浅谈金属腐蚀危害与防护

孟宪阔

天津市武清开发区 丹 佛斯 (天津 )有限公司 301700

摘要：若想实现中国梦，离不开各类金属为经济建设、社会发展提供保障，但是，金属面临的腐蚀问题是不可回避的，因此，采用措施防护金属腐蚀意义重大。本文在金属腐蚀重要危害的条件下，对金属腐蚀的发生机理提高了认识，并提出金属腐蚀危害的重要防护措施，以供参考。

关键词：金属腐蚀；危害；防护

前言：通常而言，金属腐蚀可根据机理状况分成电化学腐蚀和化学腐蚀两类。化学腐蚀通常是指金与物质的直接接触，并产生氧化还原反应，这属于氧化耗损的过程。电化学腐蚀是铁和氧产生的两个电机，其是由腐蚀性的原电池组合而成。对比氧，铁的电机点位很低，所以，铁成为了阳极。不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属原子均处在氧化状态至下，转变为金属阳离子，整个过程才是金属腐蚀的本质。金属材料腐蚀具备很强的破坏性，对于生产生活而言，均带来不可估量的损失，因此，需要全面掌握金属材料腐蚀的整个发生过程，并积极寻找高效的防护措施。

1金属腐蚀的概述

金属腐蚀顾名思义指的是金属在具体的使用环境中，因为和环境内的成分出现化学反应，进而导致金属表面发生严重的破坏，而这样的现象被称为金属腐蚀现象。影响金属发生腐蚀现象的重要原因就在于金属热力学的稳定性，即金属原子在具体的使用中，因为其自由度很高，导致再次条件下，金属单质出现变化，导致金属出现腐蚀现象。在日常生活中，致使金属腐蚀现象的重要原因主要在于化学作用和电化学作用，然而，并不排除物理作用和生物作用等将会导致金属出现腐蚀现象。由单纯的物理原因导致的金属腐蚀现象是很少的案例，可单纯的机械作用导致金属腐蚀现象根本就没有涵盖与金属腐蚀的范畴中，有鉴于此，我们还可以认为致使金属出现的腐蚀现象一般只包含化学反应和电化学反应。

金属的化学腐蚀通常是指金属在具体的使用中，金属原子和使用环境的腐蚀介质出现了非电解质的作用以后，产生了氧化还原反应，譬如：金属在原油中出现了腐蚀现象等。电化学腐蚀通常是指金属在具体的使用中和电解质接触之后，电解质溶液和金属设备等相关物品出现了化学反应，最终出现了吸氢腐蚀等状况，譬如：碳钢和水等物质出现腐蚀状况，并变成铁锈。

2金属腐蚀的相关机理

大多数金属的稳定状态都未氧化态，将金属从矿石中提炼成金属态后，其向着氧化态的转变在热力学方面是自发的工程。在不同的条件下，金属腐蚀的腐蚀机理非常复杂，其重要形式包含化学腐蚀和电化学腐蚀，详情见表1所示。金属材料会和环境出现化学和电化学反应，在电解质溶液中金属出现的电化学腐蚀能够单纯认为一个发生还原氧化反应的整个过程，可利用化学反应式进行表达。在腐蚀发生、发展时，出现腐蚀的外部因素就是环境，而腐蚀出现作用的重要环境因素通常包含下列几方面：其一，介质，对于腐蚀出现的作用的氯离子与氢离子等，随着这类物质变化的浓度，其腐蚀问题将会出现变化；其二，温度，大多数条件下，腐蚀速度将会随着环境温度的不断升高而日益加快；其三，流速，很大的流速很容易致使出现冲刷腐蚀，流速太快或是太慢均会导致腐蚀速度增加；其四，压力，在特定介质中的很多金属材料，在应力超出某个数值时，将会发生应力腐蚀破坏的状况。

图
1 金属腐蚀的重要内容与形态

3金属腐蚀的重要危害

金属腐蚀造成的危害非常大，通常表现在经济发展、资源、环境、社会安全等各个层面。对于经济角度来讲，金属腐蚀可对金属材料构成的机器造成严重损害，根据我国金属相关部门的预估，全球每年因为腐蚀报废的钢铁设备占据年产量的30%，并且导致的机械故障减少了生产效率，无法获得预期的经济效益。我国每年腐蚀在GDP中占据5%，每年大约有五千亿元的经济损失；对于资源和环境而言，金属腐蚀导致资源利用效率减少，严重浪费了宝贵的金属资源，根据我国相关部门的数据表明，全球每年大约一个亿吨的腐蚀报废金属，在年产量中大约占20%-40%。金属容器的锈蚀，惊心动魄，导致工业气（液）体的泄露，致使严重的环境污染，主要呈现在水污染与土壤污染方面。对于社会公共安全而言，发生重大的社会安全事故，其中很多原因都和金属腐蚀关联密切，其中石油化工行业出现严重的爆炸事故，其中大约70%是因为相关设备遭受腐蚀、影响安全系数、并未及时更换造成的。在生产领域，由于机械遭受金属腐蚀，致使很多施工事故，并且人们在日常生活中还会因为金属物件的腐蚀面临严重的安全威胁。因此，金属腐蚀危害带来的损失不可估量，金属腐蚀是社会发展面临的瓶颈问题。

4金属材料腐蚀的防护措施

在全面了解金属材料腐蚀出现的机理以后，就应该对金属腐蚀的防护进行充分考虑，唯有建立有效的金属腐蚀防护措施，才可以避免金属腐蚀造成不可估量的经济损失，资源和环境遭受的破坏、社会安全隐患等相关问题，势必会对我国进行更好的建设。

4.1科学选择金属材料

为了对金属器件和有关设备的有效防腐蚀措施，应科学选择金属材料，在使用金属材料以前，针对金属材料的使用环境和有关腐蚀因素的调研，严格遵照调查结果选用适宜的金属材料。不仅如此，有关人员可利用创设模拟有关环境，针对金属材料实施实验研究，并针对研究结果对金属的使用状况和材料的选择实施总结分析。不仅如此，在进行金属材料的选择中，一般从金属材料的经济性和耐腐蚀性选用不同层次的合金，譬如：钛合金等。

4.2加强金属本质的改善与金属结构的优化

现代化背景下，伴随化学工业的不断发展，材料行业的不断创新，让耐蚀合金诞生于金属产品的设计和制造中，因为工艺的逐渐成熟，更多种类的合金得以顺利生产出来，并且广泛运用产生和生活中，由于金属中融入了合金元素，导致耐腐蚀的强度不断加大，导致寿命不断提升，而因金属腐蚀造成的各种损失大幅下降。例如：不锈钢价廉，属于一类普遍的耐腐蚀合金，钛具有很强的耐腐蚀性，在不锈钢中融入钛，可成功避免出现晶间腐蚀。化工厂的输液管道及反应罐，可采用太钢复合材料替换不锈钢，势必会提高其寿命。随着科学技术的日新月异，科学家成功研制了“金属玻璃”，这属于类似于玻璃的透明金属，具备较强的抵抗外界酸碱侵蚀性，而新兴耐腐蚀材料将会层出叠现。由此表明，为了加强金属材料腐蚀的有效防护，势必会改善金属的本质以及进行金属结构的优化性，推动其耐腐蚀性更强，这就是科技的力量，除此之外，这也是金属腐蚀防护的重要措施。

4.3加强金属使用环境的改善

为了有效改善金属腐蚀的状况，应有效改善金属的使用环境，譬如：加强金属腐蚀现象介质浓度的有效改善以及降低腐蚀介质中的氧，加强技术环境温度的控制等，对于进行金属腐蚀危害改善发挥着至关重要的作用，不仅如此，还能够致使金属出现腐蚀的腐蚀介质，采用添加降低腐蚀速率的物质，譬如：缓蚀剂，避免金属出现腐蚀状况。

结语：

总的来讲，伴随科学技术的日新月异，形成十分严格的工业应用材料标准，特别要重视金属腐蚀的危害性。部分企业已建立了防腐设计标准的规范，科学选用金属材料，采用防腐涂料和阴极保护或是两者的互相结合等防护措施有效控制金属腐蚀，实现较强的防腐效果。

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