Nace Corrosion Engineer's Reference Book pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Natl Assn of Corrosion

作者:National Association of Corrosion Engineers (COR)/ Baboian, Robert (EDT)/ Baboian, Robert/ Treseder,

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:

价格:104

装帧:HRD

isbn号码:9781575901275

丛书系列:

图书标签:

• 腐蚀工程
• 材料科学
• 腐蚀控制
• NACE
• 工程参考书
• 金属腐蚀
• 防腐蚀技术
• 腐蚀监测
• 石油化工
• 海洋工程

腐蚀控制工程实践指南：材料选择与防护策略 本书聚焦于工业领域中至关重要的腐蚀控制工程，旨在为工程师、技术人员以及相关专业人士提供一套全面、实用的指导手册。它不涉及特定工具书《Nace Corrosion Engineer's Reference Book》中的具体条目或结构，而是独立构建了一套关于腐蚀现象机理、材料失效分析、腐蚀速率评估以及高级防护技术应用的知识体系。 --- 第一部分：腐蚀基础与环境因素分析 本部分深入剖析了腐蚀的根本原理，将其视为一种涉及电化学、热力学和动力学的复杂现象。我们将从微观层面解析金属与周围环境相互作用时发生的氧化还原反应，并详细阐述影响腐蚀速率的关键环境参数。 1.1 腐蚀的电化学本质： 原电池与浓差电池的形成： 详细分析了导致腐蚀发生的电化学驱动力。探讨了阳极溶解过程（金属氧化）和阴极反应（如氧还原、氢析出）的机制，并对比了均匀腐蚀和局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）在电化学驱动上的差异。 电位-电流关系与极化曲线： 引入塔菲尔（Tafel）斜率的概念，解释了如何通过测量极化曲线来量化腐蚀倾向和钝化行为。强调了动电位和开路电位的测量意义。 1.2 腐蚀性介质的特性分析： 水溶液中的腐蚀： 聚焦于pH值、溶解氧浓度、氯离子含量和硫化物存在的具体影响。例如，分析在酸洗过程中，酸的浓度和温度如何协同作用加速碳钢的溶解。 大气腐蚀： 探讨了湿度、污染物（如$ ext{SO}_2$, $ ext{NO}_x$）和盐雾暴露对不同材料（如钢铁、铝合金）表面的影响。引入了“临界相对湿度”的概念，用于预测大气腐蚀的起始点。 高温腐蚀（热腐蚀与氧化）： 区分了高温氧化与熔盐（如硫酸盐、钒酸盐）引发的热腐蚀。重点讲解了氧化物膜的完整性、离子迁移率以及退火气氛对高温合金性能的影响。 1.3 腐蚀速率的量化与预测： 腐蚀速率单位的标准化： 明确界定了以mils per year (mpy) 或毫米/年 ($ ext{mm/a}$) 为单位的测量方法，并介绍了电化学噪声技术在实时监测腐蚀速率中的应用。 寿命预测模型： 探讨了基于加速测试数据的外推方法，以及利用有限元分析（FEA）模拟特定工况下的腐蚀演变趋势。 --- 第二部分：材料行为与失效模式诊断 本部分的核心在于理解工程材料在特定操作环境下的响应，以及如何通过宏观检查识别不同类型的腐蚀失效。 2.1 常见金属材料的耐腐蚀性能： 碳钢与低合金钢： 分析其在水、油气和酸性环境中的局限性，并介绍添加铬、钼等元素如何提高其抗点蚀和抗应力腐蚀开裂（SCC）能力。 不锈钢家族的细微差别： 详细对比了奥氏体、铁素体、双相钢和沉淀硬化不锈钢（如17-4PH）在氯化物环境中耐腐蚀性能的差异，特别是对$ ext{Pitting Resistance Equivalent Number (PREN)}$值的应用。 有色金属： 涵盖铝、铜及其合金在冷却水系统和化工介质中的腐蚀特性，关注其钝化层的稳定性。 镍基与钛合金： 重点讨论了它们在极端温度和强酸/强碱环境下的应用优势与潜在的腐蚀风险（如晶间腐蚀）。 2.2 局部腐蚀的识别与机理： 点蚀（Pitting）： 深入探讨点蚀的成核、扩展机制，以及如何通过扫描电子显微镜（SEM）观察到的特征形貌进行确认。 缝隙腐蚀（Crevice Corrosion）： 分析了在垫片、法兰连接处形成的狭窄缝隙内，由于局部溶液化学性质（如 $ ext{pH}$值下降、氯离子富集）导致的加速腐蚀过程。 应力腐蚀开裂（SCC）： 区分了不同材料在特定阴阳离子组合下发生的脆性断裂，如不锈钢的氯化物SCC和黄铜的氨水SCC，并强调了残余应力与环境的耦合作用。 2.3 侵蚀与腐蚀的协同作用： 冲刷腐蚀（Erosion-Corrosion）： 考察流速、固体颗粒（如泥沙、催化剂颗粒）撞击角度和速度对保护膜的剥离作用。讨论了管道弯头和阀门部件的易损性分析。 空化腐蚀（Cavitation）： 聚焦于泵叶轮、涡轮机中，液体气化和内爆产生的局部高压冲击波如何破坏金属表面。 --- 第三部分：腐蚀控制与防护工程技术 本部分提供了从设计阶段到运行维护的全生命周期腐蚀管理策略，涵盖了主动和被动的防护手段。 3.1 材料选型与设计规范的应用： 设计裕度与材料替代： 阐述了在初始设计阶段如何基于保守的腐蚀速率估算来确定壁厚，以及在面临特定介质时，如何系统性地评估并选择更高等级的耐腐蚀合金。 减少应力集中： 讨论了避免应力腐蚀开裂的设计原则，包括避免尖锐的内部角，控制焊接应力，以及热处理对残余应力的释放作用。 3.2 电化学防护技术： 阴极保护（Cathodic Protection, CP）： 详述了牺牲阳极法（Sacrificial Anode）和外加电流法（Impressed Current Cathodic Protection, ICCP）的原理、设计计算（如保护电流密度需求）及其在埋地管道和储罐外部的实施要点。 阳极保护（Anodic Protection）： 重点介绍其在特定强酸环境（如浓硫酸）中，通过施加正电位将材料维持在钝态区的应用局限性与安全控制要求。 3.3 表面防护涂层与衬里技术： 涂层失效机制： 分析了渗透、附着力丧失、缺陷（针孔）等涂层失效的主要原因，并强调了表面预处理（除锈等级、喷砂粗糙度）对涂层寿命的关键影响。 高性能涂层体系： 详细介绍了环氧树脂、聚氨酯、富锌底漆以及重防腐衬里（如玻璃鳞片、橡胶衬里）的应用场景、固化要求和质量检测标准。 3.4 腐蚀抑制剂的应用： 抑制剂的分类与作用机理： 区分了氧化型、吸附型、成膜型抑制剂，并解释了它们如何通过在金属表面形成物理或化学屏障来阻碍电化学反应。 油气田与炼油厂中的应用实践： 讨论了在管线注入酸性气体（$ ext{H}_2 ext{S}$, $ ext{CO}_2$）处理中，如何优化抑制剂的添加剂量、循环时间和混合效率。 --- 第四部分：腐蚀监测、检验与管理体系 本部分关注于如何通过科学的监测手段保障设备完整性，并建立可持续的腐蚀管理流程。 4.1 腐蚀监测技术： 在线监测： 详细介绍线性极化电阻（LPR）探头、电化学噪声探头、以及腐蚀速率传感器在反应器和循环水系统中的部署和数据解读。 离线与间隔监测： 阐述了失重试片法（Weight Loss Coupons）的优势与局限，以及超声波测厚（UT）在确定剩余壁厚和腐蚀趋势中的规范要求。 4.2 腐蚀检验与评估： 无损检测（NDT）的应用： 重点讨论了超声波衍射时差（ToFD）、相控阵超声（PAUT）在检测裂纹、缺陷和局部腐蚀（如氢致裂纹或点蚀群）中的优势。 剩余寿命评估（RLA）： 结合腐蚀数据和材料剩余厚度，应用概率风险评估（PRA）方法，为关键设备的退役或大修决策提供数据支持。 4.3 腐蚀管理体系的建立： 风险评估框架： 介绍如何构建基于风险的检验（RBI）流程，将腐蚀的“可能性”与“后果”相结合，优先管理高风险资产。 变更管理（MOC）： 强调任何工艺参数、介质组分或设备材料的变更，都必须经过严格的腐蚀审查，以避免引入新的失效风险。 --- 本书的价值在于提供了一个跨越学科边界的、以解决实际问题为导向的工程方法论。它要求读者不仅理解腐蚀的“是什么”，更要掌握“如何做”的系统性控制手段，从而确保工业资产的安全、可靠和经济运行。

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