金屬腐蝕的產生
當金屬和周圍介質接觸時,由發生化學作用或電化學作用二引起的破壞叫做金屬的腐蝕。 除少數的貴重金屬( 如 Au、 Pt) 需要像王水那樣的特殊介質外,各種金屬都有與周圍介質發生作用而轉變成離子的傾向,也就是說金屬腐蝕是自然趨勢( 自發的), 因此腐蝕現象是普遍存在的。 金屬腐蝕直接或間接地造成巨大的經濟損失,甚至會引起嚴重的事故;但金屬腐蝕有時也會給人類帶來好處( 如刻字)。 因此, 我們每一名操作人員都應了解金屬腐蝕的產生機理。
根據金屬腐蝕過程的不同特點, 可將其分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類。
對不同的金屬來說, 在相同條件下, 金屬越活潑, 電極電勢越負, 越易被腐蝕, 腐蝕速度也越快; 反之, 金屬越不活潑, 電極電勢越大, 越不易被腐蝕, 腐蝕速度也越慢。 就同一種金屬而言, 主要是環境介質的影響, 影響因素大致有濕度、 溫度、 空氣中的污染物質、 溶液狀況及生產過程中的人為因素等幾種。
1. 大氣相對濕度對腐蝕速度的影響 水蒸氣的含量多少, 即通常所說的大氣干濕程度。 常溫下, 金屬在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。 吸氧腐蝕主要取決于構成電解質溶液的水分出現的機會。 在某一相對濕度( 臨界相對濕度) 以下, 金屬即使是長期暴露于空氣中, 仍幾乎完全不生銹,但是如果超過這一相對濕度時, 金屬就很快腐蝕。 如果金屬表面有吸濕性物質( 如灰塵、 水溶性鹽類等) 污染, 或其表面形狀粗糙而多孔時,則臨界相對濕度就會大幅度下降。
2. 環境溫度的影響 溫度的影響一般要和濕度條件綜合起來考慮。 當濕度低于金屬的臨界相對濕度時, 溫度對腐蝕的影響很小, 此時無論氣溫多高, 金屬也幾乎不腐蝕。 而當濕度在臨界相對濕度以上時, 濕度的影響就會相應地增大。 此時溫度每升高 10℃, 銹蝕速度提高約 2 倍。 所以在雨季或濕熱帶, 溫度越高, 生銹越嚴重。 在潮濕的環境中用汽油洗滌零件時, 洗后由于汽油迅速揮發, 而使零件變冷, 表面馬上就會凝結一層水膜, 所有這些都會引起金屬生銹。
3.空氣中的污染物質的影響 SO2、 CO2、 CI-灰塵等污染性物質, 在大氣中是大量存在的。 SO2、 CO2 等都是酸性氣體, 它溶于水膜, 不僅增加了作為電解質溶液的水膜的導電性, 而且析氫腐蝕和吸氧腐蝕同時發生, 從而加快了腐蝕速度。 CI-離子的作用, 特別在近海洋的大氣中, 也能促進腐蝕的發生。 CI-離子體積小, 無孔不入, 能穿透水膜, 破壞金屬表面的鈍化膜, 生成的 FeCl3 又易溶于水, 溶于水膜后大大提高水膜的導電能力。 鋼鐵材料在濱海大氣及海洋運輸中腐蝕速度較快的原因就是CI-離子的作用。