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      2023-04-11 瀏覽量:

      金屬腐蝕帶來的危害

      一、金屬腐

      金屬材料在日常生活中具有廣泛的應用,在使用過程中如果沒有做好一定的防護,金屬表面就會發(fā)生腐蝕,且隨著時間的增加,腐蝕現象更加嚴重。金屬腐蝕現象通常是指金屬與周圍環(huán)境之間發(fā)生化學或電化學作用而被破壞或變質的現象。


      腐蝕現象的產生不僅會降低器件的使用壽命,而且會對環(huán)境產生一定的污染,甚至會影響人體生命健康。由于造成腐蝕現象的原因具有許多復雜的因素,通常按照腐蝕機理和腐蝕狀態(tài)對腐蝕現象進行分類。同時根據不同的腐蝕情況,制定金屬防護策略避免金屬發(fā)生腐蝕。


      二、腐蝕現象分類

      按照腐蝕機理可將金屬腐蝕現象分為化學腐蝕、電化學腐蝕和物理腐蝕,其中電化學腐蝕最為普遍,同時也是對金屬的危害最為嚴重。


      化學腐蝕:是指金屬表面與非電解質直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。在反應過程中沒有電流產生,例如鋼鐵在空氣中加熱時,熱鐵與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應生成疏松的鐵氧化物,這種現象為化學腐蝕;該類腐蝕的特點是,在一定條件下,非電解質中的氧化劑直接與金屬表面原子相互作用而形成腐蝕產物,腐蝕過程電子的傳遞是在金屬和氧化劑之間直接進行的,所以沒有電流產生。


      電化學腐蝕:是指金屬在水溶液中,與離子導電的電解質發(fā)生電化學反應產生的破壞。在反應過程中有電流產生,腐蝕金屬表面存在陰極和陽極,陽極反應使金屬失去電子變成帶正電的離子進入介質中,稱為陽極氧化過程。陰極反應是介質中的氧化劑吸收來自陽極的電子,稱為陰極還原反應,這兩個反應是相互獨立而又同時進行的,稱為一對共軛反應。這使得金屬表面陰陽兩極組成了短路電池,腐蝕過程中有電流產生,加速了腐蝕過程。如金屬在海水、酸堿鹽溶液、 自來水等介質中的腐蝕均屬于電化學腐蝕。


      物理腐蝕:是指金屬和周圍的介質發(fā)生單純的物理溶解而產生的破壞。金屬在液態(tài)高溫的條件下可在熔鹽、熔堿中發(fā)生物理溶解。物理腐蝕是由于物質遷移引起的,固體金屬在液態(tài)介質中溶解而轉移到液態(tài)中,使得金屬破壞,故沒有電流產生,是一個純物理過程。如鋼容器易被熔融的液態(tài)金屬鋅溶解,使得鋼容器壁變薄等。


      按照腐蝕形態(tài)也可分為均勻腐蝕和局部腐蝕,對于局部腐蝕可根據其形態(tài)分為電偶腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕。


      三、金屬腐蝕帶來的危害

      金屬腐蝕現象普遍存在于日常生活和工業(yè)生產之中,腐敗會造成嚴重的直接或間接經濟損失,腐蝕會造成的大量的經濟損失。據國內統(tǒng)計,腐蝕造成的損失每年可達3.5 萬億人民幣,約占國民生產總值(GNP)的3-5 %,全國腐蝕造成的鋼鐵損失占當年鋼產量約10-20 %。腐蝕是能源和材料損失的主要原因之一,占全球能源使用的20%。腐蝕現象也會造成資源浪費和環(huán)境污染。腐蝕使得金屬材料過早失效,同時也造成了資源和能源的大量浪費;可能會造成管道泄漏,造成大量土壤/水體的污染;腐蝕產物和污垢會導致鍋爐、換熱器等設備的傳熱效率下降,浪費大量資源。


      四、預防金屬腐蝕的方法

      金屬材料種類的多樣、腐蝕環(huán)境的復雜決定了金屬腐蝕防護手段的多樣。防護手段大致可分為金屬表面處理、電化學保護和改善腐蝕環(huán)境三大類。


      金屬表面處理:是指通過物理、化學及電化學手段在金屬基材表面建立一種隔離保護層,以阻隔電解質溶液與基材接觸,達到減緩腐蝕的目的。主要有在表面覆蓋涂層,即在金屬基材表面涂覆一層涂層可以隔絕水與氧氣接觸基底,產生保護作用;陽極氧化處理,即外加電源將金屬材料與電源正極連接,在外加電流和相應電解質溶液的共同作用下,金屬表面生成一層氧化膜;合金化處理,即通過往金屬中摻雜其他元素,以改善耐蝕性、耐磨性等性能。


      電化學保護:是運用電化學原理對金屬材料采取措施,使其充當陰極或鈍化,達到減緩腐蝕的目的。其可分為犧牲陽極的陰極保護法、外加電流的陰極保護法以及陽極保護法三種。


      改善腐蝕環(huán)境:改善金屬材料所處的腐蝕環(huán)境可以有效降低腐蝕速度。常用的方法有添加緩蝕劑,緩釋劑的用量很少,一般在1%以下就會展示出極好的緩釋效果。因此緩蝕劑防腐被大量運用于石油、化工、運輸、文物保護等產業(yè)。


      五、總

      腐蝕現象是日常生活和工業(yè)生產中常見的現象,但是隨著科學技術的發(fā)展,可以快速識別腐蝕的種類并找到腐蝕的位置,則可以大大降低潛在的風險。同時,隨著防腐蝕保護的大量研究,金屬腐蝕得到有效遏制。


      六、夢能服務與支持

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