腐蚀
金属腐蚀是指金属材料与其周围环境发生反应时,导致材料发生可测量的变化,这些变化可能使材料失去功能或导致系统失效。当表面暴露在水中、空气中以及腐蚀性化学物质中时,就容易发生腐蚀。随着设备表面的腐蚀,其性能和制造质量会受到影响。根据环境条件的不同,腐蚀可以分为湿腐蚀和干腐蚀两种类型。防腐
可以通过以下方法来预防或减少腐蚀:物料选择
- 纯材料的缺点是价格昂贵且质地较软,不易形成凹痕。唯一属于纯材料的金属是铝。
- 添加耐腐蚀元素可以提高材料的耐腐蚀性。例如,不锈钢中会发生晶间腐蚀;在钢中添加钛可以降低其腐蚀倾向。
- 使用镍、铜及其合金的行业通常处于非氧化性环境中,而处于氧化性环境中的行业则会使用含有铬的合金。
- 在制造过程中,应使用电化学性质相似的材料。
具有腐蚀性的材料以及用于建筑的材料。
设备的正确设计
如果满足以下条件,可以减少腐蚀的发生:- 这些液体必须完全排干。
- 设计时考虑了易于清洁的特性。
- 设计时充分考虑了便于检查和维护的需求。
- 应避免金属之间的直接接触;如有必要,需进行绝缘处理。
涂层与内衬
金属更容易发生腐蚀。为了防止金属腐蚀,应使用非金属的涂层或衬里。也可以采用电镀层、有机涂层等方法。通过对阳极和阴极进行防护涂层处理或将它们隔离开来,可以控制电偶腐蚀。有机涂层还可以应用于储罐、管道和运输容器上。这些金属是通过涂层结合在一起的。通常,两片金属板会被压合在一起。另一种防止腐蚀的方法是在钢表面镀上合金层。通过改变环境
通过从锅炉给水中去除空气,钢材可以避免因水而引起的腐蚀。镍基合金通过注入惰性气体来减少其中的氧气或空气含量。当对不锈钢合金进行充氧处理时,它们更不容易被酸性介质腐蚀。除了降低温度和减少水分外,缩短暴露时间也能有效减少腐蚀的发生。使用缓蚀剂
金属通过防腐剂来防止腐蚀。使用的防腐剂数量非常少(重量占比小于0.1%)。在水中,铁和钢可以通过铬酸盐、磷酸盐和硅酸盐等化合物来防止腐蚀;在酸性环境中,则可以使用有机硫化物和胺类物质进行保护。不锈钢则通过在硫酸的稀释热溶液中加入硫酸铜来防止腐蚀。阴极保护和阳极保护
实现阴极保护有两种方法。牺牲阳极法
阴极(阳极)与被保护的金属(阳极)接触,导致阳极表面出现腐蚀痕迹。铁和钢储罐的防腐保护是通过使用锌、铝、镁及其合金等牺牲阳极来实现的。
impressed emf method
通过这种方法,电极和储罐与外部电压相连。阳极始终保持正电位,这样可以防止自然发生的电偶腐蚀现象,从而避免阳极的消耗。任何金属或耐腐蚀合金都可以用于此目的。当使用硫酸和去离子水时,阳极会被埋入地下;而当使用硫酸时,石墨和高硅钢材料会被压缩处理。这种方法不仅简单、有效且经济实惠,还适用于储存具有轻微腐蚀性的液体。