淺談金屬的電化學(xué)腐蝕和防腐蝕方法
時間:?2021-11-05??來源:?作者:小編
電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的腐蝕。發(fā)生電化學(xué)腐蝕的基本條件是：有能導(dǎo)電的溶液。能導(dǎo)電的溶液幾乎包含所有的水溶液，包括淡水、雨水、海水、酸堿鹽的水溶液，甚至從空氣中凝結(jié)的水蒸氣加上設(shè)備表面的雜質(zhì)也可以成為構(gòu)成腐蝕環(huán)境的電解質(zhì)溶液。
一、金屬電化學(xué)腐蝕的常見形式
1.全面腐蝕
全面腐蝕是指在整個金屬表面上進行的腐蝕。全面腐蝕一般來說分布比較均勻，腐蝕速度比較穩(wěn)定，機器設(shè)備的壽命可以預(yù)測，對設(shè)備的檢測也比較容易，一般不會發(fā)生突發(fā)事故。全面腐蝕電池的陰、陽極全部是微電極，陰陽極面積基本上相等，所以反應(yīng)速度比較穩(wěn)定。
2.局部腐蝕
局部腐蝕是指只集中在金屬表面局部區(qū)域上進行的腐蝕，其余大部分區(qū)域幾乎不腐蝕。局部腐蝕造成的金屬損失量不大，但是嚴重的局部腐蝕會導(dǎo)致機器設(shè)備的突發(fā)性破壞，這種破壞很難預(yù)測，往往會造成巨大的經(jīng)濟損失，更有甚者會引起災(zāi)難性事故。根據(jù)日本三菱化工機械公司對10年中化工裝置破壞事例進行的調(diào)查結(jié)果表明，全面腐蝕和高溫腐蝕只占13.4%，而局部腐蝕占80%以上。由此可見局部腐蝕的嚴重性。
二、金屬電化學(xué)腐蝕常用的防腐方法
金屬電化學(xué)腐蝕形成的原因很多，影響因素很多，環(huán)境因素各不相同，這樣就不能用一種防腐措施來解決所有腐蝕問題。在金屬防腐中常用的方法有：覆蓋層保護、電化學(xué)保護、緩蝕劑保護。
1.覆蓋層保護：覆蓋層保護是用耐蝕性能良好的金屬或非金屬材料覆蓋在耐蝕性能較差的材料表面，把基體材料與腐蝕介質(zhì)隔開，以達到控制腐蝕的目的。表面覆蓋層保護法不僅能提高基底金屬的耐腐蝕能力，而且能節(jié)約大量貴重金屬和合金。
2.表面處理：表面清理的主要方面就是除油、除銹。除油的方法有化學(xué)除油和電化學(xué)除油?；瘜W(xué)除油主要是用有機溶劑、堿液清洗。現(xiàn)在又出現(xiàn)了一些新型的合成洗滌劑。少量的合成洗滌劑加入高溫、高壓的水流中，清洗金屬表面的油污，具有速度快、清洗干凈等優(yōu)點，但需要專用清洗設(shè)備。金屬表面除銹的方法有機械除銹法、酸洗除銹法。隨著科技的進步，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種新型的除銹方法，即用酸洗的酸加上緩蝕劑和填充劑制成酸洗膏，涂抹在金屬表面，待除銹后再用水沖洗干凈，再涂鈍化膏，使金屬鈍化，不再生銹。
3.陰極保護：陰極保護是將被保護的金屬與外加電流電源的負極相連，在金屬表面通入足夠的陰極電流，使金屬的電位變負，從而使金屬溶解速度減小的一種保護方法。陰極保護技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。在我國已經(jīng)使用陰極保護的裝置有郵電系統(tǒng)電纜裝置、埋與土壤中的地下管線、埋與地下的儲槽、輸油管線、天然氣輸送管道、再如橋樁、閘門、平臺等都使用了陰極保護。
4.陽極保護：陽極保護是將被保護的金屬構(gòu)件與外加直流電源的正極相連，在電解質(zhì)溶液中，使金屬構(gòu)件陽極極化至一定電位，使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài)，從而陽極溶解受到抑制，腐蝕速度降低，使設(shè)備得到保護。具有活性-鈍性型的金屬如鈦、不銹鋼、碳鋼、鎳基合金等金屬可以采用陽極保護，不僅可以控制這些金屬的全面腐蝕，而且能夠防止點蝕、應(yīng)力腐蝕破裂、晶間腐蝕等局部腐蝕。但是陽極保護只能應(yīng)用于電解質(zhì)成分特定、且處于液相中的金屬。介質(zhì)中鹵素離子濃度不能超過一定臨界值，否則這些活性離子會破壞金屬鈍態(tài)，從而把陽極保護功能破壞掉。在我國陽極保護應(yīng)用效果顯著的設(shè)備有：硫酸生產(chǎn)中的碳鋼儲槽、各種換熱器、三氧化硫發(fā)生器等；氨水及銨鹽生產(chǎn)中的碳化塔、氨水儲槽等。
5.緩蝕劑保護：緩蝕劑保護是通過添加少量能阻止或減緩金屬腐蝕的物質(zhì)使金屬得到保護的方法。緩蝕劑保護的特點是投資少、收效快、使用方便。但是緩蝕劑的應(yīng)用也有一定的局限性：蝕劑不宜在高溫下使用、只能用在封閉和循環(huán)的體系中、具有較強的針對性、污染及廢液回收處理問題也應(yīng)慎重考慮。所以緩蝕劑在使用時應(yīng)該根據(jù)具體情況嚴格選擇。
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