【文章內(nèi)容簡介】 鹽侵蝕 ， 銹層幾乎無保護能力 。相反 ,如最初銹層很少受硫酸鹽污染 ,其保護性較好 。 影響大氣腐蝕的因素及防蝕方法 ? 濕度 濕度是決定大氣腐蝕類型和速度的一個重要因素 。 把大氣腐蝕速度開始劇增時的大氣相對濕度值稱為臨界濕度 。 對于鐵 、 鋼 、 銅 、 鋅 ， 臨界濕度約在 70%~80%之間 。 由 47可見 ， 濕度小于臨界濕度 ，腐蝕速度很慢 ， 幾乎不腐蝕 。 若把濕度降至臨界濕度以下 ， 可防止金屬發(fā)生大氣腐蝕 。 大氣成分 ? 地理環(huán)境不同 ， 有 SO H2S、 NaCl及塵埃等雜質(zhì) 。 它們不同程度地加速腐蝕 。 特別是 SO2。 煤 、 石油燃燒的廢氣中都含有大量 SO2, 冬季燃料消耗多 ， SO2污染更嚴重 ， 對腐蝕的影響也就更大 。 ? 鐵 、 鋅等金屬在 SO2大氣中生成易溶的硫酸鹽化合物 ，它們的腐蝕速度和大氣中 SO2含量呈直線關系上升 。 ? 海洋大氣中含有較多的微小的 NaCl顆粒 ,它們落在金屬的表面上 ,有吸濕作用 ,增大了表面液膜層的電導 ， 氯離子本身有很強的侵濁性 ,因而使腐蝕變得更嚴重 。 ? 大氣中固體顆粒稱為塵埃 。 其組成復雜 ， 除海鹽粒外 ，還有碳和碳化物 、 硅酸鹽 、 氮化物 、 銨鹽等固體顆粒 。城市大氣中塵埃含量約 2mg/m3， 工業(yè)大氣中的塵埃甚至可達 1000mg/m3以上 。 塵埃對大氣腐蝕的影響 1)塵埃本身具有腐蝕性 ， 如銨鹽顆粒能镕入金屬表面的水膜 ， 提高電導或酸度促進腐蝕 。 2)塵埃本身無腐蝕作用 ， 但能吸附腐蝕物質(zhì) ， 如碳粒能吸附 SO2和水氣生成腐蝕性的酸性溶液 。 3)塵埃沉積在金屬表面形成縫隙而凝聚水分 ， 形成氧濃差引起縫隙腐蝕 。 ? 露置在大氣環(huán)境中的金屬構件和儀器設備應當防塵 。 防止大氣腐蝕的方法 1)提高金屬材料的耐蝕性 在碳鋼中加入 Cu、 P、 Cr、Ni及稀土元素可提高其耐大氣腐蝕性能 。 例如 ， 美國的 CorTen鋼 (CuPCrNi系低合金鋼 )， 其耐大氣腐蝕性能為碳鋼的 4~8倍 。 2)采用有機和無機涂層及金屬鍍層 。 3)采用氣相緩蝕劑 。 4)降低大氣濕度 , 主要用于倉儲金屬制品的保護 。 ? 合理設計構件 ． 防止縫隙中存水 ， 去除金屬表上的灰塵等都有利于防蝕 , 開展環(huán)境保護 ， 減少大氣污染 ，不僅有利于人民健康 , 而且對延長金屬材料在大氣中使用壽命也是相當重要的 。 金屬在海水中的腐蝕 ? 海洋占地球表面積 70%， 海水是自然界中數(shù)量最大且具有腐蝕性的天然電解質(zhì) 。 我國海岸線長達 18000km，海域廣闊 。 ? 沿海地區(qū)的工廠常用海水作為冷卻介質(zhì) ， 冷卻器的鑄鐵管在海水作用下 ， 一般只能使用 3~4年； ? 海水泵的鑄鐵葉輪只能使用 3個月左右； ? 碳鋼冷卻箱的內(nèi)壁腐蝕速度可達 1mm/a以上 。 ? 近年來海洋開發(fā)受到重視 ， 海上運輸工具 、 海上采油平臺 ， 開采和水下輸送及儲存設備等金屬構件受到海水和海洋大氣腐蝕的威脅愈來愈嚴重； ? 研究海洋環(huán)境中金屬的腐蝕及其防護有重要意義 。 海水腐蝕特點 ? 鹽類及導電率 ? 海水為腐蝕性介質(zhì) ， 特點是含多種鹽類 ， 鹽分中主要是 NaCl， 常把海水近似地看作質(zhì)量分數(shù)為 3%或%的 NaCl溶液 。 ? 鹽度是指 1000g海水中溶解固體鹽類物質(zhì)的總克數(shù) ，一般海水的鹽度在 ％ ~％ 之間 ， 通常取 ％ 為海水的鹽度平均值 。 海水中氯離子的含量很高 ， 占總鹽量的 %， 使海水具有較大的腐蝕性 。 ? 海水平均電導率為 4 102S/cm， 遠超過河水和雨水的電導率 。 溶解氧 ? 海水中溶解氧 ， 是海水腐蝕的重要因素 。 正常情況下海水表面層被空氣飽和 ， 氧的濃度隨水溫一般在(5~10) 106cm3/L范圍內(nèi)變化 。 由表看出鹽的濃度和溫度愈高 ， 氧的溶解度愈小 。 ? 表 44 氧在海水中的溶解度 。 海水的電化學特點 1)多數(shù)金屬 ,除特別活潑金屬鎂及其合金外 ,海水中的腐蝕過程都是氧去極化過程 , 腐蝕速度由氧擴散過程控制 。 2)大多數(shù)金屬 (鐵 、 鋼 、 鋅等 )， 在海水中發(fā)生腐蝕時 ， 陽極過程的阻滯作用很小 ,海水中 Cl離子濃度高 ,海水中用增加陽極阻滯方法來減輕海水腐蝕的可能性不大 ,添加合金元素鉬 ,才能抑制 Cl對鈍化膜的破壞作用 ， 改進材料在海水中的耐蝕性 。 3)海水電導率很高 ,電阻性阻滯很小 ,對海水腐蝕 ,微觀電池的活性較大 ,宏觀電池活性也較大 。 在海水中 ,異種金屬接觸引起的電偶腐蝕有相當大的破壞作用 。 如艦船的青銅螺旋槳可引起遠達數(shù)十米處的鋼船殼體的腐蝕 。 4)海水中金屬易發(fā)生局部腐蝕破壞。如點蝕，縫隙腐蝕，湍流腐蝕和空泡腐蝕等。 影響海水腐蝕的因素 ? 海水中鹽類 ,溶解氧 、 海洋生物和腐爛的有機物 ,海水的濕度 、 流速與 pH值等都對海水腐蝕有很大的影響 。 ? 1)鹽類 。 以 NaCl為主 ,海水中鹽的濃度與鋼的腐蝕速度最大的鹽濃度范圍相近 ,當溶鹽濃度超過一定值 ,因氧溶解度降低 ,金屬腐蝕速度下降 ,見圖 48。 影響海水腐蝕的因素 2)pH值 。 海水 pH值在 ~ 。 pH值可因光合作用而稍有變化；在深海處 pH值略有降低 , 不利于金屬表面生成保護性的鹽膜 。 3)溶解氧 。 海水中的溶解氧是海水腐蝕的重要因素 。 大多數(shù)金屬在海水中的腐蝕受氧去極化作用控制 。 ? 溶解氧含量隨海水深度不同而變化 . ? 海水表面與大氣接觸含氧量高達 12 106。 ? 海平面至 800m深處 ,含氧量逐漸減少并達到最低值 。 ? 海洋動物要消耗氧氣； 800m再降 1000m， 溶氧量又上升 ， 接近海水表面的氧濃度 ， 因為深海水溫度較低 、壓力較高的緣故 。 影響海水腐蝕的因素 4)溫度 。 海水溫度每升高 10℃ ， 化學反應速度提高約10%， 海水中金屬的腐蝕速度將隨之增加 。 但溫度升高 ,氧在海水中的溶解度下降 ， 每升高 10℃ ,氧的溶解度約降低 20%， 使金屬的腐蝕速度略有降低 。 ? 溫度變化與海洋生物有關 。 海水溫度與金屬腐蝕速度之間的關系是相當復雜的 。 5)流速 。 許多金屬發(fā)生腐蝕與海水流速有較大關系 。 尤其對鐵 、 銅等常用金屬存在一個臨界流速 ， 超過此流速時 ， 金屬腐蝕明顯加快 。 但含鈦和含鉬的不銹鋼 ， 在高速海水中的抗蝕性能較好 影響海水腐蝕的因素 6)海洋生物 海洋生物在船舶或海上構筑物表面附著形成縫隙 ， 易誘發(fā)縫隙腐蝕 。 ? 微生物的生理作用會產(chǎn)生氨、 CO2和 H2S等腐蝕物質(zhì)，如硫酸鹽還原菌作用產(chǎn)生 S2 ,會加速金屬腐蝕。 海水中常用金材料的耐蝕性 ? 金屬材料在海水中的耐蝕性差別很大 ,耐蝕性最好的是鈦合金和 NiCr合金 ,而鑄鐵和碳鋼耐蝕性較差 。 不銹鋼的均勻腐蝕速度雖然很小 ,但在海水中易產(chǎn)生點蝕 。 常用金屬材料耐海水腐蝕性能見表 46。 ? 防止海水腐蝕的措施 1)研制和應用耐海水腐蝕的材料； 如鈦 、 鎳 、 銅及其合金 ， 耐海水鋼 (Mariner)。 2)陰極保護 腐蝕最嚴重處采用護屏保護較合理 ， 亦可采用簡易可行的犧牲陽極法 。 3)涂層 除應用防銹油漆外 ， 還可采用防止生物沾污的雙防油漆 ， 對于潮汐區(qū)和飛濺區(qū)的某些固定的鋼結(jié)構可以使用蒙乃爾合金包覆 。 金屬在土壤中的腐蝕 ? 土壤是由土粒 、 水溶液 、 氣體 、 有機物 、 帶電膠粒和粘液膠體等多種組分構成的極為復雜的不均勻多相體系 。 ? 因土壤的組成和性能的不均勻 ， 極易構成氧濃差電池腐蝕 ， 使地下金屬設施遭受嚴重局部腐蝕 。 埋在地下的油 、 氣 、 水管線以及電纜等因穿孔而漏油 、漏氣或漏水 。 或使電信設備發(fā)生故障 。 這些往往很難檢修 ， 帶來很大的損失和危害 。 ? 土壤腐蝕是一種很重要的腐蝕形式。先進國家，地下的油、氣百萬公里以上，每年因腐蝕損壞而替換的各種管子費用就有幾億美元之多。隨石油工業(yè)的發(fā)展，研究土壤腐蝕規(guī)律，尋找有效的防蝕途徑具有很重要的實際意義 土壤腐蝕的特點 土壤的特性 1)土壤多相性 。 土壤是由土粒 、 水 、 空氣 ， 有機物等多種組分構成的復雜的多相體系 。 實際的土壤一般是這幾種不同組分按一定比例組合在一起的 。 2)土壤導電性 。 由于在土壤中的水分能以各種形式存在 ，土壤中總是存在一定的水分 ， 因此土壤有導電性 。土壤也是一種電解質(zhì) 。 土壤的孔隙及含水的程度又影響著土壤的透氣性和電導率的大小 。 3)土壤不均勻性 。 土壤中氧氣 ,有溶解在水中 ， 有存在于土壤的縫隙中 。 土壤中氧濃度與土壤的濕度和結(jié)構都有密切關系 ， 氧含量在干燥砂土中最高 ， 在潮濕的砂土中次之 ， 而在潮濕密