金屬的化學腐蝕反應(yīng)可分為兩個步驟。第一步是氧化步驟,第二步是脫電子步驟。氧化過程釋放自由電子,而脫電子過程是除去自由電子的過程。
陽離子可以進入溶液或與其他陰離子結(jié)合形成化合物。氧化過程必須與脫電子過程同時配合才能完成整個反應(yīng)。
因此,只有通過電子去除步驟去除氧化步驟產(chǎn)生的自由電子,金屬原子才能不斷被腐蝕。實際的腐蝕過程是一個非常緩慢而相對均勻地在表面上失去金屬原子的過程。在某些條件下,如果在一個區(qū)域形成陽極或陰極區(qū)域,可能會出現(xiàn)局部腐蝕不均勻,并形成可見的腐蝕坑。
鋼鐵不會很快被腐蝕,因為它的表面在水中會形成一層氧化保護層。由于鐵容易被氧化形成氧化鐵,所以不溶于水,容易沉積在金屬表面,從而阻礙了進一步的腐蝕。這種現(xiàn)象稱為腐蝕鈍化。鋯、鉻、鋁、不銹鋼等金屬在常溫的水或空氣中會形成很薄的保護層,有時甚至薄得肉眼無法分辨。由于這種薄保護層,這些金屬在水或空氣中具有良好的耐腐蝕性。
金屬材料與外界介質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)而引起的損傷現(xiàn)象稱為化學腐蝕。在化學腐蝕過程中沒有電流,只是一個簡單的化學作用。例如,金屬表面在常溫和干燥環(huán)境下的氧化。對于不同的金屬,氧化物的結(jié)構(gòu)和性能是不同的,有些能在金屬表面形成一層精細穩(wěn)定的氧化膜,將內(nèi)金屬與外部介質(zhì)隔離開來,起到保護作用,如鉻、鋁、鋅等;有些氧化物層很松散,容易脫落,使內(nèi)部的金屬繼續(xù)受到腐蝕介質(zhì)的侵蝕。這種金屬的腐蝕速率是非常快的,如鐵、鎂、銅等。金屬在高溫下的氧化速率要比在低溫下快得多。防止金屬與高氧化介質(zhì)接觸,可以減緩或防止金屬的化學腐蝕。常見的腐蝕介質(zhì)有氧氣、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氯化氫和工業(yè)廢氣等
,&,由金屬材料和結(jié)構(gòu)組成的金屬材料和結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境中或在工作條件下與其環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學或電化學作用而發(fā)生劣化和破壞,稱為腐蝕。還包括上述因素與機械因素或生物因素的聯(lián)合作用。一些物理效應(yīng),如金屬材料在某些液態(tài)金屬中的物理溶解,也可以歸類為金屬腐蝕。一般來說,銹是特指鋼和鐵基合金。在氧和水的作用下,形成銹,這是一種主要由水氧化鐵組成的腐蝕產(chǎn)物。有色金屬及其合金會腐蝕但不會生銹,但會形成類似于銹蝕的腐蝕產(chǎn)物。例如,銅和銅合金表面的銅綠有時被稱為銅銹。
,&,&,腐蝕損傷有多種形式。不同環(huán)境條件下金屬腐蝕的原因不同,影響因素也很復雜。通過改變一些作用條件和影響因素,阻斷和控制腐蝕過程,以防止和減緩腐蝕損害及其損害。所發(fā)展的方法、技術(shù)和相應(yīng)的工程措施已成為防腐工程技術(shù)。
在腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑可以改變介質(zhì)的性質(zhì),減少或消除對金屬的腐蝕。緩蝕劑是一種能夠防止或減緩金屬在環(huán)境介質(zhì)中腐蝕的物質(zhì)。主要用于管道內(nèi)壁的防腐。
1. 抗酸性介質(zhì)的腐蝕在管道和鍋爐的酸洗和除垢中,吸附式緩蝕劑常常加入到酸性溶液中,改變金屬表面的性質(zhì),從而防止酸性介質(zhì)的腐蝕。
2. 中性介質(zhì)的緩蝕劑可吸附在循環(huán)水、鍋爐給水等中性介質(zhì)的金屬上。腐蝕主要是由水中的溶解氧和游離二氧化碳引起的,特別是在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,由于水的反復循環(huán),水中的無機鹽逐漸集中,導致管道內(nèi)壁腐蝕結(jié)垢。氧化型或沉淀型緩蝕劑往往加入到系統(tǒng)中,在管道內(nèi)壁形成致密的氧化膜(鈍化劑)或防腐沉淀膜,從而達到防腐的目的。常見的緩蝕劑有;復合酸鹽、聚磷酸鹽、硅酸鹽、銅酸鹽等。
3.蒸汽和加熱管道的防腐
這種腐蝕主要是由水中的溶解氧、氯離子和溶解鹽引起的。防腐措施是采用離子交換法除氧除垢或加入緩蝕劑和脫氧劑。常見的緩蝕劑有聚磷酸鈉、硅酸鹽和鉑鹽,脫氧劑主要是亞硫酸鈉。對于長期停工管道,可在管道內(nèi)填充濃度為200mg / L的亞硝酸鈉溶液,防止氧腐蝕管道內(nèi)壁。