金属腐蚀与防护问题的若干探讨

　　摘要：金属及其合金至今仍然被公认为是最重要的结构材料，所以金属腐蚀自然成为最引人注意的问题之一。腐蚀破坏的形式种类很多，在不同环境条件下引起金属腐蚀的原因不尽相同，而且影响因素也非常复杂。为了防止和减缓腐蚀破坏及其损伤，通过改变某些作用条件和影响因素而阻断和控制腐蚀过程，由此所发展的方法、技术及相应的工程实施成为防腐蚀工程技术。

　　关键词：金属腐蚀；防护；方法

　　1引言

　　金属材料及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，这种现象称为腐蚀，其中也包括上述因素与力学因素或者生物因素的共同作用。此外，某些物理作用（如金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象），也可归入金属腐蚀范畴。

　　2金属腐蚀：现象与问题

　　金属腐蚀，是指金属在外界环境和金属性能变化的共同作用下而引起金属的变质或者破坏，最终影响金属的使用性能。金属材料使用量的90%以上是钢铁，全世界现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为10%，全世界每年因腐蚀损失约高于7000亿美元。一般，由于腐蚀所造成的经济损失约占国民经济总产值的2-4%，由此可见，金属腐蚀问题十分严重和普遍。无论是现在还是过去，金属腐蚀给我造成的巨大的损失，但是金属材料优越的机械性能又是其他工程材料短期内难以替代的，研究金属腐蚀防护措施和方法来延缓金属腐蚀，对于我国经济发展和环境保护具有十分重要的意义。

　　3.金属防腐：方法与措施

　　3.1金属防腐的方法

　　3.1.1防腐蚀结构设计

　　金属构件或设备的腐蚀，很多情况下都与其结构有关。不良的结构常常会引起应力集中、局部过热、液体流动停滞、固体颗粒的沉积和积聚、电偶电流形成等，这些都会引起或加速腐蚀过程。因此，在设计中应充分注重设备的结构设计。防腐蚀结构设计，就是在保证满足设备的功能和工艺要求的条件下，适当地改变设备及部件的形状、布局，调整其相对位置或空间位置，达到控制腐蚀的目的。

　　3.1.2合理使用覆盖层

　　覆盖层都有一定致密性，能有效阻隔水、氧气等腐蚀成分渗入并和底层金属发生腐蚀反应。根据这个思路，可以有意识强化覆盖层的这种功能。金属覆盖层技术是指在金属基体上覆盖一层或多层金属涂层的技术，以达到保护金属、防止基体金属腐蚀的目的。金属覆盖层根据其在腐蚀电池中的极性，可分为阳极性覆盖层和阴极性覆盖层。选用金属覆盖层作为基体金属的腐蚀控制与防护措施时，既要根据基体金属的种类和性质、产品的使用环境和条件来确定金属覆盖层的材料类型，也要根据机体的表面状态、制件的结构形式、基体与覆盖层的相容性等因素来考虑选择适当的金属覆盖层技术。

　　3.1.3非金属覆盖法

　　如：①涂防锈油法：涂防锈油是常用的防止金属制品在储存、加工、运输和使用中腐蚀的方法。短期性防蚀（如工序间防蚀），常用较稀的防锈油，如F-1、F-4、F-33、F-41等牌号的防锈油；长期性防锈（如半成品和成品的库存），要用较稠的油，如FY-5、501、201、F-31等防锈油；长期封存（如成品出厂）时要用更稠的防锈油（脂），如FZ-4、FZ-8、663、3、191、501等牌号的防锈油（脂）；②采用可剥性塑料防锈法：采用浸涂、喷涂或刷涂的方法，使被保护金属裹上一层塑料薄膜，从而隔离了金属与腐蚀性介质的接触，达到防锈的目的。这种方法的防锈期较长，可达5-10年，使用时，可以立即剥除，不必像涂防锈油法那样再经过费时费力的清洗手续；③涂油漆法：涂油漆防锈法是最古老也是应用最广的方法。但是，单一的油漆膜不能完全阻止水分和氧气渗透至金属表面，所以好的防锈油漆还加入钝化剂，防止生锈或大大推迟开始生锈的时间。油漆主要用于桥梁、建筑物和机器外表面，以防止大气腐蚀。

　　3.2金属腐蚀防护措施

　　3.2.1缓蚀剂法

　　金属缓蚀劑防护法是一种常见的金属防腐蚀措施。在金属所处的环境中，加入少量的缓蚀剂，从而与金属的表面发生物理化学反应，形成的保护膜能够延缓金属材料的腐蚀。缓蚀剂的使用过程中不需要专门的设备仪器，也不会改变金属的性质，因而缓蚀剂法具有适用性强和经济的特点。金属缓蚀剂分为无机盐和有机盐，缓蚀剂通过同金属腐蚀物发生反应生成沉淀并覆盖在金属表面，形成保护膜。如果阳极缓蚀剂的量不足，范围会加快金属的腐蚀，阴极缓蚀剂能够增加阴极极化，即使量不足能够起到缓蚀的作用，因此缓蚀剂的使用必须要根据实际情况控制用量。

　　3.2.2电化学保护法

　　该法是金属腐蚀防护的重要措施之一，其原理是添加外部电流，致使金属内部的电位发生变化，起到抑制或者延缓金属腐蚀的作用。电化学保护法分为阴极保护和阳极保护两种，阳极保护是通过足够的阳极电流，使金属的电位变成钝化状态，阴极保护是通过足够的阴极电流，使金属电位发生阴极极化，从而实现阻止和延缓金属溶解。

　　4结语

　　金属的腐蚀与防护从学科特点来看，是一门由材料、冶金、化学、电化学、物理、力学和微生物学等多门学科交叉渗透所形成的边缘性的技术科学。根据金属零件和构件的精密度、复杂度以及特种设备所处使用环境等，提高金属材料本身的抗蚀能力，采取行之有效的防护措施。

　　作者：李景