金属材料腐蚀与防腐的分析与研究聂绍杰

金属材料腐蚀与防腐的分析与研究聂绍杰

(天津达祥精密工业有限公司,天津市301701)

摘要:众所周知,在人们日常生活中金属占据了及其重要的地位,结合当前我国居民对于金属的日常使用情况来看,技术的腐蚀问题以及防护问题已经成为当前社会普遍关注的问题之一。在金属的使用过程中,经常会由于时间的增长导致金属性能不断下降,此现象通常被我们成为金属腐蚀现象或金属老化现象。在我国当代科学技术发展如此迅速的情况下,针对于金属的防腐蚀技术不断出现,有效的降低了金属腐蚀所带来的损失。

关键词:金属材料;腐蚀;防腐

1、金属腐蚀的分类

1.1晶间腐蚀

晶界区发展,但是此腐蚀现象只能通过显微镜才能看出,通过肉眼无法察觉,此种腐蚀现象所带来的危害较大,会直接造成金属设备的内部构建产生严重的破坏,尤其是不锈钢等设备极易受到此类腐蚀现象的侵害。

1.2应力腐蚀

主要是金属材料在特有的合金材料环境下,由于受到应力(一般或主要是拉伸应力,现在发现压缩应力状况也存在)或者特定的腐蚀性介质影响,产生的一种滞后开裂或滞后断裂的腐蚀性破坏现象。一般是由于金属或者合金材料失去原有的电子作用后,使金属以及合金材料整体强度降低,受到应力作用,可在远低于材料屈服强度的情况下,产生无形变预兆的现象,其腐蚀发生的温度一般在40℃~300℃左右。也被称之为低应力脆断或者应力腐蚀。这种现象在石油化工设备腐蚀破坏中占有较高的比例。化工设备多是金属及其合金的金属制品。高温或高压工况、多介质也是化工设备的一种常态。另外,化工设备也易在制造、施工、安装及使用过程中存在应力状况。

1.3高温氧化

高温氧化腐蚀最主要特点即是高温与氧化,从其腐蚀机理来看属于化学腐蚀的一种。主要是以碳钢和低合金钢在高温环境下快速氧化为表现形式,多发生在400~800℃之间,而合金金属铬具有抗高温氧化的性能,因此,在高温环境中一般选用金属铬形成氧化膜附着于金属表面,以来增强金属抗氧化能力。

1.4化学腐蚀

一般情况下,金属会与直接进行接触的物质发生化学反应,即氧化还原反应,这一反应过程便是俗称的腐蚀。而化学腐蚀实质上属于高级腐蚀,指代的也是金属与非电解质之间所在的某种关系。当金属与空气、水以及其他非电解质溶液存在接触面,那么一段时间后所发生的氧化还原,便是化学腐蚀。此外,与除去非电解质溶液之外的气体进行高温接触时,也会产生类似的化学腐蚀现象。在产生化学腐蚀期间,金属表面会出现一层薄膜,正因为这层薄膜的存在,使得金属显现腐蚀的状况得以缓解。相比电化学腐蚀,化学腐蚀的速度较慢,并且其对于金属表面的毁坏作用也比较小。

2、金属材料的腐蚀防护措施

2.1进行电化学保护法

金属材料较易形成的腐蚀为电化学腐蚀,对于金属进行防腐保护时可分从阳极或阴极两个角度对金属材料进行电化学防腐保护。其中,阳极保护实际上指,将通过阳极实现极化的电流完成对阳极电极电位的提升,并以此降低阴阳两极之间的电位差,最终将延长金属腐蚀的速度得以实现。一般情况下,阴极保护通常是指对电流进行阴极极化,通过一定的技术手段对金属和直流电源负极进行连接,在完成电流流动的同时提高阴阳两极的极化,以此进一步避免金属材料出现表现腐蚀现象。基于此种情况,在对管道进行防腐时,可通过优选择阴极保护这一方式来达成防腐目的。

2.2金属材料表面腐蚀中电弧喷涂的防护措施

电弧喷涂防护技术中,主要是应用端部短路热熔,使得电弧发生熔化,其需要将带正负点金属丝材连续送到电弧喷枪端头,从而形成熔融铝液滴,并以雾化或压缩空气喷吹的形式喷涂到金属表面,进而形成金属表面电弧喷涂保护涂层。所以来讲,电弧喷涂技术具有其绝对的技术有事,不仅可有效保证金属基体整体性能,同时又可保障涂层在受外界弯曲、压力等影响下而不发生脱落、掉皮的现象,常用于工厂企业设备的金属防腐工作之中。因此,即使金属表面局部发生了腐蚀现象,其仍可通过牺牲自身而起到保护基体的效果。所以,在针对金属表面防腐工作中应着重对该技术的不断完善创新,对金属材料表面防腐有着十分重要的现实意义。

2.3对金属材料进行合理选择

想要对金属器件以及相关设备进行有效防腐蚀措施,首先要对其材料进行合理选择,在对金属材料进行使用前,用该对金属材料的使用环境以及相关腐蚀因素进行调研,根据调查结果选择合适的金属材料。除此之外,相关人员可以通过创设模拟相关环境,对金属材料进行实验研究,根据研究结果对金属的使用情况以及材料的选择进行总结分析。此外,在选择金属材料过程中,通常从金属材料的经济性以及耐腐蚀性选择不同层次的合金,例如钛合金等等。

2.4改善金属材料的构成

在我国现代科学技术发展迅速的情况下,制造工艺的技术水平也在不断上升,因此,我们可以针对不同的金属材料对其优化,在原有的金属材料上适当添加相关元素,对金属材料的使用性能进行提高,最终使金属材料的耐腐蚀性提高,或者延缓金属的腐蚀程度。例如在普通的碳钢材料中加入铬等元素,使其的耐腐蚀性得以增强。

2.5金属材料表面腐蚀中的缓蚀剂法

缓释剂法是一种较为常见的金属防腐蚀措施,其防腐机理是以缓蚀剂与金属表面发生物理化学作用为基础,而实现对金属材料的防腐功效。对于缓蚀剂在实际的操作使用中,并无对专门设备的需求,更无需改变金属构建的性质,具有经济性及适应性强等特点,在油田注水、金属制品储运等环节中应用较为广泛。缓蚀剂的作用类型可分为氧化、沉淀与吸附三类,就其中沉淀型缓蚀剂而言,都是由无机盐构成,如碳酸钙、磷酸钙等,主要是以其中的阳离子与碳酸根或磷酸根中的阳离子在金属表面阴极发生化学反应而形成的一层保护膜,从而起到金属防腐的功效,通常此类缓蚀剂被成为阴极缓蚀剂。而在氧化膜型缓蚀剂中包括亚硝酸盐、铬酸盐、钨酸盐等,可被视为强氧化剂,无需水溶解氧即可完成与金属的氧化反应而成膜,需要注意是此类阳极型缓蚀剂具有一定危险性,若一旦剂量不足,便会发生点腐现象。

2.6其它

另外,也可以要求设备制造完成后,设备内表面要求光洁、清除焊渣或焊瘤,以免点蚀创造应力腐蚀条件。文明施工,在设备组装过种中,操作人员应依照规定的工艺流程进行操作,不留人为的应力残留,不暴力装卸或组装。严格按照焊接工艺进行焊接操作。对相关设备进行定时检查,定时对设备外观进行全面检查,发现问题后要第一时间进行上报。设备检修工作中要文明施工,采用正确的方式将拆解的设备严格按图纸进行组装,并认真检查组装工作质量。

结语

综上所述,金属在人们的日常生活中扮演着十分重要的角色,金属的腐蚀防治研究也是当前我国科学技术工作者的主要研究内容。目前,随着对金属材料腐蚀工作的深入研究,金属材料防腐技术与工艺已取得了一定的成效,但部分具备强抗腐蚀能力的新材料由于成本原因在推广使用过程中受到限制,一些防腐工艺方法也面临危害环境、工艺成本高、操作条件复杂等问题。因此,进一步开展金属材料的腐蚀防护措施研究具仍有重要研究价值与现实意义。

参考文献

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