【摘 要】本文從金屬材料腐蝕的定義出發(fā)，探討了金屬材料腐蝕的原因和檢測(cè)腐蝕的常用辦法，最后列出了一些防腐處理的技術(shù)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】金屬材料;腐蝕;技術(shù)

0.前言

金屬材料擁有很多可貴的特性與良好的使用性能，比如機(jī)械性能、物理性能以及化學(xué)性能，還具有較好的工藝性能。所以，金屬材料成為現(xiàn)代工程建設(shè)最重要的工程材料之一，并得以廣泛運(yùn)用。但金屬材料的腐蝕問題也相當(dāng)嚴(yán)重，給我國(guó)社會(huì)發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年的金屬腐蝕造成了10%-20%的金屬損失，其中光鋼鐵的損失就高達(dá)4-9千萬噸，最大時(shí)候達(dá)到了全年產(chǎn)量的1/10。因此，對(duì)于金屬材料的腐蝕及質(zhì)量控制就顯得格外重要。

1.金屬材料腐蝕的定義

金屬材料受周圍介質(zhì)的作用而損壞，稱為金屬腐蝕。金屬的銹蝕是最為常見的腐蝕形態(tài)。腐蝕時(shí)，在金屬的界面上發(fā)生了化學(xué)或者電化學(xué)多相反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)入氧化(離子)狀態(tài)。這會(huì)顯著降低金屬材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能，破壞金屬構(gòu)件的幾何形狀，增加零件間的磨損，惡化電學(xué)與光學(xué)等物理性能，縮短設(shè)備的使用壽命，甚至造成火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性的事故。

2.金屬材料腐蝕的原因

2.1材料本身的影響

（1）金屬材料的化學(xué)穩(wěn)定性是一個(gè)重要原因，它的電位值越負(fù)，顯示穩(wěn)定性就越低，其金屬離子化的傾向就越大，就越容易受到侵蝕。

（2）金屬合金的成分也是一個(gè)重要因素，多項(xiàng)合金一般比單項(xiàng)合金更容易受腐蝕，因?yàn)槠涓飨喈?dāng)中，物理和化學(xué)性不均勻，電解液接觸后，會(huì)產(chǎn)生不同的電位。比如鋼、鑄鐵。

（3）金相組織和熱處理當(dāng)中，由于熱處理能夠產(chǎn)生各不相同的金相組織。在淬火階段，能夠使組織均勻，使耐腐蝕的性能提高。但在回火階段，由于碳物質(zhì)的沉淀相繼析出，使得耐腐蝕的性能又下降。

（4）金屬表面狀態(tài)如果加工粗糙或不光滑，容易加深金屬腐蝕。

（5）金屬在制造過程中，受冷、熱加工而變形，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)應(yīng)力，加速腐蝕的過程。

2.2環(huán)境的影響

（1）介質(zhì)的PH值也對(duì)金屬材料的腐蝕性產(chǎn)生很大的影響，如下圖：

（2）介質(zhì)成分與濃度對(duì)金屬材料的腐蝕性也產(chǎn)生很大的影響。如下圖：A、堿性溶液，B、鹽溶液。

一般情況下，非氧化性的酸性鹽類，能引起金屬材料的強(qiáng)烈腐蝕。中性與堿性鹽類的腐蝕性能比酸性鹽類小很多，它們主要是對(duì)金屬產(chǎn)生“極化”作用。

（3）介質(zhì)的溫度、流動(dòng)速度與壓力也對(duì)金屬材料的腐蝕產(chǎn)生很大的影響。

3.金屬腐蝕監(jiān)測(cè)的常用方法

3.1機(jī)械方法

機(jī)械方法分為表觀檢測(cè)、掛片法與警戒孔監(jiān)視法。表觀檢測(cè)主要是指用肉眼或者低倍放大鏡，對(duì)金屬的表面形態(tài)以及環(huán)境介質(zhì)的變化情況與腐蝕產(chǎn)物狀態(tài)進(jìn)行觀察；而掛片法主要是指把裝有試片的支架固定在設(shè)備之內(nèi)，經(jīng)過生產(chǎn)腐蝕后，取出支架與試片，進(jìn)行表觀和失重檢查；警戒孔監(jiān)視法是指在管道或設(shè)備的敏感部位鉆取一些小孔，孔深等于腐蝕裕量，通過腐蝕作用，剩余壁厚逐漸降低，直到警戒孔出現(xiàn)泄漏。

3.2無損檢測(cè)法

無損檢測(cè)法包括很多內(nèi)容，主要有：射線、超聲、滲透、磁粉、渦流等檢測(cè)方法，也包括聲發(fā)射、激光全息、中子射線、紅外、光纖腐蝕傳感技術(shù)等。

其中磁粉與渦流是比較常用的無損檢測(cè)法，其主要運(yùn)用了電磁場(chǎng)原理。能夠?qū)饘俨牧媳砻娴母g狀況與腐蝕情況進(jìn)行有效檢測(cè)；而聲發(fā)射技術(shù)能夠較快速準(zhǔn)確的檢測(cè)出大型設(shè)備的損壞和腐蝕情況；紅外檢測(cè)能夠檢測(cè)出腐蝕損傷金屬材料的溫度變化情況。

3.3電化學(xué)方法

大多數(shù)的腐蝕過程都具有電化學(xué)性質(zhì)，因此對(duì)電化學(xué)測(cè)試技術(shù)的運(yùn)用成為金屬腐蝕研究的重要內(nèi)容。

（1）探針技術(shù)是一種電化學(xué)反應(yīng)的技術(shù)，它包括了電位探針、電偶探針以及電阻探針等技術(shù)。這些技術(shù)價(jià)格低廉，使用范圍廣，能夠在不損壞的基礎(chǔ)上，較快的對(duì)金屬材料的腐蝕信息進(jìn)行檢查。

（2）場(chǎng)圖像技術(shù)也叫“電指紋法”，能夠在高強(qiáng)度、高危險(xiǎn)的環(huán)境，比如核輻射區(qū)域進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)，且不存在部件損耗和操作危險(xiǎn)，敏感性和靈活性能好。

（3）電化學(xué)組抗譜技術(shù)是一種準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的測(cè)量方法，對(duì)研究腐蝕體系與電化學(xué)體系非常有效。

（4）電化學(xué)噪聲技術(shù)對(duì)電化學(xué)腐蝕活性進(jìn)行研究，腐蝕活性越高噪聲水平也就越高，對(duì)腐蝕開裂等多種形式的腐蝕，以及腐蝕類型能夠進(jìn)行有效的判斷。

4.金屬材料的防腐技術(shù)

4.1鈍化金屬的表面技術(shù)。

（1）添加緩蝕劑。加入少量其他特殊物質(zhì)在腐蝕介質(zhì)與腐蝕物中，能夠在一定程度上減緩金屬的腐蝕速度，而這種特殊的物質(zhì)叫做緩蝕劑。它能夠使不銹鋼轉(zhuǎn)化為鈍態(tài)，同時(shí)促使表面形成一層保護(hù)膜，從而阻止介質(zhì)的侵蝕。

（2）鍍層。金屬表面的工藝處理常常有表面鍍層、表面氧化鍍層等等，其作用主要是提高金屬的耐腐蝕能力，并改善其機(jī)械性能。比較常用的有鍍鋅、鍍鉻以及氧化處理。

（3）涂層。長(zhǎng)久以來石油瀝青用作防腐蝕具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其絕緣性、粘接性和耐水性，以及抗剝能力都非常受人喜歡。

4.2防電化處理技術(shù)。

（1）復(fù)合材料技術(shù)。鋼塑復(fù)合管是經(jīng)復(fù)合加工后的防腐蝕管材，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防腐蝕性能好，廣泛應(yīng)用于冶金、制藥、石油化工以及食品加工等行業(yè)。

（2）電流保護(hù)。電流保護(hù)中的陰極保護(hù)主要是把被保護(hù)的金屬作為陰極，外面加上直流電，從而使其電位向負(fù)方向降低，達(dá)到一定電位時(shí)，此時(shí)腐蝕電流快速減小，使金屬得以保護(hù)。

（3）同時(shí)還有犧牲保護(hù)法，也是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的防腐蝕辦法。

4.3磁場(chǎng)保護(hù)

磁場(chǎng)保護(hù)主要是用于管道內(nèi)壁遭到侵蝕、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)且反復(fù)腐蝕，磁道保護(hù)主要是在金屬管道內(nèi)形成一層四氧化三鐵，從而阻止反復(fù)腐蝕，保護(hù)管道。

4.4失重法

失重法是當(dāng)前廣泛運(yùn)用的方法，它能夠計(jì)算出緩蝕劑的抑制系數(shù)于緩蝕效率，評(píng)定出緩蝕劑的緩蝕性能。

5.結(jié)語

金屬腐蝕問題涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，也給社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成了巨大的損失，對(duì)能源造成了巨大的消耗，對(duì)環(huán)境也造成了嚴(yán)重的污染。隨著科技的不斷進(jìn)步，越來越多的金屬防腐技術(shù)勢(shì)必將取得新的發(fā)展。 [科]

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