金屬的化學(xué)腐蝕反應(yīng)可分為兩個(gè)步驟。第一步是氧化步驟,第二步是脫電子步驟。氧化過(guò)程釋放自由電子,而脫電子過(guò)程是除去自由電子的過(guò)程。
陽(yáng)離子可以進(jìn)入溶液或與其他陰離子結(jié)合形成化合物。氧化過(guò)程必須與脫電子過(guò)程同時(shí)配合才能完成整個(gè)反應(yīng)。
因此,只有通過(guò)電子去除步驟去除氧化步驟產(chǎn)生的自由電子,金屬原子才能不斷被腐蝕。實(shí)際的腐蝕過(guò)程是一個(gè)非常緩慢而相對(duì)均勻地在表面上失去金屬原子的過(guò)程。在某些條件下,如果在一個(gè)區(qū)域形成陽(yáng)極或陰極區(qū)域,可能會(huì)出現(xiàn)局部腐蝕不均勻,并形成可見(jiàn)的腐蝕坑。
鋼鐵不會(huì)很快被腐蝕,因?yàn)樗谋砻嬖谒袝?huì)形成一層氧化保護(hù)層。由于鐵容易被氧化形成氧化鐵,所以不溶于水,容易沉積在金屬表面,從而阻礙了進(jìn)一步的腐蝕。這種現(xiàn)象稱為腐蝕鈍化。鋯、鉻、鋁、不銹鋼等金屬在常溫的水或空氣中會(huì)形成很薄的保護(hù)層,有時(shí)甚至薄得肉眼無(wú)法分辨。由于這種薄保護(hù)層,這些金屬在水或空氣中具有良好的耐腐蝕性。
,&,由金屬材料和結(jié)構(gòu)組成的金屬材料和結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境中或在工作條件下與其環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而發(fā)生劣化和破壞,稱為腐蝕。還包括上述因素與機(jī)械因素或生物因素的聯(lián)合作用。一些物理效應(yīng),如金屬材料在某些液態(tài)金屬中的物理溶解,也可以歸類為金屬腐蝕。一般來(lái)說(shuō),銹是特指鋼和鐵基合金。在氧和水的作用下,形成銹,這是一種主要由水氧化鐵組成的腐蝕產(chǎn)物。有色金屬及其合金會(huì)腐蝕但不會(huì)生銹,但會(huì)形成類似于銹蝕的腐蝕產(chǎn)物。例如,銅和銅合金表面的銅綠有時(shí)被稱為銅銹。
,&,&,腐蝕損傷有多種形式。不同環(huán)境條件下金屬腐蝕的原因不同,影響因素也很復(fù)雜。通過(guò)改變一些作用條件和影響因素,阻斷和控制腐蝕過(guò)程,以防止和減緩腐蝕損害及其損害。所發(fā)展的方法、技術(shù)和相應(yīng)的工程措施已成為防腐工程技術(shù)。
金屬材料是現(xiàn)代社會(huì)廣泛使用的工程材料,對(duì)人類文明和發(fā)展起著非常重要的作用。金屬材料不僅用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究,在日常生活中也隨處可見(jiàn)。然而,金屬材料容易與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致金屬腐蝕。金屬一旦腐蝕,其性能將大大降低。如果設(shè)備上的金屬部件被腐蝕,設(shè)備將無(wú)法工作,給人員帶來(lái)經(jīng)濟(jì)等損失。因此,防止金屬腐蝕是非常重要的。
防止金屬腐蝕的方法有很多,包括以下幾種:
首先,在制造金屬零件的過(guò)程中,加入不易與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的耐腐蝕材料。例如鉻、鎳、鈦在空氣中不易氧化,能產(chǎn)生致密的印刷PU膜,抗酸、堿、鹽的腐蝕。加入鐵或銅可以使金屬制品具有優(yōu)良的耐腐蝕性能??捎糜诮饘俜勰┮苯?。通過(guò)加入不同性能的金屬粉末,靈活混合各種金屬元素,可以得到耐腐蝕性能優(yōu)異的金屬零件。鐵碳合金等金屬材料也可進(jìn)行防腐處理。
第二,采用涂布法防止腐蝕。涂布工藝包括三大類:涂布與噴涂、涂布與化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。在金屬表面形成保護(hù)層,將金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸分開(kāi),以減少腐蝕。
在腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑可以改變介質(zhì)的性質(zhì),減少或消除對(duì)金屬的腐蝕。緩蝕劑是一種能夠防止或減緩金屬在環(huán)境介質(zhì)中腐蝕的物質(zhì)。主要用于管道內(nèi)壁的防腐。
1. 抗酸性介質(zhì)的腐蝕在管道和鍋爐的酸洗和除垢中,吸附式緩蝕劑常常加入到酸性溶液中,改變金屬表面的性質(zhì),從而防止酸性介質(zhì)的腐蝕。
2. 中性介質(zhì)的緩蝕劑可吸附在循環(huán)水、鍋爐給水等中性介質(zhì)的金屬上。腐蝕主要是由水中的溶解氧和游離二氧化碳引起的,特別是在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,由于水的反復(fù)循環(huán),水中的無(wú)機(jī)鹽逐漸集中,導(dǎo)致管道內(nèi)壁腐蝕結(jié)垢。氧化型或沉淀型緩蝕劑往往加入到系統(tǒng)中,在管道內(nèi)壁形成致密的氧化膜(鈍化劑)或防腐沉淀膜,從而達(dá)到防腐的目的。常見(jiàn)的緩蝕劑有;復(fù)合酸鹽、聚磷酸鹽、硅酸鹽、銅酸鹽等。
3.蒸汽和加熱管道的防腐
這種腐蝕主要是由水中的溶解氧、氯離子和溶解鹽引起的。防腐措施是采用離子交換法除氧除垢或加入緩蝕劑和脫氧劑。常見(jiàn)的緩蝕劑有聚磷酸鈉、硅酸鹽和鉑鹽,脫氧劑主要是亞硫酸鈉。對(duì)于長(zhǎng)期停工管道,可在管道內(nèi)填充濃度為200mg / L的亞硝酸鈉溶液,防止氧腐蝕管道內(nèi)壁。