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金属的腐蚀与防护技术 金属的腐蚀与防护

金属腐蚀与防护(金属腐蚀与防护技术) 。
金属的腐蚀机理通常分为化学腐蚀和电化学腐蚀 。根据腐蚀模式，可分为一般腐蚀和局部腐蚀，局部腐蚀是一种复杂的腐蚀模式，可细分为晶间腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀和选择性腐蚀 。
金属的化学腐蚀是指金属与环境介质反应形成金属化合物，降低材料性能的现象 。在自然界中，除了金和铂，大多数金属都以氧化物(矿石)的形式存在 。作为金属氧化的结果，在其表面上形成固体氧化膜 。氧化膜阻碍了金属与介质之间的物质传递，会减缓金属的持续氧化 。然而，为了保护金属，氧化膜必须满足以下条件:
1.生成的金属膜必须致密完整，能覆盖所有金属表面 。
2.氧化物本身是稳定的、耐火的和不挥发的，并且不容易与介质相互作用 。
3.氧化膜与基底结合良好，热膨胀系数相近，不会脱落 。
4.氧化膜具有足够的强度和塑性来承受资源网络的一定应力和应变 。
金属的电化学腐蚀是指金属在电解质介质中的腐蚀 。电化学腐蚀的条件:
1.金属或合金的化学成分不均匀，含有各种杂质和合金元素 。
2.组织结构不均衡 。
3.身体状态不均衡 。
4.不完全表面氧化(保护)膜 。
由于上述原因，金属表面的电极电位不同，在电解液中形成腐蚀原电池 。
腐蚀原电池原理 。
一、整体腐蚀 。
腐蚀分布在整个金属表面，导致金属部件的横截面尺寸减小，直到被完全破坏 。成分和结构均匀的纯金属和合金在均匀的介质环境中表现出这种腐蚀形态 。
二.局部腐蚀
腐蚀集中在金属表面的局部区域，而其他大多数表面几乎不腐蚀，这被称为局部腐蚀 。
1.电偶腐蚀 。
当两种金属在同一介质中接触时，由于电位不相等，它们之间会有电流流动，这增加了电位较低的金属的溶解速度，并在接触处引起局部腐蚀 。然而，电位较高的金属溶解速度会降低，这就是电偶腐蚀，也称为接触腐蚀或双金属腐蚀 。为避免电偶腐蚀，应正确选择材料，电位应接近，或在中间加绝缘层 。为了减少面积效应，最好的布局是大阳极小阴极；添加缓蚀剂可以改变反应路径，提高反应活化能 。
2.点蚀
向深处发展的腐蚀孔隙出现在金属表面的局部区域，而其他区域未被腐蚀或仅轻微腐蚀，称为点蚀或点蚀 。为避免电偶腐蚀，应尽可能降低介质中的卤素含量，运行时应保证充分的搅拌和循环或通风 。加入缓蚀剂，如硝酸盐、铬酸盐、硫酸盐和碱，可以增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜的再钝化 。阴极保护，施加电流或牺牲阳极，将金属的电极电位控制在点蚀保护电位以下 。
3.裂纹腐蚀 。
当金属处于介质中时，金属与金属之间或金属与非金属之间会形成非常小的间隙(通常在0.025 ~ 0.1mm之间)，使间隙中的介质处于停滞状态，造成间隙中金属的加速腐蚀 。缝隙腐蚀的机理与点蚀非常相似，区别主要在于腐蚀初期 。孔隙腐蚀起源于腐蚀孔，而缝隙腐蚀发生在金属表面已有的缝隙中 。为避免缝隙腐蚀，应采取类似措施防止点蚀 。尽量避免形成缝隙和有积液的死角；不可避免的差距应该缩小或填补；尽量控制介质中溶解氧的浓度:溶解氧浓度
4.晶间腐蚀 。
腐蚀沿着金属或合金的晶界发展，而颗粒体的腐蚀很轻微 。由材料微观结构的不均匀电化学特性引发 。晶间腐蚀的控制应侧重于材料本身的成分和结构 。以奥氏体不锈钢晶间腐蚀为例，应降低钢的含碳量 。稳定治疗；再溶解处理 。
5.应力腐蚀 。
材料在静应力和腐蚀介质共同作用下的脆性开裂现象称为应力腐蚀开裂 。应力腐蚀是最有害的腐蚀形式之一 。应力腐蚀是电化学腐蚀和应力-机械失效促进裂纹形成和扩展的过程 。敏感合金、特定介质和一定的静态应力是应力腐蚀的三个必要条件 。为避免应力腐蚀，应正确选择材料，以避免形成应力腐蚀开裂体系 。确保设计正确，尽量减少应力集中效应；控制环境介质，减少有害物质，添加缓蚀剂；采用电化学保护并施加电流极化(不适用于氢脆性SCC) 。
6.磨损和腐蚀
流体与金属之间或金属零件之间的相对运动造成金属局部加速腐蚀破坏的现象称为磨损腐蚀 。侵蚀可分为湍流侵蚀和空气泡侵蚀 。
紊流腐蚀:在设备或部件的某些特定部位，介质速度急剧增加，形成紊流 。湍流一方面加速了阴极去极化剂的供给，同时增加了金属表面流体的剪切应力 。如果流体中含有固体颗粒，金属表面的磨损和腐蚀会变得更加严重 。


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