浅谈金属的腐蚀与防护

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1、浅谈金属的腐蚀与防护■…-2013级弘深土建班张荣一。首先谈谈金属的腐蚀类型：根据金属腐蚀过程的不同特点和机理,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。1•化学腐蚀：是指材料与非导电性介质直接发生纯化学作用而引起材料的破坏。在化学腐蚀过程中，电子的传递是在材料与介质之间直接进行的，因而没有电流产生。化学腐蚀主耍包括在干燥或高温气体中和非电解质溶液中的腐蚀。2•电化学腐蚀：我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀,但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一

2、层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。%1.电化学腐蚀的类型:电化学腐蚀的类型有很多，包括析氢腐蚀，吸氧腐蚀，氧浓差腐蚀，牛物腐蚀等。我们在高中已对析氢腐蚀,吸氧腐蚀有了很多的学习，这里不作过多说明，这里主要讲讲氧浓差腐蚀。当锅炉停用时，积留在锅炉联箱、汽包及

3、炉管低凹处的水，由于水的表层接触大气，溶解氧的浓度人，而较深层溶解氧的浓度相对地小,这就在同一金属表面出现不同的电极电位，氧浓度大的区域电位高，为阴极，氧浓度小的区域电位低，为阳极，从而造成腐蚀，这就是通常所说的水线腐蚀。因为水线腐蚀是由氧浓度差引起的，所以把这类腐蚀称为氧浓差腐蚀。氧浓差腐蚀危害：氧浓差腐蚀表现更为严重的是，当金属表面一旦出现这类腐蚀产物时，由于这些产物比较疏松，并何不是连续覆盖在金属表面上，这就造成了腐蚀产物下面与腐蚀产物边缘溶氧浓度不均匀，因腐蚀产物阻止了氧的扩散，在其下部形成了缺氧的阳极区，在其边缘形成了富氧的阴极区，进而发生氧浓差腐蚀。结果

4、是阳极区的坑愈来愈深，阴极区的腐蚀产物愈积愈多，这样，在金属表面上出现疏密不匀、高低不等的鼓包。鼓包的颜色由于铁的氧化物成分不同，由黄褐色到砖红色不等。表层下面的腐蚀产物为Fe3O4黑色粉末。如果将这些腐蚀产物除掉，便呈现出一个个的腐蚀坑。当汽包或联箱内沉积有水渣，在锅炉停用时，由于这些地方容易积存水分和吸收潮气，同样会造成氧浓差腐蚀，所以这些地方要比其他部位腐蚀严重得多。但氧浓差也有值得利用的一面，女th我们可以利用氧浓差腐蚀原理制作各种类型的电池最常见的氧浓差电池有两种类型,一种是在不同深度的水中由于溶解氧浓度不同而造成演共度梯度产生的氧浓度差电池，如水线腐蚀；

5、另一种则是冷却水系统中最常见，也是危险最人的污垢下腐蚀或叫做沉淀物全自动过滤器。%1.钢筋混泥土电化学机理的探讨：所周知，构成腐蚀电池必须具备以下基本条件：1要有阴极、阳极和电位差；2要有离子通路(电解质)；3要有电子通路。钢筋混凝土在多数情况下满足钢筋腐蚀的电化学条件,同时具备腐蚀电池发展的条件。混凝上中的腐蚀电池(1)宏电池：混凝土中形成宏观腐蚀电池的情况是经常存在的。不同金属连接吋可构成“电池偶”o图3是不锈钢埋件与钢筋接触吋的示意图。钢与不锈钢由于材质不同，在混凝土（介质）中具有不同的电极电位，二者之间存在电位差；混凝土中含有水分、潮气和各种离子（离子导电通

6、路）；二者直接相连，构成电子通路。这样就具备了构成腐蚀电池的必要条件，因为钢的电位较低，故作为阳极而遭受腐蚀。同一钢筋混凝土构件处在不同环境中，也能构成宏电池。如半浸在海水中的钢筋混凝土柱子，水下与水上部分，由于氧的浓度差别很大，构成“浓差电池”。这正是大量海工结构物，水线部位腐蚀严重的原因之一。钢筋与不锈钢构成“宏电池”2）微电池：人多数情况下，混凝土中钢筋腐蚀是微电池作用的结果。所谓“微电池”，是在钢筋表面形成许许多多的微小电池阴极与阳极）。首先，钢筋不是单一的金属铁，同时含有碳、硅、猛等合金元素和杂质，如前所述，不同元素处在相同或不同介质中，其电极电位也不同，

7、即其间存在着电位差；混凝土屮的介质（水等）构成离子通路；钢筋自身就是电子通路。完全具备了腐蚀电池的必要条件，更何况混凝土中不同部位其含介质的成分、浓度也各有不同，钢筋表面钝化膜的完整性不同，碱度不同或随时间而变化（如混凝土碳化）等，都是形成微电池腐蚀的条件。综上所述，混凝土中钢筋锈蚀，是腐蚀电池作用的结果。通常情况下是以大量微电池形式存在的，有时也发生宏电池腐蚀。一般的电化学反应表达式为：阳极反应:Fe-2e=Fe2+阴极反应：O2+2H2O+4e->40H・综合反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2（伴有电流）通常钢筋腐蚀产物是铁的氧化物，是Fe（0H