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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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        金屬材料是現代社會中使用最廣泛的工程材料,在人類的文明與發展方面起著十分重要的作用。人們不僅在工農業生產,科學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發生反應,造成金屬腐蝕現象,金屬一但被腐蝕,其性能就會大大降低。如果是設備上的金屬零部件腐蝕,將會使設備無法工作,給人們帶來經濟以及其它損失。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發生反應的耐腐蝕材料。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、鍍層和化學轉化膜。在金屬表面上制成保護層,借以隔開金屬與腐蝕介質的接觸,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、化學鍍、機械鍍、真空鍍等;化學轉變膜是采用化學或電化學方法使金屬表面形成穩定的化合物膜層,根據成膜時所采用的介質,可將化學轉化膜分為氧化物膜、磷酸鹽膜、鉻酸鹽膜等。

        根據構成涂層法保護層的物質,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。所以用于室內鋼結構或相對易于維護的室外鋼結構較多。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。

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

        一類是去掉介質中有害成分,改善介質性質。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中加入緩蝕劑。

        在腐蝕介質中加入少量的緩蝕劑,可以使金屬腐蝕的速度大大降低,此種物質稱緩蝕劑或腐蝕抑制劑。例如在自來水系統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、電化學保護

        根據電化學腐蝕原理,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。

        按照金屬電位變動的趨向,電化學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,通過電解質環境構成電流回路。

        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,在電解質環境中構成保護電流回路。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定的鈍態,其保護系統類似于外加電流陰極保護系統,只是極化電流的方向相反。

        只有具有活化 - 鈍化轉變的腐蝕體系才能采用陽極保護技術,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,電化學保護與涂裝結合則更為經濟。

        城市和大型工廠的地下金屬設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中的腐蝕?;钚?鈍性金屬在陽極極化時,即電流導入而產生電位變化時,其極化曲線中有顯著的活化、鈍化和過鈍化區,對于這種情況,可利用穩壓電源將電位控制在鈍化區間,使腐蝕電流值降到最低限度。
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