金属防腐蚀（金属防腐蚀剂有哪些）

不锈钢耐蚀设计以及局部腐蚀原因和解决办法
不锈钢耐蚀设计以及局部腐蚀原因和解决办法

腐蚀是金属的三大主要失效方式之一。在较为苛刻的环境常常选用不锈钢来抑制金属的腐蚀。然而，即使选用了不锈钢，构件在某些情况下仍然会发生腐蚀。

对于含铬镍的不锈钢材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。因此，均匀腐蚀是一种遭受诟病最小的腐蚀形式。它虽然带来腐蚀破坏，但可预测也可控制。

然而，局部腐蚀的发生经常令人措手不及。这是因为，局部腐蚀引起的破坏是很难预测的，设备的寿命也不能精确地计算。其中最讨厌的点蚀，它是金属局部腐蚀中最难对付的一种。因为千里之堤，溃于蚁穴。这所谓的点蚀，就是千里之堤上的蚁穴。

在金属发生腐蚀的过程中，会同时在电极上发生两种反应，一种是阴极反应，在阴极上非金属被还原，非金属得电子，化合价降低。另一种是阳极反应，阳极反应发生时，金属失去电子，化合价上升，金属离子从金属表面脱离。金属的腐蚀取决于腐蚀阻力最大的反应。因此，这也为解决金属腐蚀问题提供了一个主要指导思想。

利用阴极和阳极关系进行的耐蚀设计

如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。这种情况必须避免。另一方面，当我们将情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。这种情况是我们所期望的。我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。

紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中。铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。

点蚀问题

点蚀在金属表面没有缝隙出现的情况下也可以产生。点蚀的发生可能来自于两方面因素：环境中的氯离子和微观组织或成分的不均匀性。特殊的腐蚀剂如氯化物的浓度达到一定程度后会造成不锈钢的点蚀。如果因为敏化等原因导致不锈钢中微观组织不均匀或铬、镍含量不均匀，甚至达不到抗点蚀的能力时，也会发生点蚀。金属表面上的缺陷也会引起点蚀。

例如，在不锈钢或镍合金保护性氧化层中的某个缺陷。点蚀可通过采用抗腐蚀能力高的合金或消除引起点蚀的化学元素的方法来防止。控制金属点蚀的另一个方面是消除环境介质中的阴极反应物，通常除氧会有较好的效果。随着坑的底部趋于阳极化，坑或缝隙的周围区趋于阴极化，于是电池电流的关系即被形成。当坑或缝隙中的腐蚀进一步扩展时，则变为自催化反应。三价铁离子与氯离子作用形成氯化铁。该反应不断重复并快速产生金属穿孔现象。点蚀或缝隙腐蚀是一种非常危险的腐蚀形式，因为它高度局部化并能快速造成金属的穿透破坏。

缝隙腐蚀示意图

晶间腐蚀

出现于某些特殊的合金中，通常当它们在焊接或热处理期间加热到其敏感温度区时即可能会发生晶间腐蚀。当诸如某些不锈钢合金加热到425～870℃时，铬的碳化物即会在晶粒边界析出。导致碳化物附近出现贫铬区同时影响晶界区的钝化性。在特殊介质中，如硝酸或高温水中，可能出现低铬区的溶蚀现象。晶粒是以一种砂糖似的表面出现的，当用一取样器擦过时，它们很容易被擦掉。不锈钢和镍合金的晶间腐蚀可以通过采用低碳合金、加入碳化物形成元素如钛或铌，或利用稳定化退火来使之避免。

为了在稍咸的水中成功地使用316L型不锈钢，氯化物含量应小于1000ppm，除非水已完全脱氧。脱氧水会阻止316L型不锈钢的点蚀、缝隙和应力腐蚀。在工厂设备制作过程中，焊缝应完全焊透并且光滑，这样才能获得最佳的防腐蚀效果。应使用含钼较高的或与焊接物相匹配的焊条。应像清理304型一样清理316L型不锈钢的表面，将任何残留铁去除，这一点很重要。通常，去除残留铁最佳的方法是用HNO3—HF清洗剂。另外，任何沉积物也应定期进行清除。注意避免不流动的水的情况是很重要的。在设备停止工作期间，水的流速最小应为0.9米/秒，以防止沉淀物的生成。

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