金屬腐蝕概述
腐蝕的危害是非常巨大的。據(jù)資料報(bào)道,全世界每年生產(chǎn)的鋼鐵約有10%因腐蝕而變?yōu)殍F銹,大約30%的鋼鐵設(shè)備因此而損壞。這不僅浪費(fèi)了材料,還往往會(huì)帶來停產(chǎn)、人生安全和環(huán)境污染等事故。根據(jù)世界上幾個(gè)主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明:這些國(guó)家由于金屬的腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的2~4%,可見數(shù)字是驚人的,損失是巨大的。天津英特節(jié)能技術(shù)有限公司生產(chǎn)的RT系列金屬除銹劑、防銹劑、金屬緩蝕劑、鈍化劑等,專門用于金屬的防護(hù)。
金屬腐蝕定義及分類
定義
金屬腐蝕:金屬與環(huán)境組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的表面破壞稱為金屬腐蝕.
金屬腐蝕發(fā)生的根本原因是其熱力學(xué)上的不穩(wěn)定性造成的,即金屬及其本身較其某些化合物(如氧化物,氫氧化物,鹽等)原子處于自由能較高的狀態(tài),這種傾向在條件(動(dòng)力學(xué)因素)具備時(shí),就會(huì)發(fā)生金屬單質(zhì)向化合物的轉(zhuǎn)化,即發(fā)生腐蝕。
金屬和金屬的腐蝕主要是化學(xué)或電化學(xué)作用引起的破壞,有時(shí)還同時(shí)包含機(jī)械﹑物理或生物作用。單純物理作用的破壞(如合金在液態(tài)金屬中的物理溶解)僅是少數(shù)的例子。
單純的機(jī)械破壞不屬于腐蝕的范疇.
分類
腐蝕的分類方法很多,有的按腐蝕環(huán)境分,有的按腐蝕形態(tài)分,也有的按腐蝕的現(xiàn)象或原因分。
1.按環(huán)境分:
<1>濕蝕:如水溶液腐蝕,大氣腐蝕,土壤腐蝕,化學(xué)藥品腐蝕等.
<2>干蝕:如高溫氧化,硫腐蝕,氫腐蝕,液態(tài)金屬腐蝕,羧基腐蝕等.
<3>微生物腐蝕:如細(xì)菌腐蝕,真菌腐蝕,硫化菌腐蝕,藻類腐蝕等.
2.按形態(tài)分:
<1>全面腐蝕(均勻腐蝕):腐蝕分部在整個(gè)金屬表面上(包括較均勻的和不均勻的)。在全面腐蝕過程中,進(jìn)行金屬陽極溶解反應(yīng)和物質(zhì)還原反應(yīng)的區(qū)域都很。ㄉ踔潦浅@微的),陰陽極區(qū)域的位置不固定,在腐蝕過程中隨機(jī)變化,結(jié)果使腐蝕分布非常均勻,危害也相對(duì)小些。
<2>局部腐蝕(非均勻腐蝕):腐蝕局限在金屬的某一部位。在局部腐蝕過程中,陰極區(qū)域和陽極區(qū)域是分開的,通常陰極區(qū)面積相對(duì)較大,陽極區(qū)面積很小,結(jié)果使腐蝕高度集中在局部位置上,腐蝕強(qiáng)度大,其危害性比均勻腐蝕大得多(如在化工設(shè)備的腐蝕損害中,70%是局部腐蝕造成的)。
局部腐蝕包括:
①點(diǎn)蝕:在點(diǎn)或孔穴類的小面積上的腐蝕叫點(diǎn)蝕。這是一種高度局部的腐蝕形態(tài),孔有大有小,一般孔表面直徑等于或小于它的深度,小而深的孔可能使金屬板穿孔;孔蝕通常發(fā)生在表面有鈍化膜或有保護(hù)膜的金屬(如不銹鋼﹑鈦等)。
②縫隙腐蝕:金屬表面由于存在異物或結(jié)構(gòu)上的原因而形成縫隙(如焊縫、鉚縫﹑墊片或沉積物下面等),縫隙的存在使得縫隙內(nèi)的溶液中與腐蝕有關(guān)的物質(zhì)遷移困難,由此而引起的縫隙內(nèi)金屬的腐蝕,稱為縫隙腐蝕。
③晶間腐蝕:沿著合金晶界區(qū)發(fā)展的腐蝕叫間晶腐蝕。腐蝕由表面沿晶界深入內(nèi)部,外表看不出跡象,但用金相顯微鏡觀察可看出晶界呈現(xiàn)網(wǎng)狀腐蝕.這種腐蝕可使金屬在表面上看不出有任何變化的情況下喪失強(qiáng)度,造成構(gòu)件或設(shè)備的嚴(yán)重破壞.晶間腐蝕易發(fā)生在不銹鋼﹑鎳合金上。
④絲狀腐蝕:涂有透明清漆或油漆膜的金屬暴露在潮濕的大氣中時(shí),金屬表面由于漆膜能滲透水分和空氣而發(fā)生腐蝕.腐蝕產(chǎn)物呈絲狀纖維網(wǎng)樣,這種腐蝕稱絲狀腐蝕。其產(chǎn)生原因是潮濕大氣的作用,其機(jī)理為氧的濃差電池作用.
⑤應(yīng)力腐蝕開裂:金屬和合金在腐蝕與拉應(yīng)力的同時(shí)作用下產(chǎn)生的破裂,稱為應(yīng)力腐蝕開裂。這是一種最危險(xiǎn)的腐蝕形態(tài),但它只是在一定條件下才能發(fā)生:一是有一定的拉應(yīng)力;二是有能引起該金屬發(fā)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì);三是金屬本身對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感.如“奧氏體不銹鋼—氯離子”,“碳鋼-硝酸根離子”等。應(yīng)力腐蝕的裂縫形態(tài)有:沿晶界發(fā)展的晶間破裂和穿越晶粒的穿晶破裂,也有二者的混合型。一般認(rèn)為純金屬不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕的,含有雜質(zhì)的金屬或是合金才會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕.
⑥電偶腐蝕:當(dāng)兩種金屬浸在腐蝕性溶液中,由于兩種金屬之間存在電位差,如相互接觸,就構(gòu)成腐蝕電偶。較活潑的金屬成為陽極溶解,不活潑金屬(耐腐蝕性較高的金屬)則為陰極,腐蝕很小或完全不腐蝕。這種腐蝕稱為電偶腐蝕,或接觸腐蝕,亦稱為雙金屬腐蝕。
⑦氫脆:金屬由于吸收了原子氫而使其性質(zhì)變脆的現(xiàn)象叫氫脆.如鋼中的Bi﹑Pb﹑S﹑As都能促進(jìn)氫脆.
⑧腐蝕疲勞:高變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的同時(shí)作用下,金屬的疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命較無腐蝕作用時(shí)有所降低,這種現(xiàn)象叫腐蝕疲勞.任何金屬在任何介質(zhì)中都有可能發(fā)生腐蝕疲勞,不要求特定的材料與介質(zhì)組合.
⑨沖刷腐蝕(磨損腐蝕):當(dāng)溶液流動(dòng)時(shí),溶液中含有能起研磨作用的固體顆粒破壞了金屬表面的保護(hù)膜,使保護(hù)膜被除掉的地方發(fā)生腐蝕。其破壞形貌可以是局部的,也可以是均勻的。
⑩湍流腐蝕(沖擊腐蝕):流速較快的溶液由于金屬器件或管道的幾何形狀突然變化而沖擊金屬表面產(chǎn)生湍流,使金屬發(fā)生破壞。
⑾氣蝕(空泡腐蝕):當(dāng)金屬與液體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度增大時(shí),金屬表面的某些局部液體壓力下降到常溫液體蒸氣壓以下時(shí),發(fā)生“沸騰”而產(chǎn)生氣泡,當(dāng)氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊力使材料呈蜂窩狀損傷,這種破壞叫氣蝕。這氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊波壓力可高達(dá)4000大氣壓,可使金屬保護(hù)膜破壞,并能引起塑性形變,甚至可將金屬粒子撕裂。
|