金屬防腐蝕的方法很多,主要有改善金屬的本質(zhì)、把被保護金屬與腐蝕介質(zhì)隔開、或?qū)饘龠M行表面處理、改善腐蝕環(huán)境以及電化學保護等。
一、改善金屬的本質(zhì)。
根據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金或在金屬中添加合金元素,提高其耐蝕性,可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如,在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強防腐蝕能力。
二、形成保護層。
在金屬表面覆蓋各種保護層,把被保護金屬與腐蝕性介質(zhì)隔開,是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)上普遍使用的保護層有非金屬保護層和金屬保護層兩大類。它們是用化學方法、物理方法和電化學方法實現(xiàn)的。
1、金屬的磷化處理。鋼鐵制品去油、除銹后,放入特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡,即可在金屬表面形成一層不溶于水的磷酸鹽薄膜,這種過程叫做磷化處理。
1.一般攻擊腐蝕
也稱為均勻攻擊腐蝕,一般攻擊腐蝕是腐蝕最常見的類型,它是通過化學或電化學反應(yīng)來導(dǎo)致金屬的整個裸露表面的腐蝕惡化。最終,金屬腐蝕惡化成廢材。均勻腐蝕是指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全面產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。
2.局部腐蝕
按金屬材料腐蝕破壞形態(tài)可以將腐蝕分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類。在實際的腐蝕體系中,大多數(shù)金屬所發(fā)生的腐蝕是局部腐蝕。由于局部腐蝕發(fā)生在金屬表面的不大范圍內(nèi),所以絕大多數(shù)金屬表面腐蝕量很小,但是工程結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及零件的使用壽命主要取決于局部腐蝕損傷的發(fā)展。
3.電化學腐蝕
電化學腐蝕,不同于一般的金屬腐蝕,當兩種不同的金屬同時位于腐蝕性電解液中時便會發(fā)生。其中一種金屬成為陽極,另一種金屬成為陰極,兩種金屬之間會產(chǎn)生電偶。陽極亦稱犧牲金屬,腐蝕和惡化速度比其獨自腐蝕時更快,而陰極腐蝕惡化的速度會比其他方式更慢。
據(jù)專家介紹金屬根據(jù)腐蝕的作用原理,可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
一、化學腐蝕原理
化學腐蝕是由于金屬表面與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學作用而引起的腐蝕。當金屬與非電解質(zhì)相接觸時,非電解質(zhì)中的分子被金屬表面所吸附,并分解為原子后與金屬原子化合,生成腐蝕產(chǎn)物?;瘜W腐蝕的基本過程是介質(zhì)分子在金屬表面吸附和分解,金屬原子與介質(zhì)原子化合,反應(yīng)產(chǎn)物或者揮發(fā)掉或者附著在金屬表面成膜,屬于前者時金屬不斷被腐蝕,屬于后者時金屬表面膜不斷增厚,使反應(yīng)速度下降。
二、電化學腐蝕原理
金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸,通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。電化學腐蝕反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中,金屬失去電子而被氧化,其反應(yīng)過程稱為陽極反應(yīng)過程,反應(yīng)產(chǎn)物是進入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物(或金屬難溶鹽);耐腐蝕志盛威華無機防腐涂料耐腐蝕效果好,介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原,其反應(yīng)過程稱為陰極反應(yīng)過程。在均勻腐蝕時,金屬表面上各處進行陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的概率沒有顯著差別,進行兩種反應(yīng)的表面位置不斷地隨機變動。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應(yīng),故通常情況下采用外接電源或用導(dǎo)線將被保護金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接,以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。
1.相對濕度的影響
空氣中相對濕度越高,金屬表面水膜越厚,空氣中的氧透過水膜到金屬表面作用。相對濕度達到一定數(shù)值時,腐蝕速度大幅上升,這個數(shù)值稱為臨界相對濕度,鋼的臨界相對濕度約為70%。
2.溫度的影響
環(huán)境溫度與相對濕度關(guān)聯(lián),干燥的環(huán)境(沙漠)下,氣溫再高金屬也不容易銹蝕。當相對濕度達到臨界值時,溫度的影響明顯加劇,溫度每增加10℃,銹蝕速度提高兩倍。因此,在濕熱帶或雨季,氣溫越高,銹蝕越嚴重。
3.氧氣的影響
用下列反應(yīng)式表示生銹過程:
Fe+H2O→Fe(OH)2
Fe(OH)2+ H2O+O2→Fe(OH)3
Fe+ H2O+O2→Fe(OH)3
可見沒有水和氧氣,金屬就不會生銹,空氣中20%體積是氧氣,它是無孔不入的。