- 相關(guān)推薦
金屬的腐蝕及其防護(hù)方法
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!
關(guān)鍵詞： 特種設(shè)備;金屬腐蝕;成因;防護(hù)
1 概述
金屬的腐蝕是金屬工件在所使用的外界環(huán)境的作用下引起的破壞或變質(zhì)。金屬腐蝕的現(xiàn)象是普遍存在的。例如，鋼鐵材料在潮濕的空氣里出現(xiàn)紅褐色鐵銹等。金屬因腐蝕而遭到的損失是驚人的。金屬構(gòu)件和零部件在加工、儲(chǔ)存和使用中，由于腐蝕而使其性能變壞、精度下降，對(duì)于特種設(shè)備來說使其無法正常使用，安全性能得不到保障等，嚴(yán)重者甚至報(bào)廢或發(fā)生安全事故。
2 腐蝕的種類
我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家，每年被腐蝕的鋼鐵占有很大比重。而這些腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，更是對(duì)安全構(gòu)成危險(xiǎn)。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)生過多起災(zāi)難性腐蝕事故，如橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫塌陷，起重機(jī)械因腐蝕變形嚴(yán)重發(fā)生事故，油管因穿孔或裂縫而漏油發(fā)生爆炸，壓力管道破壞有毒氣體的泄漏、可燃?xì)怏w的燃燒爆炸等等。一般情況下按腐蝕過程來分：主要有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕;按腐蝕的環(huán)境條件分為高溫腐蝕和常溫腐蝕等。
2.1 化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕是金屬和接觸到的物質(zhì)(如SO2，Cl2，O2等)或非電解質(zhì)液體(石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響很大。鋼鐵在常溫下的干燥空氣里，腐蝕的速度是很小的，但在600℃以上高溫，鋼鐵易形成氧化鐵皮。在機(jī)械加工、使用和保管中，干燥和高溫同時(shí)存在的條件并不多，因此化學(xué)腐蝕引起的金屬腐蝕是不明顯的。
2.2 電化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕是不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)而引起的腐蝕，比如常見活潑的金屬失去電子被氧化。即化學(xué)反應(yīng)中有電流產(chǎn)生使腐蝕過程逐漸進(jìn)行。形成電化學(xué)腐蝕須具備三個(gè)條件：存在電位差;存在電解質(zhì)溶液;發(fā)生接觸。破壞或抑制任何一個(gè)條件，都可以防止金屬電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。
如鋼鐵處于酸性條件中(析氫腐蝕)：
Fe-2e-=Fe2+
2H++2e-=H2↑
鋼鐵處于弱酸性、中性或堿性條件下(析氧腐蝕)：
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
4Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
3 防腐蝕措施
3.1 提高金屬材料本身的抗蝕能力
�、黉摰幕w組織合金化。當(dāng)鋼中加入一定量鉻、鎳、硅、釩、鎢、鉬等合金元素時(shí)，可以提高抗蝕能力。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。鉻能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，是不銹鋼、耐熱鋼的重要合金元素。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑，釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。②金屬組織單相化。使鋼的組織呈單一的鐵素體或奧氏體狀態(tài)，且盡量減少雜質(zhì)的含量，也可提高鋼材的抗蝕能力。
3.2 利用覆蓋法提高金屬的抗腐蝕能力
3.2.1 金屬覆蓋法 鋅、鉛、錫、鉻、鎳、銅等金屬的活潑性很小，把這些金屬覆蓋在被保護(hù)的金屬表面，便可達(dá)到防銹的目的。①噴鍍法。噴鍍法的優(yōu)點(diǎn)是可以給大型構(gòu)件防銹。但它的缺點(diǎn)也很明顯，即噴鍍的金屬與基體金屬結(jié)合不牢固，防銹效果不理想。噴鍍法不但用來防銹，而且在修復(fù)磨損零件、填補(bǔ)有裂紋的鑄件等方面也有良好的效果。②包鍍法。在被保護(hù)金屬坯料的每一面放好保護(hù)板，然后進(jìn)行熱軋，依靠機(jī)械力和擴(kuò)散作用使二者牢固結(jié)合在一起，得到抗蝕覆蓋層的方法稱為包鍍法。包鍍法可使鋼的表面包以黃銅、鎳、鋁和不銹鋼等耐蝕金屬，達(dá)到既可用價(jià)廉的普通鋼來代替貴重的有色金屬或不銹鋼，又可達(dá)到防止腐蝕的目的。③熱鍍法。把鋼件浸入耐蝕的金屬液中，使鍍層金屬在熔融狀態(tài)下與鋼件表面的鐵形成合金，并在鍍層的最外邊形成純的鍍層金屬的方法稱為熱鍍法。熱鍍的耐蝕金屬多是鋅、錫、鉛等有色金屬。熱鍍法操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，得到了廣泛應(yīng)用。④滲鍍法。在高溫下使耐蝕金屬擴(kuò)散至鋼件表面的一定深度，獲得耐蝕的合金覆蓋層。滲鍍的元素有鋁、鉻、硅等。⑤電鍍法。電鍍法是應(yīng)用最廣泛的防止金屬腐蝕的方法。常用的鍍層金屬有鋅、鎘、銅、鎳、錫等。電鍍法與其它獲得保護(hù)覆蓋層的方法相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)：第一，可靈活而準(zhǔn)確的控制鍍層的厚度和質(zhì)量。第二，電鍍法消耗的鍍層金屬最節(jié)省。第三，鍍層金屬純度高，而且與被鍍金屬結(jié)合牢固，因而防銹性能高。第四，不用加熱或加熱溫度不高，節(jié)省能源，而且不會(huì)因高溫加熱而影響被鍍金屬的性能。電鍍的缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低。
3.2.2 非金屬覆蓋法
�、偻糠冷P油法。涂防銹油是常用的防止金屬制品在儲(chǔ)存、加工、運(yùn)輸和使用中腐蝕的方法。短期性防蝕(如工序間防蝕)，常用較稀的防銹油，如F-1、F-4、F-33、F-41等牌號(hào)的防銹油;長(zhǎng)期性防銹(如半成品和成品的庫存)，要用較稠的油，如FY-5、501、201、F-31等防銹油;長(zhǎng)期封存(如成品出廠)時(shí)要用更稠的防銹油(脂)，如FZ-4、FZ-8、663、3、191、501等牌號(hào)的防銹油(脂)。
②采用可剝性塑料防銹法。采用浸涂、噴涂或刷涂的方法，使被保護(hù)金屬裹上一層塑料薄膜，從而隔離了金屬與腐蝕性介質(zhì)的接觸，達(dá)到防銹的目的。這種方法的防銹期較長(zhǎng)，可達(dá)5-10年，使用時(shí)，可以立即剝除，不必像涂防銹油法那樣再經(jīng)過費(fèi)時(shí)費(fèi)力的清洗手續(xù)。
�、弁坑推岱�。涂油漆防銹法是最古老也是應(yīng)用最廣的方法。但是，單一的油漆膜不能完全阻止水分和氧氣滲透至金屬表面，所以好的防銹油漆還加入鈍化劑，防止生銹或大大推遲開始生銹的時(shí)間。油漆主要用于橋梁、建筑物和機(jī)器外表面，以防止大氣腐蝕。
3.3 采用化學(xué)處理法防銹
用化學(xué)處理法可使金屬表面生成一層鈍化膜保護(hù)層，從而達(dá)到防銹的目的。實(shí)質(zhì)上這也是一種覆蓋層保護(hù)法。①鋼鐵的氧化處理。氧化處理是使鋼鐵表面形成一層致密、均勻、與金屬表面牢固結(jié)合的氧化膜，這層氧化膜保護(hù)內(nèi)部金屬免于繼續(xù)氧化腐蝕。氧化處理不會(huì)增大零件尺寸，對(duì)干燥空氣的抵抗力強(qiáng)，但在水中和濕氣中的抵抗力差。適合一些精密零件和工量具的防蝕處理。②鋼鐵的鈍化處理。鈍化處理就是使金屬表面形成一層保護(hù)膜(鈍化膜)，以抵抗大氣腐蝕而不生銹。③鋼鐵的磷化處理。在磷酸鹽溶液中，使鋼鐵表面形成一層致密的灰黑色磷酸鹽保護(hù)膜，以達(dá)到防銹目的的方法稱為磷化處理。磷化處理不改變零件尺寸，常用于螺釘、螺母等。
4 結(jié)論
為了減少特種設(shè)備金屬零部件和構(gòu)件在加工、儲(chǔ)存和使用中因腐蝕而造成的損失，必須了解腐蝕發(fā)生的原因和影響腐蝕的因素，根據(jù)金屬零件和構(gòu)件的精密度、復(fù)雜度以及特種設(shè)備所處使用環(huán)境等，提高金屬材料本身的抗蝕能力，采用覆蓋法或化學(xué)處理法是行之有效的防護(hù)措施。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉懷樂.純堿生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)的秘訣[J].化學(xué)教學(xué)，2011(01).
[2]譚文生.鐵的吸氧腐蝕與析氫腐蝕對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2011(06).
[3]莘贊梅.“金屬的腐蝕和防護(hù)”的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011(03).
【金屬的腐蝕及其防護(hù)方法】相關(guān)文章：
煉油廠設(shè)備腐蝕與防護(hù)10-05
熱力設(shè)備的腐蝕和防護(hù)10-05
化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕與防護(hù)10-05
路橋工程中鋼筋混凝土的腐蝕與防護(hù)10-26
人教版選修1化學(xué)《金屬的電化學(xué)腐蝕》教案10-07
有色金屬礦區(qū)土壤重金屬污染及其修復(fù)10-08
金屬材料的分析方法10-07