金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态,腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。据统计,每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10~20%,金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算。为了减少因腐蚀而导致的损失,人们采用各种方式去防止金属发生腐蚀。
下面介绍几种金属防腐蚀技巧:
1、产品合理设计与正确选材
任何一种材料或制品,经长期使用或储存后完全不发生腐蚀是不可能的。因此为了能提高其使用寿命,增强其性能,需要对材料或制品进行电镀加工(金属表面处理)。
腐蚀及其控制是一个贯穿产品设计、试制、生产、使用和维护等各个环节的重要问题。产品设计时不仅要考虑材料的机械性能,而且必须了解产品的使用和工作环境。
对金属表面处理应注意:
(1)、对一些产品,如许多板件、管件、铸件、锻件和化工用的槽池等,壁厚设计时除了要考虑必要的机械强度保障以外,还必须预留一些腐蚀余量;
(2)、产品结构设计时,要注意设计合理的表面形状,连接工艺中注意少留死角,以避免水分或其他腐蚀介质的存留,造成缝隙腐蚀;
(3)、产品设计中,不可避免地要使用各种不同材料,因此选材时必须考虑不同材料相互接触时可能产生的电偶腐蚀问题;
(4)、对于受力构件,应力分布的不均匀性可能引起应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳,尤其要注意残余应力对腐蚀过程的影响。此外,在金属材料的冷、热加工及装配过程中,也要注意防止腐蚀的发生。
2、电化学保护
电化学保护方法分为阴极保护与阳极保护两大类。用电化学方法使被保护工件在工作条件下的电荷移至平衡可逆电位以下,从而停止腐蚀的方法即为阴极保护法。
它可以通过两种途径来实现:一种是以被保护工件为阴极,施以外加电流;另一种是以工件为阴极,以电位更负的金属与工件相连,成为原电池的阳极,阳极金属被腐蚀溶解以保护工件。
阳极保护法则是使腐蚀件的电位正移,使表面形成稳定的钝态而受到保护。实现阳极保护的方法有两种:一种是施加外电流,被保护工件为阳极;另一种是在被保护的工件或合金中加人可钝化的元素,使表面形成稳定的钝化膜,例如:铝阳极氧化。当介质中含有浓度较高的活性阴离子时,不能采用阳极保护法。