六大技术帮你解决金属腐蚀难题

材料牛注：本文主要列举了金属腐蚀的原因以及针对这些原因所作出的一系列防护措施，这对于生产实践具有非常好的指导意义。

几乎在所有的情况下，通过使用适当的技术，金属腐蚀能够被控制，减缓甚至直接停止腐蚀。保护金属腐蚀能够采取一些形式，这主要取决于被腐蚀金属的周围环境。

防腐蚀技术一般可以分为6组：

1. 改变环境
2. 金属选择和表面条件
3. 阴极保护
4. 腐蚀抑制剂
5. 涂层
6. 电镀

改变环境：

腐蚀是由于金属和周围环境的大气产生化学反应造成的，通过抽取空气或者改变环境类型，金属的腐蚀程度能够立即得到减小。通过将金属材料储存在室内，或许可以简单地限制和雨水或者海水接触，或者直接对影响金属的环境下手。

在金属所处的环境中减小硫、氯和氧含量的方法都能够降低金属的腐蚀速度。例如，热水锅炉给水可以用柔软剂或其它化学介质来调节硬度、碱性或者氧含量，从而来减小单位内部的腐蚀度。

金属选择和表面条件：

没有金属能够对所有的环境都免疫，环境条件作为腐蚀的原因，通过监测和了解它，改变所用金属的种类，也能够使腐蚀显著减小。金属耐腐蚀性的数据可用于与环境条件的信息相结合，从而来决定每个金属的适用性。

开发新的合金，在特定的环境下保护金属腐蚀，这样的想法已经不断地投入生产中。哈氏合金®镍合金钢和蒂森克虏伯不锈钢公司®TIMETAL®钛合金都是防腐蚀合金的例子。

为防止金属腐蚀的恶化，表面条件的监测也是至关重要的。裂纹、裂缝或粗糙的表面，是否由于操作要求，磨损或制造上的缺陷，都会导致腐蚀速率较大。

适当的监测和必要地消除脆弱的表面条件，以及采取措施保证系统设计的严谨性都是为了避免活性金属组合产生化学反应，同时避免使用腐蚀剂清洁或者维护金属部件也部分有效地减少了腐蚀的进行。

阴极保护：

当两种不同的金属都位于腐蚀性电解质中，电化学腐蚀就会发生。金属完全浸没在海水中，这是一个共同的问题，两个不同的金属被掩埋在潮湿的土壤中，并且靠的很近，电化学腐蚀也会发生。基于这些原因，电化学腐蚀经常侵蚀船体，海上钻井平台以及石油天然气管道。

阴极保护是通过将材料表面不需要保护的阳极（活性）位点转换到阴极（惰性）位点上，应用电流的反方向流动，从而使阴极保护生效。这种反向电流提供自由电子，迫使阳极转变成为阴极。

阴极保护可以采取两种形式。第一种方法是电镀阳极，这种方法称为祭祀制度，通过使用金属阳极，引入到电解环境中，牺牲它自己从而保护阴极。

尽管需要保护的金属种类不同，但是牺牲的阳极通常是锌、铝或镁，这些金属有负电位。电位序列提供了不同电极电位的对比，贵金属，金属或者合金。在祭祀制度中，金属离子从阳极向阴极移动，使阳极腐蚀比其他更迅速。其结果是阳极必须定期更换。

阴极保护的第二种方法被称为外加电流保护。这种方法经常用来保护埋地管道和船体，需要一个额外来源直接给电解质提供电流。

当电源负极连接到金属，正极连接到辅助阳极，增加的辅助阳极帮助连通整个电路。与牺牲阳极系统不同的是，在外加电流的保护下，辅助阳极不会被消耗掉。

腐蚀抑制剂：

腐蚀抑制剂是一种化学药品，它通过与造成金属腐蚀的金属表面或者环境中的空气产生反应，从而阻止金属产生腐蚀。抑制剂可以通过吸附在金属表面上形成一种保护膜而起作用。这些化学物质可以作为一种溶液或通过分散技术作为保护涂层。

缓慢腐蚀的抑制过程取决于：

1.改变阳极或阴极极化行为；

2.减少离子在金属表面的扩散；

3.提高金属表面的电阻。

缓蚀剂的主要应用行业是石油提炼、石油和天然气勘探、化学生产和水处理设施。缓蚀剂的好处是，他们可以应用在原位金属上，作为一个补救措施，以应对意外腐蚀。

涂层：

涂料和其它有机涂层是用来保护金属免受环境气体的降解影响，涂料按所采用的聚合物的类型分组。

常见的有机涂层包括：

环氧酯涂料，当空气干燥时，促进交联氧化；

两步法聚氨酯涂料；

丙烯酸和环氧聚合物辐射固化涂料；

乙烯基、丙烯酸或苯乙烯的聚合物组合乳胶涂料；

水溶性涂料；

高固体分涂料；

粉末涂料。

镀层：

金属镀层，或电镀，可以应用于抑制腐蚀，以及提供审美，装饰表面。有四种常见类型的金属涂层：

1．电镀：在电解槽中，薄层的金属，通常是金属镍、锡或者铬沉积在基体金属上，电解质通常由含有沉积金属元素的盐溶液组成。

2．机械镀：在处理过的水溶液中，伴随着粉末和玻璃珠，金属粉末可以通过翻滚的部分冷焊接到一个基底金属上。机械镀通常是用来将锌或镉应用于小金属零件上。

3．涂层金属，如钴或镍，通过使用化学反应这种非电的电镀方法，镀层到基体金属上。

4．热浸：当涂层金属浸入到熔液中的保护液时，保护液薄层就会附着在基体金属上。

原文链接：Corrosion Prevention

本文由编辑部龙骑士提供素材，刘纯编译，刘宇龙审核，点我加入材料人编辑部。