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      金屬防腐蝕的方法

      更新日期:2021年1月11日 大字 小字
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      金屬材料是現(xiàn)代社會中使用最廣泛的工程材料,在人類的文明與發(fā)展方面起著十分重要的作用。人們不僅在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),科學(xué)研究方面用到金屬材料,在日常生活中也隨處可見,無時無刻不在使用金屬材料。然而金屬材料易與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),造成金屬腐蝕現(xiàn)象,金屬一但被腐蝕,其性能就會大大降低。如果是設(shè)備上的金屬零部件腐蝕,將會使設(shè)備無法工作,給人們帶來經(jīng)濟以及其它損失。因此金屬防腐蝕非常重要。防止金屬腐蝕的方法有很多,具體分為以下幾種:一、在制造金屬零件的過程中,添加不易與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的耐腐蝕材料。比如在鉻、鎳鈦等在空氣中不易氧化,能生成致密的印化溥膜,可以抵抗酸、堿、鹽等腐蝕,加入到鐵或銅中,既可制成防腐蝕性優(yōu)異的金屬制品。

      利于金屬粉末冶金可對各種金屬元素進行靈活配比,利用添加不同性能的金屬粉末來獲得防腐蝕性能優(yōu)異的金屬零件。鐵碳合金等金屬材料還可通過采用熱處理方法來防止腐蝕。

      二、采用涂層法防腐蝕。

      涂層法包括三大類:涂覆和噴涂、鍍層和化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。在金屬表面上制成保護層,借以隔開金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸,從而減少腐蝕。

      涂覆是把有機和無機化合物涂覆在金屬表面,常用的方法是涂漆和塑料涂層,噴涂是則通過噴槍或碟式霧化器,借助于壓力或離心力,分散成均勻而微細的霧滴,施涂于被涂物表面的涂裝方法,主要為分:電弧噴涂、等離子噴涂、靜電噴涂、手工噴涂等;

      金屬鍍層是一種利用金屬粉末在工件表面形成鍍層的工藝,主要包括:電鍍、熱鍍、噴鍍、滲鍍、化學(xué)鍍、機械鍍、真空鍍等;化學(xué)轉(zhuǎn)變膜是采用化學(xué)或電化學(xué)方法使金屬表面形成穩(wěn)定的化合物膜層,根據(jù)成膜時所采用的介質(zhì),可將化學(xué)轉(zhuǎn)化膜分為氧化物膜、磷酸鹽膜、鉻酸鹽膜等。

      根據(jù)構(gòu)成涂層法保護層的物質(zhì),可以分為:

      (1)非金屬保護層:如油漆、塑料、玻璃鋼、橡膠、瀝青、搪瓷、混凝土、琺瑯、防銹油等。

      (2)金屬保護層:在金屬表面鍍上一種金屬或合金,作為保護層,以減慢腐蝕速度。用作保護層的金屬通常有鋅、錫、鋁、鎳、鉻、銅、鎘、鈦、鉛、金、銀、鈀、銠及各種合金等。

      涂層法防腐蝕性一般不如長效防腐蝕方法。所以用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或相對易于維護的室外鋼結(jié)構(gòu)較多。一次成本低,但用于戶外時的維護成本較高。

      三、處理腐蝕介質(zhì)。

      處理腐蝕介質(zhì)就是改變腐蝕介質(zhì)的性質(zhì),降低或消除介質(zhì)中的有害成分以防止腐蝕。這種方法只能在腐蝕介質(zhì)數(shù)量有限的條件下進行,對于充滿空間的大氣當(dāng)然無法處理。處理腐蝕介質(zhì)般分以下兩類。

      一類是去掉介質(zhì)中有害成分,改善介質(zhì)性質(zhì)。例如在熱處理爐中通過保護氣體以防止氧化,在酸性土壤中摻入石灰進行中和,防止土壤腐蝕等。另一類就是在腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑。

      在腐蝕介質(zhì)中加入少量的緩蝕劑,可以使金屬腐蝕的速度大大降低,此種物質(zhì)稱緩蝕劑或腐蝕抑制劑。例如在自來水系統(tǒng)中加入定的苛性鈉或石灰,以去除水中過多的一氧化碳,防止水管腐蝕,在鋼鐵酸洗溶液中加緩蝕劑,以抑制過酸洗和氫脆性等。

      四、電化學(xué)保護

      根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理,依靠外部電流的流入改變金屬的電位,從而降低金屬腐蝕速度的一種材料保護技術(shù)。

      按照金屬電位變動的趨向,電化學(xué)保護分為陰極保護和陽極保護兩類。

      ①陰極保護。通過降低金屬電位而達到保護目的的,稱為陰極保護。根據(jù)保護電流的來源,陰極保護有外加電流法和犧牲陽極法。外加電流法是由外部直流電源提供保護電流,電源的負極連接保護對象,正極連接輔助陽極,通過電解質(zhì)環(huán)境構(gòu)成電流回路。

      犧牲陽極法是依靠電位負于保護對象的金屬(犧牲陽極)自身消耗來提供保護電流,保護對象直接與犧牲陽極連接,在電解質(zhì)環(huán)境中構(gòu)成保護電流回路。陰極保護主要用于防止土壤、海水等中性介質(zhì)中的金屬腐蝕。

      ②陽極保護。通過提高可鈍化金屬的電位使其進入鈍態(tài)而達到保護目的的,稱為陽極保護。陽極保護是利用陽極極化電流使金屬處于穩(wěn)定的鈍態(tài),其保護系統(tǒng)類似于外加電流陰極保護系統(tǒng),只是極化電流的方向相反。

      只有具有活化 - 鈍化轉(zhuǎn)變的腐蝕體系才能采用陽極保護技術(shù),例如濃硫酸貯罐、氨水貯槽等。

      陰極保護廣泛用于保護地下管道、通信或電力電纜、閘門、船舶和海上平臺等以及與土壤或海水等接觸面積很大的工件,電化學(xué)保護與涂裝結(jié)合則更為經(jīng)濟。

      城市和大型工廠的地下金屬設(shè)備可采用這種保護方法,但需要注意雜散電流不致影響鄰近地下金屬設(shè)施的加速腐蝕。

      陽極保護主要用于保護鋼、不銹鋼和鈦等在濃硫酸和磷酸等強介質(zhì)中的腐蝕。活性-鈍性金屬在陽極極化時,即電流導(dǎo)入而產(chǎn)生電位變化時,其極化曲線中有顯著的活化、鈍化和過鈍化區(qū),對于這種情況,可利用穩(wěn)壓電源將電位控制在鈍化區(qū)間,使腐蝕電流值降到最低限度。
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