全腐蝕又稱均勻腐蝕,是一種常見的腐蝕。
顧名思義,全腐蝕是指腐蝕反應(yīng)不同程度地分布在整個或大部分金屬表面。它可以是均勻的或不均勻的。
分布特點:與局部腐蝕相比,分布均勻,危害小。
如鋼構(gòu)件在大氣、海水、稀釋還原劑介質(zhì)中的腐蝕一般屬于綜合腐蝕。
減輕或防止整體腐蝕的主要方法:在金屬表面均勻覆蓋腐蝕產(chǎn)物膜,如高溫氧化和氧化環(huán)境中鈍化金屬(如不銹鋼、鈦、鋁等)形成的鈍化膜。
金屬對人類的重要性是眾所周知的??梢哉f,沒有金屬,就沒有現(xiàn)代人類文明。金屬與其周圍介質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)或電化學反應(yīng)后,會形成金屬化合物,使金屬失去原有的光澤、強度和韌性,金屬會受到損傷,這就是金屬腐蝕。
金屬腐蝕問題在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)各部門普遍存在。在大多數(shù)情況下,腐蝕是破壞性的,其造成的損失是非常嚴重的。據(jù)國外統(tǒng)計,每年有超過100噸的金屬設(shè)備和材料因腐蝕而報廢。在許多國家對國內(nèi)腐蝕的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)腐敗造成的經(jīng)濟損失高達國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的3% ~ 4%,這是非常驚人的。因此,各國腐蝕工作者十分重視對腐蝕的研究,積極采取各種防護措施,盡量減少腐蝕造成的損失。
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。
通過分析材料腐蝕的基本原因,可將其分為化學腐蝕和電化學腐蝕。化學腐蝕,又稱直接溶解,通常是指將材料置于可溶性溶液環(huán)境中,直至材料耗盡(腐蝕)或溶液達到飽和點。其他條件,如高溫和濕度,導致加速氧化材料,然后腐蝕。電化學腐蝕通常是指兩種非均相金屬或足以形成電位差的金屬的兩極形成陽極金屬,在電解液連接的環(huán)境中由于金屬離子的持續(xù)損失而被腐蝕的現(xiàn)象。在這兩種類型的腐蝕中,電化學腐蝕更為重要且容易被忽視。