腐蚀工程手册(原著第三版)
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作者(加)皮埃尔·罗贝热|责编:韩霄翠//仇志刚|译者:赵旭辉//尚宪和
出版社化学工业
ISBN9787122442550
出版时间2024-02
装帧平装
开本其他
定价398元
货号31944529
上书时间2024-10-14
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作者简介
皮埃尔·罗贝热（PierreR.Roberge），博士，腐蚀研究科学家、工程师、顾问。2011年获得国际腐蚀工程师协会T.J.Hull奖以及材料与加工技术集团颁发的非原子军事研究与开发技术合作项目成就奖。
赵旭辉，北京化工大学，副教授。1998年硕士毕业于北京化工大学腐蚀与防护专业，然后留校任教，在北京化工大学一直从事材料腐蚀与电化学监检测技术相关的科研与教学工作，其中2009-2010年在日本名古屋工业大学做博士后研究，先后主讲《材料腐蚀学》《材料保护学》《材料科学研究方法》《表面工程学》等与腐蚀与防护相关的本科生与研究生课程，目前主要从材料性能的电化学评价、金属腐蚀失效机理与监测、涂层服役性能快速评测及寿命预测等方面的研究工作，参译著作1部，发表论文100余篇。
目录
第一章 绪论001
1.1 腐蚀概念的历史演化001
1.2 腐蚀电池的可视化003
1.3 一个简单的腐蚀模型005
1.3.1 阳极过程007
1.3.2 阴极过程007
1.3.3 法拉第定律009
1.4 日常生活中的腐蚀010
1.4.1 道路车辆010
1.4.2 混凝土基础设施012
1.4.3 水质和供水系统013
1.5 腐蚀成本和IMPACT 研究014
1.5.1 早期研究014
1.5.2 2002 年联邦高速公路管理局的研究015
1.5.3 2014 年美国腐蚀工程师协会的IMPACT 研究017
1.6 腐蚀工程师的任务017
1.6.1 团队成员018
1.6.2 腐蚀工程师教育018
1.6.3 腐蚀工程师和管理019
参考文献019
第二章 大气腐蚀021
2.1 引言021
2.2 户外大气环境021
2.3 室内大气环境024
2.4 大气腐蚀影响因素及其测量026
2.4.1 相对湿度、露点、湿润时间027
2.4.2 悬浮微粒028
2.4.3 污染物030
2.4.4 大气腐蚀性031
2.5 大气腐蚀试验033
2.5.1 户外环境暴露试验033
2.5.2 户外间歇式喷雾试验035
2.5.3 盐雾箱试验036
2.5.3.1 盐雾试验037
2.5.3.2 改进的盐雾试验038
2.6 预防与控制039
2.6.1 大气腐蚀图039
2.6.2 追踪季节性和区域性变量040
2.6.3 维修成本优化041
2.6.4 材料选择044
2.6.5 除湿046
参考文献047
第三章 水和海水腐蚀049
3.1 引言049
3.2 腐蚀和水质/可用性049
3.2.1 腐蚀影响050
3.2.1.1 缺乏足够的腐蚀控制：弗林特危机实例050
3.2.1.2 健康法规051
3.2.1.3 美学和消费者感知051
3.2.1.4 管道过早损坏及其经济影响051
3.2.1.5 环境问题052
3.2.2 腐蚀管理052
3.2.2.1 短期腐蚀管理053
3.2.2.2 长期腐蚀管理053
3.2.2.3 长期腐蚀管理规划的必要性054
3.2.2.4 用水管线管理框架054
3.2.3 状态评估技术055
3.3 水的类型056
3.3.1 天然水057
3.3.1.1 淡水057
3.3.1.2 苦咸水060
3.3.2 净化水062
3.3.2.1 饮用水062
3.3.2.2 蒸馏水或软化水062
3.3.2.3 蒸汽冷凝水062
3.4 冷却水系统063
3.4.1 直流式系统063
3.4.2 密闭式循环系统064
3.4.3 敞开式循环系统064
3.4.4 换热器066
3.5 蒸汽发电系统067
3.5.1 锅炉给水补水处理067
3.5.2 化石燃料蒸汽发电设备068
3.5.3 超临界蒸汽发电设备068
3.5.4 废热锅炉070
3.5.5 核沸水反应堆070
3.5.6 核压水反应堆071
3.5.7 电力行业腐蚀成本072
3.6 水处理075
3.6.1 缓蚀剂076
3.6.2 阻垢076
3.6.3 微生物控制077
3.6.4 离子交换树脂的类型077
3.6.4.1 强酸性阳离子树脂078
3.6.4.2 弱酸性阳离子树脂078
3.6.4.3 强碱性阴离子树脂078
3.6.4.4 弱碱性阴离子树脂079
3.7 结垢指数079
3.7.1 朗格利尔饱和指数079
3.7.1.1 朗格利尔饱和指数计算举例080
3.7.1.2 朗格利尔饱和指数的误用081
3.7.2 其他结垢指数082
3.8 铅腐蚀：氯-硫质量比083
3.9 海水腐蚀084
3.9.1 盐度085
3.9.2 氧086
3.9.3 有机质088
3.9.4 污染海水088
3.9.5 钙质沉积物089
3.9.5.1 计算示例090
3.9.6 材料的耐海水腐蚀性092
3.9.6.1 碳钢093
3.9.6.2 不锈钢093
3.9.6.3 镍基合金094
3.9.6.4 铜基合金094
3.9.6.5 流速影响094
3.9.6.6 温度影响094
参考文献095
第四章 土壤腐蚀097
4.1 引言097
4.2 土壤分类097
4.3 土壤腐蚀性的影响因素098
4.3.1 水098
4.3.2 土壤类型099
4.3.3 含气量100
4.3.4 pH 值100
4.3.5 土壤电阻率100
4.3.6 结构-土壤间电位差和氧化还原电位100
4.3.7 氯化物101
4.3.8 硫酸盐101
4.3.9 微生物102
4.4 土壤腐蚀性分级102
4.5 土壤腐蚀电池104
4.5.1 电偶腐蚀105
4.5.2 浓度电池106
4.5.3 氧浓度电池107
4.5.4 温度电池108
4.5.5 杂散电流109
4.5.6 应力电池110
4.5.7 表面膜电池111
4.6 腐蚀电池的附加影响112
4.6.1 氢112
4.6.2 电渗113
4.6.3 阴极结垢113
4.6.4 点蚀113
4.7 埋地系统实例114
4.7.1 管线114
4.7.2 分配系统115
4.7.3 集气系统115
4.7.4 工厂管道系统115
4.7.5 油井套管115
4.7.6 地下储罐116
4.7.7 钢桩116
4.7.8 传输和通信塔116
4.8 碳钢之外的其他材料的腐蚀116
4.8.1 铸铁116
4.8.2 铝合金116
4.8.3 锌117
4.8.4 铅117
4.8.5 不锈钢117
4.8.6 铜及其合金118
4.8.7 混凝土118
4.8.8 聚合物材料118
参考文献119
第五章 钢筋混凝土腐蚀120
5.1 引言120
5.2 钢筋混凝土的劣化120
5.2.1 腐蚀萌生和扩展121
5.2.1.1 萌生阶段122
5.2.1.2 扩展阶段123
5.2.2 氯离子侵蚀124
5.2.2.1 氯离子来源124
5.2.2.2 氯离子侵蚀机制和氯离子阈值125
5.2.2.3 宏电池的形成125
5.2.3 碳化腐蚀126
5.2.4 氯离子和碳化腐蚀的协同作用127
5.3 补救措施127
5.3.1 修复技术128
5.3.2 电化学技术129
5.3.2.1 外加电流的阴极保护129
5.3.2.2 牺牲阳极的阴极保护131
5.3.2.3 电化学脱氯132
5.3.2.4 再碱化133
5.3.3 新建结构——钢筋选择133
5.3.3.1 环氧涂层钢筋133
5.3.3.2 不锈钢钢筋133
5.3.3.3 镀锌钢筋135
5.3.4 缓蚀剂135
5.3.5 混凝土保护层和拌合料设计135
5.4 钢筋混凝土结构的状态评估136
5.4.1 半电池电势分布图138
5.4.2 氯离子含量139
5.4.3 岩相检测139
5.4.4 渗透性试验139
5.5 混凝土劣化的其他形式139
5.5.1 碱-集料反应140
5.5.2 冻融损伤140
5.5.3 硫酸盐侵蚀140
参考文献140
第六章 微生物和生物污损142
6.1 引言142
6.2 微生物腐蚀实例142
6.3 生物膜属性144
6.4 生物膜的形成和生长145
6.5 海洋生物污损147
6.6 与生物膜相关问题147
6.6.1 摩擦系数147
6.6.2 热交换148
6.7 生物腐蚀机制149
6.8 微生物分类149
6.8.1 真菌151
6.8.2 藻类151
6.8.3 细菌151
6.8.3.1 硫酸盐还原菌152
6.8.3.2 硫/硫化物氧化菌153
6.8.3.3 铁/锰氧化菌153
6.8.3.4 产甲烷菌154
6.8.3.5 产有机酸菌154
6.8.3.6 好氧黏泥菌154
6.9 微生物腐蚀监测154
6.9.1 取样155
6.9.2 生物学评估155
6.9.2.1 直接检查156
6.9.2.2 生长试验156
6.9.2.3 活性试验157
6.9.2.4 标准样片精细检查158
6.9.3 微生物腐蚀的影响监测159
6.9.3.1 沉积物监测仪159
6.9.3.2 电化学方法159
6.10 生物膜的控制161
6.10.1 杀生剂162
6.10.2 一个实例：冷却塔的臭氧处理165
参考文献166
第七章 腐蚀模型和寿命预测168
7.1 模型、计算机与腐蚀168
7.2 早期模型（历史记录） 168
7.3 自下而上的腐蚀模型171
7.3.1 机械模型171
7.3.1.1 污染物向表面的传质171
7.3.1.2 海洋悬浮颗粒传输172
7.3.1.3 液滴下腐蚀172
7.3.1.4 风速因子173
7.3.1.5 离子缔合模型173
7.3.2 概率模型179
7.3.2.1 正态分布180
7.3.2.2 对数正态分布181
7.3.2.3 指数分布181
7.3.2.4 泊松分布181
7.3.2.5 极值统计181
7.3.2.6 核废物包装容器的失效183
7.3.2.7 腐蚀损伤函数183
7.3.2.8 ISO CORRAG 计划184
7.3.2.9 关于材料影响因素的国际合作计划（ICP 材料） 185
7.3.2.10 伊比利亚-美洲大气腐蚀图计划（MICAT） 185
7.3.2.11 地形对风速的影响186
7.4 自上而下的腐蚀模型186
7.4.1 腐蚀管理框架186
7.4.1.1 政策和宗旨清晰187
7.4.1.2 组织架构和职责187
7.4.1.3 计划、规程和实施188
7.4.1.4 性能监测和测量188
7.4.1.5 性能评价189
7.4.1.6 审核189
7.4.2 风险模型189
7.4.3 知识模型191
7.4.3.1 专家系统192
7.4.3.2 神经网络195
7.4.3.3 案例推理198
7.4.4 在线培训或学习199
7.5 腐蚀信息与通信技术201
7.5.1 腐蚀术语表202
7.5.2 腐蚀手册和专题报告202
参考文献202
第八章 腐蚀失效205
8.1 引言205
8.2 腐蚀失效机制和形式205
8.2.1 全面或均匀腐蚀207
8.2.2 局部腐蚀207
8.2.2.1 点蚀207
8.2.2.2 缝隙腐蚀212
8.2.2.3 电偶腐蚀218
8.2.2.4 沉积腐蚀226
8.2.2.5 脱合金腐蚀 226
8.2.2.6 晶间腐蚀229
8.2.2.7 剥层腐蚀234
8.2.2.8 氢腐蚀（氢蚀） 236
8.2.3 流动腐蚀240
8.2.3.1 流速影响241
8.2.3.2 磨损腐蚀和流动加速腐蚀245
8.2.3.3 空泡腐蚀247
8.2.3.4 固体粒子冲击249
8.2.3.5 流动腐蚀试验250
8.2.4 力作用下的腐蚀266
8.2.4.1 应力腐蚀开裂267
8.2.4.2 腐蚀疲劳273
8.2.4.3 微动腐蚀275
8.3 腐蚀失效研究277
8.3.1 腐蚀失效研究指南278
8.3.2 执行失效分析279
8.3.2.1 制定分析计划280
8.3.2.2 失效部位的状态280
8.3.2.3 失效时运行状态280
8.3.2.4 历史资料280
8.3.2.5 取样281
8.3.2.6 样品评估281
8.3.2.7 腐蚀失效评估282
参考文献282
第九章 腐蚀管理、维修和检测286
9.1 维修不善的代价286
9.2 腐蚀管理策略286
9.2.1 腐蚀成本分类287
9.2.2 腐蚀工程成本优化288
9.2.3 非腐蚀工程成本优化288
9.2.3.1 检测成本288
9.2.3.2 腐蚀监测和流体采样成本288
9.2.3.3 管理成本288
9.2.3.4 失效风险评估成本289
9.3 IMPACT 腐蚀管理体系289
9.3.1 调查289
9.3.2 腐蚀管理实践评估291
9.3.2.1 油气行业292
9.3.2.2 管线行业292
9.3.2.3 饮用水和排污系统292
9.3.3 腐蚀管理体系框架292
9.3.4 经济分析工具293
9.3.4.1 成本叠加法294
9.3.4.2 生命周期成本核算法294
9.3.4.3 约束优化法294
9.3.4.4 维修优化法295
9.3.5 IMPACT Plus 295
9.4 维修策略295
9.4.1 纠正性维修295
9.4.2 预防性维修296
9.4.3 预测性或基于状态的维修296
9.4.4 以可靠性为中心的维修297
9.5 检测策略298
9.5.1 检测什么? 298
9.5.1.1 预期失效点（“热点”） 299
9.5.1.2 腐蚀基础设计分析301
9.5.2 何时检测？关键绩效指标304
9.5.2.1 腐蚀成本关键绩效指标304
9.5.2.2 维修完成率关键绩效指标305
9.5.2.3 选择关键绩效指标305
9.5.3 腐蚀监测或腐蚀检测306
9.5.4 基于风险的检测308
9.5.4.1 失效可能性评估309
9.5.4.2 失效后果评估309
9.5.4.3 基于风险的检测的应用310
9.5.5 风险评估方法311
9.5.5.1 危险与可操作性分析311
9.5.5.2 失效模式、影响及危害性分析313
9.5.5.3 风险矩阵法314
9.5.5.4 故障树分析315
9.5.5.5 事件树分析318
9.6 工业案例319
9.6.1 输送管线320
9.6.1.1 外腐蚀直接评价322
9.6.1.2 内腐蚀直接评价325
9.6.1.3 静态水压试验327
9.6.1.4 内检测328
9.6.2 海底管道-升管333
9.6.3 加工制造业335
9.6.4 电力行业337
9.6.4.1 腐蚀产物活化和沉积340
9.6.4.2 压水堆蒸汽发生器管腐蚀340
9.6.4.3 锅炉管水侧/汽侧腐蚀 340
9.6.4.4 换热器腐蚀341
9.6.4.5 涡轮机中的应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳 341
9.6.4.6 燃料包壳腐蚀341
9.6.4.7 发电机腐蚀341
9.6.4.8 流动加速腐蚀342
9.6.4.9 原水管道腐蚀342
9.6.4.10 沸水堆管道和内部构件的晶间应力腐蚀开裂342
9.6.5 飞机维修342
9.6.5.1 腐蚀等级定义343
9.6.5.2 维修计划343
9.6.5.3 腐蚀管理评估344
9.6.5.4 维修指导小组体系344
参考文献346
第十章 腐蚀监测348
10.1 什么是腐蚀监测? 348
10.2 腐蚀监测技术349
10.2.1 直接的侵入式技术351
10.2.1.1 物理技术351
10.2.1.2 电化学技术359
10.2.2 直接的非侵入式技术377
10.2.2.1 薄层活化和伽马射线照相术377
10.2.2.2 电场指纹法378
10.2.2.3 声发射380
10.2.3 间接的在线技术381
10.2.3.1 氢监测381
10.2.3.2 腐蚀电位382
10.2.3.3 在线水化学分析383
10.2.3.4 工艺参数386
10.2.3.5 污垢387
10.2.4 间接的离线测量技术387
10.2.4.1 离线水化学参数387
10.2.4.2 残留缓蚀剂388
10.2.4.3 过程样品化学分析389
10.3 腐蚀监测部位390
10.4 腐蚀监测系统392
10.5 过程控制集成393
10.6 腐蚀监测响应模型394
10.7 探针设计与选择396
10.7.1 灵敏度和响应时间396
10.7.2 嵌平式电极设计398
10.7.3 凸出式电极设计398
10.7.4 特殊应用探针398
10.7.4.1 应力腐蚀开裂探针398
10.7.4.2 碳氢化合物环境中的腐蚀400
10.7.4.3 耦合多电极阵列系统及传感器401
10.8 数据传输和分析要求403
参考文献403
第十一章 工程材料：选材和设计要素406
11.1 选材406
11.2 选材腐蚀意识407
11.2.1 金属为何腐蚀？ 407
11.2.2 金属如何腐蚀？ 409
11.2.3 多种材料/环境组合410
11.2.4 腐蚀数据的准确性411
11.2.5 材料/性能交互作用的复杂性413
11.3 选材的折中考虑414
11.3.1 生命周期成本核算415
11.3.2 状态评估416
11.3.3 优先级417
11.4 选材路线图418
11.4.1 初始候选材料清单的确定418
11.4.2 基于过去经验的材料筛选419
11.4.3 进行环境评估419
11.4.4 基于潜在腐蚀失效模式的材料评估421
11.4.5 腐蚀预防和控制方法的选择421
11.5 冶金学基础422
11.5.1 合金化425
11.5.1.1 相图426
11.5.1.2 铸件427
11.5.2 金属热处理429
11.5.2.1 退火429
11.5.2.2 硬化热处理431
11.5.2.3 奥氏体不锈钢的敏化432
11.5.2.4 焊接432
11.5.3 预防腐蚀的冶金学原理433
11.5.3.1 高纯金属433
11.5.3.2 合金添加剂433
11.5.3.3 热处理434
11.5.3.4 冶金史和腐蚀434
11.6 工程材料434
11.6.1 铝及其合金435
11.6.1.1 铝的生产436
11.6.1.2 机械性能436
11.6.1.3 铸造铝436
11.6.1.4 锻造铝437
11.6.1.5 特殊铝制品438
11.6.1.6 铝合金热处理状态标识体系438
11.6.1.7 应用440
11.6.1.8 铝合金的焊接性441
11.6.1.9 耐蚀性443
11.6.2 镉448
11.6.3 铸铁449
11.6.3.1 碳的存在形式449
11.6.3.2 焊接性451
11.6.3.3 耐蚀性452
11.6.4 铜及其合金455
11.6.4.1 焊接性460
11.6.4.2 耐蚀性463
11.6.4.3 铜镍合金在海洋环境中的应用466
11.6.4.4 装饰性腐蚀产物473
11.6.5 高性能合金477
11.6.5.1 镍基和铁镍基合金478
11.6.5.2 钴基合金480
11.6.5.3 焊接和热处理481
11.6.5.4 耐蚀性484
11.6.5.5 高性能合金的应用488
11.6.6 铅及其合金496
11.6.7 镁及
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