金屬腐蝕的控制

　　下面是小編整理的金屬腐蝕的控制的論文，歡迎各位物理學(xué)的同學(xué)借鑒!

　　摘 要：研究腐蝕的目的，是為了防止腐蝕和控制腐蝕的危害，延長(cháng)材料的使用壽命。各種工程材料，從原料加工成產(chǎn)品，直到使用和長(cháng)期儲存過(guò)程中都會(huì )遇到不同的腐蝕環(huán)境，產(chǎn)生不同程度的腐蝕。金屬腐蝕的過(guò)程是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程，完全避免材料的腐蝕是不可能的，因此腐蝕控制的問(wèn)題也就應運而生。本文從多角度來(lái)討論金屬的腐蝕控制方法，從而為今后的金屬防腐工作帶來(lái)一定借鑒和指導作用。

　　關(guān)鍵詞：腐蝕 控制腐蝕 金屬腐蝕 防腐工作

　　一、基于腐蝕控制的設計考慮

　　1.正確選用材料和加工工藝

　　材料有各類(lèi)金屬材料和非金屬材料，合理選材應主要從材料的力學(xué)性能、耐蝕性能、加工性能和經(jīng)濟性四個(gè)方面進(jìn)行考慮。選材時(shí)應遵循以下原則：

　　1.1選材需要考慮經(jīng)濟上的合理性，在保證其他性能和設計的使用前提下，盡量選用價(jià)格便宜的材料。

　　1.2綜合考慮整個(gè)設備的材料，根據整個(gè)設備的設計壽命和各部件的工作環(huán)境選擇不同的材料。易腐蝕部分應選擇耐蝕性強的材料。

　　1.3對選擇材料要查明對哪些腐蝕具有敏感性，在選用部位所承受的應力、所處環(huán)境的介質(zhì)條件以及可能發(fā)生的腐蝕類(lèi)型，與其它接觸的材料是否相容，是否發(fā)生接觸腐蝕。

　　1.4結構材料的選材不可單純追求強度指標，應考慮在具體腐蝕環(huán)境條件下的性能。

　　1.5選擇雜質(zhì)含量低的材料可以提高耐蝕性。

　　1.6盡可能選擇腐蝕傾向性小的熱處理方法。

　　1.7采用特殊的焊接工藝防止焊縫腐蝕，采用噴丸處理改變表面應力狀態(tài)防止應力腐蝕。

　　1.8基體材料加涂層可以作為復合材料來(lái)考慮。選擇耐蝕性能差的材料施加涂層，還是選擇高耐蝕材料，需要綜合考慮設備的設計壽命和經(jīng)濟成本。

　　2.防腐蝕結構設計

　　設備的腐蝕在很多情況下都與其結構有關(guān)。不良的結構常常會(huì )引起應力集中、局部過(guò)熱、液體流動(dòng)停滯、固體顆粒的沉積和積聚、電偶電流形成等，這些都會(huì )引起或加速腐蝕過(guò)程。因此，在設計中應充分注重設備的結構設計。

　　防腐蝕結構設計，就是在保證滿(mǎn)足設備的功能和工藝要求的條件下，適當地改變設備及部件的形狀、布局，調整其相對位置或空間位置，達到控制腐蝕的目的。

　　二、表面保護覆蓋層

　　1.覆蓋層保護機理

　　1.1阻隔作用

　　覆蓋層都有一定致密性，能有效阻隔水、氧氣等腐蝕成分滲入并和底層金屬發(fā)生腐蝕反應。根據這個(gè)思路，可以有意識強化覆蓋層的這種功能。

　　1.2陰極保護作用

　　某些覆蓋層含有活性金屬成分。如鋼鐵表面涂鋅層，一旦涂層有空隙，侵入水氣后形成的電偶腐蝕，鋅為陽(yáng)極，加速腐蝕，保護作為陰極的鐵板。

　　1.3鈍化、緩蝕作用

　　許多傳統防銹涂料的底漆填料往往具有緩蝕或鈍化作用。如紅丹防銹漆加了作為填料的紅丹，它可看做鉛酸鹽，是一種良好的鈍化劑，涂漆后使鋼鐵表面保持鈍態(tài)，不受腐蝕。

　　2.覆蓋層的合理使用

　　2.1金屬覆蓋層

　　金屬覆蓋層技術(shù)是指在金屬基體上覆蓋一層或多層金屬涂層的技術(shù)，以達到保護金屬、防止基體金屬腐蝕的目的。金屬覆蓋層根據其在腐蝕電池中的極性，可分為陽(yáng)極性覆蓋層和陰極性覆蓋層。選用金屬覆蓋層作為基體金屬的腐蝕控制與防護措施時(shí)，既要根據基體金屬的種類(lèi)和性質(zhì)、產(chǎn)品的使用環(huán)境和條件來(lái)確定金屬覆蓋層的材料類(lèi)型，也要根據機體的表面狀態(tài)、制件的結構形式、基體與覆蓋層的相容性等因素來(lái)考慮選擇適當的金屬覆蓋層技術(shù)。

　　2.2非金屬覆蓋層

　　非金屬覆蓋層技術(shù)是將非金屬涂料涂覆于材料表面形成具有一定功能并牢固附著(zhù)的連續薄膜，以保護和裝飾基體材料的方法。涂層在材料表面涂覆成膜的施工就稱(chēng)為涂裝。非金屬覆蓋層技術(shù)又包括有機涂層技術(shù)、無(wú)機涂層技術(shù)和轉化膜技術(shù)。

　　三、緩蝕劑防腐方法

　　1.緩蝕劑的分類(lèi)

　　1.1按緩蝕劑的化學(xué)組成分類(lèi)，可將緩蝕劑分為無(wú)機緩蝕劑和有機緩蝕劑。

　　1.2按緩蝕劑對電極過(guò)程的影響分類(lèi)，可把緩蝕劑分為陽(yáng)極緩蝕劑、陰極緩蝕劑和混合型緩蝕劑。

　　1.3按緩蝕劑對金屬表面狀態(tài)的影響分類(lèi)，可分為成膜型緩蝕劑和吸附型緩蝕劑。

　　1.4按環(huán)境介質(zhì)不同，可分為中性介質(zhì)緩蝕劑、酸性緩蝕劑、氣相緩蝕劑等。

　　2.緩蝕劑的作用機理

　　2.1吸附理論

　　吸附理論認為，許多有機緩蝕劑屬于表面活性物質(zhì)，有機分子由親水疏油的極性基和疏水親油的非極性基兩部分組成。當將它們加入到介質(zhì)中時(shí)，緩蝕劑的極性基因定向吸附排列在金屬的表面，從表面上排出了水分子或氫離子等腐蝕性介質(zhì)，或者使介質(zhì)的分子或離子接近金屬表面，從而起到緩蝕作用。

　　2.2成膜理論

　　成膜理論認為，緩蝕劑的分子能與金屬或腐蝕性介質(zhì)的離子發(fā)生化學(xué)作用，其結果在金屬表面生成了具有保護作用的、不溶或難溶的化合物膜層，從而起到了緩蝕的作用。

　　2.3電極過(guò)程抑制理論

　　電極過(guò)程抑制理論認為，緩蝕劑之所以起到緩蝕作用，是由于緩蝕劑的加入抑制了金屬在介質(zhì)中發(fā)生腐蝕的電化學(xué)過(guò)程，從而使腐蝕速率減慢，即起到了緩蝕作用。

　　四、電化學(xué)保護

　　電化學(xué)保護方法，就是根據電化學(xué)原理，在金屬設備或設施上施加一定電流或保護電位，從而防止或減輕金屬腐蝕的防護方法。電化學(xué)保護技術(shù)分為陽(yáng)極保護和陰極保護兩種。將金屬電位向正值移動(dòng)到致鈍電位以上，使金屬鈍化的技術(shù)稱(chēng)為陽(yáng)極保護。陽(yáng)極保護特別適合強腐蝕環(huán)境的金屬防腐，我國硫酸工業(yè)已有應用。陰極保護是將金屬電位向負值移動(dòng)到其腐蝕電池的陽(yáng)極平衡電位以下，這種技術(shù)目前成為埋地金屬構件，特別是鋼制管道的標準做法。

　　參考文獻

　　[1]肖紀美，曹楚南.材料腐蝕學(xué)原理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

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　　[3]崔斌.油氣集輸管道內腐蝕及內防腐技術(shù).石油化工設計.2007，24(1)：5 l-54.

　　[4]楊赫，劉彥禮.近年我國油氣管道防腐技術(shù)的應用.化學(xué)工程師，2008，149(2)： 28-31.

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