浅谈腐蚀机制与防护对策的探索

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1、浅谈腐蚀机制与防护对策的探索【】机械腐蚀几乎成为涉及我国国民经济所有领域的一个重要问题，食品机械、农业机械、化工机械等都深受“腐蚀问题”的困扰。本文主要针对机械设备的腐蚀机制进行简要分析，并根据分析所得的腐蚀机制进行防护措施的对应探索。　　【关键词】机械腐蚀；腐蚀机制；防护对策　　　　所谓的腐蚀是指材料在外界环境的某种作用下产生的变质或破坏。目前，机械设备的腐蚀现象已经成为一个世界性问题。据统计，化工产业每年因设备腐蚀、金属材料破坏而造成的直接经济损失可达此行业当年产值的3%—4%。而实际上，由于机械设备腐蚀而造成的能源浪费，原料、产品流失，设备更新

2、以及工厂停产等间接的损失已经远远大于金属材料的损耗价值。另外，由于机械腐蚀而造成设备的跑冒滴漏，污染环境的同时还会引起公害，甚至有可能致使中毒、火灾以及爆炸等事故的发生。鉴于以上情况，对于腐蚀机制的研究以及防腐对策的探索就变得异常重要。　　1腐蚀机制　　作为机械设备的主要构成材料，金属和合金的腐蚀通常是由化学和电化学作用引起的，当然，物理、机械以及生物等因素也会引起金属和合金的腐蚀，进而导致机械设备腐蚀的产生。由此可以将腐蚀机制大致分为化学腐蚀和应力腐蚀两种。　　1.1化学腐蚀　　这里的化学腐蚀是指普通化学腐蚀以及电化学腐蚀两种情况，两者之间有相通之

3、处，但又略显不同。　　首先，普通化学腐蚀是金属的表面与非电解质之间发生纯化学反应而造成的腐蚀。其反应特点表现为金属表面的原子跟非电解质里的氧化剂发生氧化还原反应。一般而言，化学腐蚀以高温下的气体腐蚀最为严重。但在化学腐蚀的过程中，电子在金属与氧化剂之间进行传递，所以腐蚀时不会产生电流。　　其次，电化学腐蚀则是指金属表面跟电解质熔液之间发生电化学反应进而导致腐蚀的发生，反应过程中有电流产生。一般情况下，由于电化学机理产生的腐蚀反应至少会有一个阴极反应和一个阳极反应，并在流过金属内的电子流和介质中的离子之间流构成回路。机械腐蚀的电化学反应与原电池的反应类

4、似，是多相的氧化还原反应。两种金属或者是合金在同一种电解质中构成电池。另外，同一种金属在不同浓度的溶液中，也能够产生不同电位。　　在盛放介质的容器中，各部分的电化学腐蚀要比一般的化学腐蚀普遍，而且更具有危害性。金属在湿润空气中的大气腐蚀，在酸、碱、盐等溶液中的腐蚀，以及在不同种类金属接触面的腐蚀等都属于电化学腐蚀。　　1.2应力腐蚀　　应力腐蚀是材料在应力以及腐蚀介质的共同作用下而发生的一种局部、迅速的破坏方式。在某些腐蚀介质和腐蚀性环境当中，几乎所有的金属材料和合金都会出现应力腐蚀现象。当然，材料不同，其对应的应力腐蚀敏感介质也有所不同。对于低合金

5、钢和碳钢而言，高温下的碳酸盐、硝酸盐以及液氨等介质，都可以导致应力腐蚀的发生。　　应力腐蚀的特点主要表现为以下几点：首先，应力腐蚀会造成脆性破裂，其断口平齐，即便是塑性最好的不锈钢，断口也不会出现明显的塑性变形，裂纹只是发生在金属局部，由表及里，破裂的方向则与主应力的方向垂直；其次，应力腐蚀是局部的腐蚀，断口一般可以分为裂纹扩展区跟瞬时破裂区，其中，裂纹扩展区的颜色较深，伴随有腐蚀产物产生，而后者的颜色则较浅而且比较洁净；另外，因应力腐蚀而产生的裂纹在各种因素的作用下呈现出不同的形式，大致可分为晶间型、混合型和穿晶型三种。而在裂纹扩展饿过程中，分支的

6、程度又会有很大的不同，有些分支很多，但有一些却基本上没有分支。裂纹分叉发生的时候，会有一扩展得最快的主裂纹，而其余的则都是扩展得较缓慢的支裂纹；最后，引起应力腐蚀发生的应力是拉应力，这种拉应力可大可小，它既可以是由载荷引起的，也可以是因装配、焊接或者是热处理等引起的残余应力。　　2防护对策　　从以上的分析中我们可以看出，机械腐蚀的发生条件各种各样，但也无外乎化学因素和应力条件两个方面，对此我们应采怎样的措施进行防护，以减少机械腐蚀的发生呢？以下就从这两个角度进行分别探讨和简要分析。　　2.1针对化学腐蚀　　化学腐蚀是机械腐蚀中最常见的一种腐蚀，而且由

7、于机械设备总难免与各种不同的物质接触，所以化学腐蚀在机械设备的使用过程中无法避免，但我们却可以通过采取一些适当的措施来有效的减少化学腐蚀的发生。　　第一，正确选材。根据使用条件和环境介质，选择相应的耐腐蚀材料，例如含有镍、钛、铝、铬、硅等化学元素的合金；条件允许的情况下，尽量选用陶瓷、尼龙以及塑料等材料。　　第二，合理设计。设计结构时，尽量保证所有部位的整体条件均匀一致，做到外形简化、结构合理、表面粗糙程度合适。　　第三，覆盖保护层。在金属的表面覆盖一层材质不同的保护层，改变金属原有的表面结构，实现金属和介质的隔离，从而防止腐蚀的发生。常见的覆盖材料

8、主要有合金、金属、非金属保护层以及化学保护层等。　　第四，电化学保护。电化学保护分为阳极保护和阴极保护两种。