表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態(tài)，無膜的金屬腐蝕很危險(xiǎn)，腐蝕過程以一定的速度進(jìn)行，這主要是選材錯(cuò)誤造成的。成膜的腐蝕，其鈍化膜通常具有保護(hù)作用的特性，但金屬密封環(huán)所用材料，如不銹鋼、鈷、鉻合金等其表面的鈍化膜在端面摩擦中破壞，在缺氧條件下新膜很難生成，使電偶腐蝕加劇。
(2)應(yīng)力腐蝕破裂。金屬在腐蝕和拉應(yīng)力的同時(shí)作用下，首先在薄弱區(qū)產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而向縱深發(fā)展，產(chǎn)生破裂，稱為應(yīng)力腐蝕破裂。選用堆焊硬質(zhì)合金及鑄鐵、碳化鎢、碳化鈦等密封環(huán)，容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕破裂。密封環(huán)裂紋一般是徑向發(fā)散型的，可以是一條或多條。這些裂縫溝通了整個(gè)密封端面，加速了端面的磨損，使泄漏量增加。
根據(jù)斷裂力學(xué)的觀念，材料內(nèi)部原始裂紋尖端的應(yīng)力場強(qiáng)因子K1=yσ1a(y—系數(shù))。在開始時(shí)由于應(yīng)力σ1小于臨界應(yīng)力σc，a小于臨界裂紋σc，所以腐蝕作用時(shí)，由于原始裂紋a的腐蝕擴(kuò)展，導(dǎo)致K1的增大。當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間后a=σc及K1=K1c時(shí)，斷裂就發(fā)生了，只有當(dāng)原始裂紋a足夠小，以致于K1＜K1c(應(yīng)力腐蝕破裂)時(shí)，材料不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。①應(yīng)力的存在。如果堆焊或加工中，殘余應(yīng)力、旋轉(zhuǎn)離心力、摩擦熱應(yīng)力，引起金屬環(huán)應(yīng)力σ1大于a2c，應(yīng)力破壞就很難避免。②材料。金屬密封環(huán)材料強(qiáng)度、硬度指標(biāo)越高，K1c越低，材料內(nèi)氣孔、夾渣、裂紋越多越長，越易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。一般K1(應(yīng)力腐蝕破裂)=(1/2-1/5)K1c，且隨材料強(qiáng)度級別的提高，K1(應(yīng)力腐蝕破裂)/K1c的比值下降。③磨損。構(gòu)件表面越光，應(yīng)力腐蝕破裂敏感性越低。端面磨損使金屬表面鈍化膜破壞，光潔度降低，促使應(yīng)力腐蝕破裂的發(fā)生。④介質(zhì)。應(yīng)力腐蝕破裂，只發(fā)生于一些特定的“材料—環(huán)境”體系。例如“奧氏體不銹鋼—cl”、“碳鋼—NO3”。⑤溫度。溫度越高，氫擴(kuò)散越快，應(yīng)力腐蝕破裂加快。密封環(huán)端面劇烈摩擦，如果端面比壓過大，表面光潔度低，冷卻不夠，表面不好，摩擦熱則加速應(yīng)力腐蝕破裂的進(jìn)行。
2非金屬環(huán)腐蝕
(1)石墨環(huán)的腐蝕用樹脂浸漬的不透性石墨環(huán)，它的腐蝕有三個(gè)原因：一是當(dāng)端面過熱，溫度＞180℃時(shí)，浸漬的樹脂要析離石墨環(huán)，使環(huán)耐磨性下降；二是浸漬的樹脂若選擇不當(dāng)，就會(huì)在介質(zhì)中發(fā)生化學(xué)變化，也使耐磨性下降；三是樹脂浸漬深度不夠，當(dāng)磨去浸漬層后，耐磨性下降。所以密封冷卻系統(tǒng)的建立，選擇耐蝕的浸漬樹脂，采用高壓浸漬，增加浸漬深度是非常必要的。
(2)石墨環(huán)的氧化在氧化性的介質(zhì)中，端面在干摩擦或冷卻不良時(shí)，產(chǎn)生350-400℃的溫度能使石墨環(huán)與氧發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生CO2氣體，可使端面變粗糙，甚至破裂。非金屬環(huán)在化學(xué)介質(zhì)和應(yīng)力的同時(shí)作用下，也會(huì)破裂。
(3)聚四氟乙烯(F4)密封環(huán)的腐蝕。F4填充如玻璃纖維、石墨粉、金屬粉等以提高其耐溫性、耐磨性。填充F4環(huán)的腐蝕主要是指填充物的選擇性腐蝕、溶出或變質(zhì)破壞。例如在氫氟酸中，玻璃纖維分子熱腐蝕，所以填充何物應(yīng)視具體情況而定。
3輔助密封圈及其接觸部位的腐蝕
(1)輔助密封圈的腐蝕橡膠種類不同，其耐蝕性亦不同。由于橡膠的腐蝕、老化，其失效的橡膠遭腐蝕后表面變粗糙且失去彈性，容易斷裂。橡膠耐油性因品種而異，不耐油的橡膠易脹大、摩擦力增大，浮動(dòng)性不好，使密封失效。橡膠與F4耐溫性差，硅橡膠耐溫性最好，可在200℃使用。
(2)與輔助密封圈接觸部位的腐蝕機(jī)械密封動(dòng)環(huán)、軸套、靜環(huán)、靜環(huán)座，與橡膠或F4輔助密封圈接觸處沒有大的相對運(yùn)動(dòng)，該處液相對靜止易形成死角，給與之接觸的金屬軸套、動(dòng)環(huán)、靜環(huán)座及密封體等造成了特種腐蝕，主要有縫隙腐蝕、摩振腐蝕、接觸腐蝕，三種腐蝕同時(shí)存在，交替進(jìn)行，所以腐蝕面較寬、較深。觀察其表面深度在1-1.5倍密封圈直徑，蝕度不小于0.01mm時(shí)，密封泄漏就嚴(yán)重了。
4防護(hù)方法
(1)選材。環(huán)境不同，選材不同，既要照顧選材的一致性，又要照顧環(huán)境腐蝕差異；溫度、濃度、壓力不同，選材不同；同一介質(zhì)溫度，濃度、壓力不同，腐蝕情況各異，要對腐蝕性有所了解，酌情選材；腐蝕形式不同，選材不同。
金屬腐蝕與防護(hù)論文范文4
【關(guān)鍵詞】 素質(zhì)教育 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 科學(xué)方法 創(chuàng)新意識(shí) 創(chuàng)新能力
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾緩剑沂桥囵B(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神的主要切入點(diǎn)。化學(xué)教學(xué)離不開化學(xué)實(shí)驗(yàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對于促進(jìn)學(xué)生的智力發(fā)展、對學(xué)生創(chuàng)新精神、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)等各方面都有其特有的作用，是實(shí)施素質(zhì)教育的一種最有效的形式。我在教學(xué)中做了以下幾點(diǎn)嘗試：
1 在改進(jìn)課本演示實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
曾有一位科學(xué)家說過：“如果人云亦云，就永遠(yuǎn)不會(huì)超越，只有形成自己的思路、思想，多方面看問題，才能超出前人。”課本中的有些實(shí)驗(yàn)有刺激性氣體或有毒氣泄漏，污染環(huán)境，影響人的身體健康，為此，我向?qū)W生提出了改進(jìn)這些實(shí)驗(yàn)，防止污染的課題。學(xué)生經(jīng)過研究，提出了很多有創(chuàng)新性的改進(jìn)方案。例如：實(shí)驗(yàn)室制取氨氣時(shí)，如按課本上的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行操作，必然會(huì)有氨氣外逸，對此，學(xué)生提出用倒扣的漏斗于水中吸取氨氣，防止氨氣外逸。又如銅與濃硫酸反應(yīng)生成的二氧化硫有毒氣體有外逸，有的同學(xué)提出用盛堿石灰的球形干燥管吸收，有的學(xué)生提出倒扣的漏斗于堿溶液中吸收。通過討論，學(xué)生思維被激活了，創(chuàng)新膽子大了，創(chuàng)新能力提高了。
2 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)散思維，探索多種實(shí)驗(yàn)途徑，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。例如針對《用實(shí)驗(yàn)方法比較鐵和銅兩種金屬的活動(dòng)性》一題，學(xué)生提出了三種實(shí)驗(yàn)方案：①將鐵片插入硫酸銅溶液中；②將銅片和鐵片分別插入稀硫酸溶液中；③設(shè)計(jì)銅——鐵原電池。通過討論，學(xué)生明確了實(shí)驗(yàn)方案的多樣性。又如對制取硝酸銅實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的討論，有的學(xué)生設(shè)計(jì)用銅屑和濃硝酸為原料制取硝酸銅；有的設(shè)計(jì)用銅屑和稀硝酸為原料制取硝酸銅；有的提出先把銅屑在空氣中灼燒，再跟用等體積水稀釋的濃硝酸反應(yīng)來制取硝酸銅；有的提出先把銅屑在空氣中灼燒，再跟濃硝酸反應(yīng)來制取硝酸銅。通過討論，學(xué)生明確了各方案的利弊，從中選擇出最佳方案，創(chuàng)新的能力也提高了。
3 在探索性實(shí)驗(yàn)研究中提高學(xué)生創(chuàng)新能力
在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)探索性實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。例如在《鐵的化合物》教學(xué)中，我首先讓學(xué)生動(dòng)手做Fe（OH）2的制備實(shí)驗(yàn)。有的學(xué)生按教材中的做法，得到了白色沉淀，但瞬間又變成了灰綠色，也有一部分學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)振蕩較劇烈，發(fā)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色。同學(xué)們相互比較議論著原因，這時(shí)我及時(shí)引導(dǎo)他們探究產(chǎn)物顏色不同的原因，得出是由于Fe（OH）2被氧化成Fe（OH）3的緣故，同時(shí)提出：怎樣使Fe（OH）2的氧化速度減慢？怎樣才能看到較穩(wěn)定的白色沉淀呢？學(xué)生們思考后得出了很多種想法，我讓幾個(gè)學(xué)生出來談他們的設(shè)想，讓全體學(xué)生評判，然后讓學(xué)生帶著這種探索心理去動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，最后達(dá)成共識(shí)，得出了幾種較為可行且效果好的方案。
4 在開放性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
教學(xué)中經(jīng)常設(shè)計(jì)一些開放性實(shí)驗(yàn)，可達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。學(xué)生可以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中動(dòng)手又動(dòng)腦，親臨其境，大膽創(chuàng)新，感受和體驗(yàn)各種學(xué)習(xí)過程和樂趣。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之所以能成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的最好的教學(xué)活動(dòng)形式，是因?yàn)榛瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能提供各種感性材料，這就足以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)真觀察和積極的思維。如：針對怎樣搞好金屬的防護(hù)這個(gè)課題，學(xué)生提出了采用噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍以及設(shè)計(jì)原電池等保護(hù)法防止金屬腐蝕的多種實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行社會(huì)調(diào)研和實(shí)踐，從而學(xué)到了比課本上更多的知識(shí)，開闊了視野。
5 在研究性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
金屬腐蝕與防護(hù)論文范文5
目前中國以礦業(yè)為特色的高等院校近20所，其中90%擁有材料專業(yè)。材料類專業(yè)作為工業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)，在礦山機(jī)械、耐磨材料、表面強(qiáng)化處理等礦業(yè)工程應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮著中流砥柱的作用。[1，2]
隨著教育業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，一些在材料類專業(yè)具有優(yōu)勢和特色的高等院校逐漸將人才培養(yǎng)方向與科研領(lǐng)域擴(kuò)展到礦業(yè)材料領(lǐng)域。礦業(yè)特色高校材料類專業(yè)培養(yǎng)的人才在就業(yè)市場競爭中面臨著越來越大的壓力，本科生就業(yè)面臨著極大的挑戰(zhàn)。為迎接這一挑戰(zhàn)，礦業(yè)特色高校的材料類專業(yè)也提出了相應(yīng)的應(yīng)對政策，主要包括：發(fā)揮自身在礦業(yè)方向的特色優(yōu)勢進(jìn)行專項(xiàng)人才的培養(yǎng)，發(fā)揮自身在礦業(yè)系統(tǒng)的影響力為人才尋求出路，發(fā)揮自身在礦業(yè)領(lǐng)域雄厚的科研實(shí)力發(fā)展項(xiàng)目、吸引資金，轉(zhuǎn)而投入到人才培養(yǎng)和建設(shè)方面。以上所有應(yīng)對措施都離不開學(xué)校、企業(yè)和社會(huì)的共同參與。本文旨在討論在此環(huán)境下，校企合作模式對推進(jìn)礦業(yè)特色材料類人才培養(yǎng)所起的作用，并且研究出相應(yīng)的規(guī)范和措施，為此類高校材料類專業(yè)人才尋求更廣的就業(yè)去向，豐富礦業(yè)特色高校材料類專業(yè)和煤礦類企業(yè)的溝通渠道與合作模式，以及有針對性地開展為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的科研工作。[3-5]
一、在理論教學(xué)環(huán)節(jié)增加工程實(shí)踐內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐的能力
專業(yè)人才培養(yǎng)是以構(gòu)建扎實(shí)的理論知識(shí)為基礎(chǔ)，所有高等院校均將此作為培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)手段。我國材料類知名高校，如清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)，在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“材料測試分析方法”“金屬工藝學(xué)”“工程材料學(xué)”等多門材料專業(yè)基礎(chǔ)課程中建有國家級精品課，可見此類高校在人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中對理論基礎(chǔ)知識(shí)的重視程度。而作為專業(yè)特色類高校，人才培養(yǎng)如果沿襲知名院校的培養(yǎng)方法，在培養(yǎng)質(zhì)量和培養(yǎng)能力上均處于落后階段，培養(yǎng)出的學(xué)生競爭力就會(huì)偏弱，因此必須構(gòu)建獨(dú)特的專業(yè)知識(shí)培養(yǎng)模式。黑龍江科技大學(xué)（以下簡稱“我校”）通過不斷摸索和實(shí)踐，總結(jié)出以下幾條行之有效的措施：
第一，學(xué)習(xí)國內(nèi)知名高校的課程知識(shí)體系，提高我校材料類專業(yè)教師的授課能力，發(fā)揮我校教師年輕、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，吸取國家級精品課程中的精華部分，充實(shí)到自身的授課過程中，方便學(xué)生對知識(shí)的掌握和理解。
第二，基礎(chǔ)知識(shí)授課教學(xué)與工程實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，結(jié)合課程的知識(shí)體系加入工程實(shí)踐內(nèi)容的講授，并輔以實(shí)驗(yàn)觀察教學(xué)和實(shí)踐動(dòng)手教學(xué)，讓學(xué)生能夠?qū)W(xué)習(xí)到的理論知識(shí)和工程實(shí)際相結(jié)合，加強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)。
第三，工程實(shí)際教學(xué)中加入礦山工程實(shí)際的內(nèi)容，使學(xué)生在掌握工程實(shí)際的基礎(chǔ)上，更有針對性地了解所學(xué)知識(shí)具體應(yīng)用到礦山工程中，以加深學(xué)生對理論基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。通過以上方法培養(yǎng)出的材料類學(xué)生具有礦業(yè)特色，在就業(yè)市場中具有明顯的競爭力。通過對黑龍江科技大學(xué)畢業(yè)生的回訪和對就業(yè)企業(yè)的走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我校材料類畢業(yè)生能夠在工程一線解決實(shí)際問題，并且反饋信息良好，達(dá)到了用人單位的要求。
二、實(shí)施3+1培養(yǎng)模式，有效地加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，加速對企業(yè)的適應(yīng)
校企合作的基礎(chǔ)是學(xué)校培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才，保證培養(yǎng)出優(yōu)秀的且適合企業(yè)的人才是后續(xù)校企合作的保障。[6]目前在本科生培養(yǎng)過程中，接收企業(yè)普遍反映學(xué)生適應(yīng)能力差，而學(xué)生普遍反映在校期間學(xué)習(xí)的知識(shí)與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)較大。通過調(diào)研以及小規(guī)模的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，實(shí)施“3+1”人才培養(yǎng)模式是緩解這一矛盾的有效措施。
所謂“3+1”人才培養(yǎng)模式，就是在全日制本科生培養(yǎng)過程中，大學(xué)前三年將所有的理論課程結(jié)束，最后一年進(jìn)行實(shí)踐鍛煉、生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及盯崗實(shí)習(xí)等相關(guān)的實(shí)踐鍛煉類訓(xùn)練，提前將學(xué)生送到煤礦企業(yè)或相關(guān)類型工廠，在學(xué)生學(xué)好理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，給予學(xué)生更大的空間去進(jìn)行實(shí)踐操作。學(xué)生的本科畢業(yè)論文可以由學(xué)校的指導(dǎo)教師和工廠的指導(dǎo)師傅共同指導(dǎo)，選題方式可參考如下兩種形式：一是根據(jù)工廠的實(shí)際生產(chǎn)需求進(jìn)行選題，工廠的指導(dǎo)師傅主要指導(dǎo)設(shè)計(jì)和操作，學(xué)校的指導(dǎo)教師輔助指導(dǎo)；二是根據(jù)工廠的技術(shù)難題進(jìn)行科研攻關(guān)，由學(xué)校的指導(dǎo)教師參與攻關(guān)，工廠的指導(dǎo)師傅輔助操作。
“3+1”人才培養(yǎng)模式的有效實(shí)施，提前將學(xué)生和企業(yè)帶入了磨合期，增加了雙方雙向選擇的機(jī)會(huì)，在提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、適應(yīng)企業(yè)要求的同時(shí)，也促成了企業(yè)對學(xué)生的認(rèn)識(shí)和認(rèn)可程度，為雙方將來的雙向選擇打下了基礎(chǔ)，并且做出了時(shí)間的提前量，一旦雙方均不滿意，均有繼續(xù)調(diào)整的時(shí)間。
三、定向培養(yǎng)，針對煤礦類企業(yè)需求培養(yǎng)專項(xiàng)技術(shù)人才
針對煤礦類企業(yè)，在礦山機(jī)械生產(chǎn)方面對于材料的性能要求越來越高，如礦山耐磨件的表面耐磨、耐蝕性能，礦山機(jī)械結(jié)構(gòu)件的綜合力學(xué)性能，礦山設(shè)備表面強(qiáng)化處理工藝上均有針對性的人才需求。而作為現(xiàn)在高等教育的發(fā)展趨勢，在大學(xué)科背景下，學(xué)科方向的劃分也越來越明確，越來越細(xì)化。這就要求礦業(yè)特色高校的材料類專業(yè)在人才培養(yǎng)中必須做到有針對性的人才輸出。[7，8]
通過在黑龍江科技大學(xué)的實(shí)踐，在人才培養(yǎng)方案的制定中總結(jié)出如下幾個(gè)措施：一是針對性的課程設(shè)置。新版的材料成型專業(yè)的培養(yǎng)方案中包括材料表面技術(shù)，金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中包括金屬腐蝕與防護(hù)，無機(jī)非金屬專業(yè)的培養(yǎng)方案中加入碳素工藝學(xué)等一系列針對煤礦企業(yè)的課程。二是針對性的畢業(yè)論文選題。要求本科生的畢業(yè)論文選題向礦山機(jī)械、礦山耐磨件、新型耐磨工藝以及石墨制品及其深加工方面傾斜，使學(xué)生通過畢業(yè)論文了解將來在煤礦類企業(yè)所能夠從事的生產(chǎn)和科研工作。三是針對性的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。本科生實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)環(huán)節(jié)中重要的組成部分，尤其對黑龍江科技大學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才更為重要。黑龍江科技大學(xué)在讓學(xué)生參觀常規(guī)國有大型生產(chǎn)企業(yè)的同時(shí)，逐步向礦山機(jī)械類企業(yè)傾斜，讓學(xué)生在走出校門之前，深刻了解此類企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀以及產(chǎn)品市場動(dòng)態(tài)，真正做到供需所求。
四、成果服務(wù)于地方重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，尋求專項(xiàng)進(jìn)行突破，獲得政府和社會(huì)的支持
