防止金属腐蚀

一:防止金属腐蚀的方法主要有哪些,各根据什么原理?

除金、铂等少数贵金属之外,绝大多数金属在空气和水中都会受到腐蚀。防止金属腐蚀的一个简单原理,就是把金属和腐蚀性的环境相隔离。防腐方法简单归纳如下:

(1)非金属保护层。将耐腐蚀的非金属物质,如油漆、喷漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、沥青、高分子材料(如塑料、橡胶、聚酯)等,涂在要保护的金属表面上,使金属与腐蚀介质隔离。

(2)金属保护层。用耐腐蚀性较强的金属或合金,覆盖被保护的金属表面,覆盖的方法有电镀、热喷镀、真空镀等。按防腐蚀的电化学性质来说,保护层可分为阳极保护层和阴极保护层。阳极保护层金属的标准电极电位比基体金属低,例如镀锌铁板,锌为阳极,铁为阴极。阴极保护层金属的标准电极电位比基体金属为高,例如镀锡铁板,锡为阴极,铁为阳极。就保护层将金属和环境隔离的作用而言,两种保护层无原则区别。但当保护层受到损坏变得不完整时,情况就不同了。如前所述,阴极保护层将使基体金属成为阳极,造成孔蚀。阳极保护层,如镀锌铁板,此时锌为阳极,基体金属铁是阴极,受到腐蚀的是镀层锌,而非铁。直到镀层受到相当大的破坏,不能对基体金属起到保护作用时,基体金属才开始腐蚀。

(3)电化学保护。

①牺牲阳极保护:将标准电极电位较低的金属和需要保护的金属连接起来,构成电池。这时,需要保护的金属因电极电位较高成为阴极,不受腐蚀,得到保护。另一个电极电位较低的金属是阳极,被腐蚀。例如,海上航行的船舶,在船底四周镶嵌锌块。这时,船体是阴极,受到保护,锌块是阳极,代替船体被腐蚀。这种保护法是保护了阴极,牺牲了阳极,故称牺牲阳极保护法。

②阴极保护:这是利用外加电源来保护金属。把需要保护的金属接在负极上,成为阴极而免除腐蚀。另外取一些铁块接到正极上,使之成为阳极,让其腐蚀,实际上也是牺牲阳极。和上面的方法所不同的是,这里由外电源提供电流,而不是由电池本身提供电流。化工厂的一些酸性溶液贮槽或管道,以及地下水管、输油管等,常用这种方法防腐。

③阳极保护:这也是利用外加直流电源来保护金属。但把需要保护的金属接在正极上,成为阳极。按理这应该加速金属腐蚀。但对一些能形成保护性氧化膜的金属,并非一定加速金属腐蚀。相反,在适当正的电位范围内,由于阳极上氧化作用加剧,在金属表面上形成一个完整的氧化膜层,使金属得到保护,腐蚀电流明显下降。这种现象叫做金属的电化学钝化。阳极保护就是将能够钝化的金属,在外加阳极电流的作用下,使其钝化而得到保护。

(4)加缓蚀剂保护。

缓蚀剂是一种化学物质,将它少量地加入到腐蚀介质中,就可显著地减小金属腐蚀的速率。由于缓蚀剂用量少,简便而且经济,故是一种常用的防腐手段。缓蚀剂通常分为三类。

①钝化剂:一般是无机类的强氧化剂。例如,铬酸盐、硝酸盐、钼酸盐等。它们的作用就是使腐蚀介质具有更强的氧化性,使金属表面保持完整的氧化膜。其作用和电化学的阳极保护异曲同工。

②有机缓蚀剂:其中包括酸洗缓蚀剂和抗蚀油脂。钢铁的酸洗是许多加工过程的必不可少的预处理工序,目的是除去钢铁表面的氧化物,但这个过程必然也会使金属本身受到腐蚀。为了减少金属的腐蚀,在酸洗时必须加入缓蚀剂。这种缓蚀剂通常有:邻位和对位的甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛、对位硫甲酚等。其作用机理是:缓蚀剂被普遍地吸附于钢铁的表面,使得钢铁酸洗时引起腐蚀的电极反应受到阻化。有的缓蚀剂可以提高氢的超电压,使氢离子还原的阴极反应受阻;有的缓蚀剂可使铁氧化为二价铁离子的反应受阻,使阳极极化。但一般认为,缓蚀剂可以同时减慢阴极和阳极的反应,使钢铁的腐蚀速率明显降低。

抗蚀油脂用于金属材料和制件在运输和贮藏期间的暂时防腐,它主要由油、......余下全文>>

二:金属的腐蚀性和保护措施

.牺牲阳极法

将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属和合金(即牺牲阳极)相连,使被保护体极化以降低速率的方法。

在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中,被保护金属体为阴极,牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位,在保护电池中是阳极,被腐蚀消耗,故此称之为“牺牲”阳极。通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。镁阳极适用于淡水和土壤电阻率较高的土壤中,锌阳极大多用于土壤电阻率较低的土壤和海水中,铝阳极主要应用在海水、海泥以及原油储罐污水介质中。

牺牲阳极保护法的主要特点是:

(1)适用范围广,尤其是中短距离和复杂的管网

(2)阳极输出电流小,发生阴极剥离的可能性小

(3)随管道安装一起施工时,工程量较小

(4)运行期间,维护工作简单。

(5)阳极输出电流不能调节,可控性较小。

2. 强制电流保护法

将被保护金属与外加电流负极相连,由外部电源提供保护电流,以降低腐蚀速率的方法。外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下,通过土壤提供给被保护金属,被保护金属在大地电池中仍为阴极,其表面只发生还原反应,不会再发生金属离子的氧化反应,使腐蚀受到抑制。强制电流保护法的主要设备有,恒电位仪、辅助阳极、参比电极。

强制电流保护法的主要特点是:

(1)适用于长输管线和区域性管网的保护

(2)输出电流大,一次性投资相对较小

(3)安装工程量较小,可对旧管道补加阴极保护

(4)运行期间需要专业人员维护

(5)容易实现远程自动化监控

3.强制电流阴极保护系统组成

· 阳极地床

阳极地床一般分为浅埋阳极地床和深井阳极地床两种。

· 阴极保护控制系统

阴极保护的控制系统由恒电位仪、控制箱、阳极地床、阴极通电点组成。阳极地床通过汇流电缆与恒电位仪阳极接点相连。阴极通电点设置两根阴极电缆和两支电位控制用长寿命固体硫酸铜参比电极。

· 阴极保护检测系统

阴极保护检测系统由恒电位仪和管线测试桩组成,恒电位仪可以自动测量通电点的电位、恒电位仪的工作电位和输出电流;管线测试桩可检测管道的保护电位和牺牲阳极的工作电位、输出电流、开路电位。

· 阴极保护排流系统

杂散电流干扰强烈的地区的管道应采取排流保护。在长输管道与高压输电线路平行段或者与电气化铁路交叉平行段必须根据杂散电流影响的大小设置排流阳极组。

· 临时保护系统

按照阴极保护设计规范的要求,如果管道的施工期超过6个月,此管道应该设置临时阴极保护系统,来避免外加电流阴极保护系统投用前管道受到土壤的腐蚀。

· 阴极保护绝缘与电连接系统

为保障阴极保护电流不泄漏到非保护的金属部分,在长输管道两端设置绝缘接头。

· 套管中管道的阴极保护

当管道穿越公路、铁路时,需要加钢质套管。为了保证套管中管道在设计寿命年限之内不受腐蚀,必须采用镯式锌阳或锌带极进行阴极保护。

三:如何从设计上减少或防止金属腐蚀

金属材料的腐蚀:是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏,污染环境,甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费。因此,研究金属材料的腐蚀机理,弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施,对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。

金属腐蚀的分类:按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀,金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。

化学腐蚀

化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏其腐蚀过程是一种纯氧化和还原的纯化学反应,即腐蚀介质直接同金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物。反应进行过程中没有电流产生,其过程符合化学动力学规律。

电化学腐蚀

电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生化学作用而引起的破坏。反应过程同时有阳极失去电子,阴极获得电子以及电子的流动,其历程服从电化学的基本规律。

电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱性的不同分为吸氢腐蚀和析氢腐蚀。

金属材料的主要防腐措施

(1)改善金属的本质

根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀的能力。

(2)形成保护层在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属气腐蚀性质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业窿辅使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类,通常采用以下方法形成保护层:

1)金属的磷化处理:钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5至20微米,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。

2)金属的氧化处理:将钢铁制品加到Na0H和NaN02,的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.51.5微米的蓝色氧化膜(主要成分Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。

3)非金属涂层:用塑料喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料覆盖层致密光洁。色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。

4)金属保护层:这是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层,前一种金属称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。

(3)电化学保护

电化学保护是金属腐蚀防护的重要方法之一,其原理是利用外部电流使被腐蚀金属电位发生变化从而减缓或抑制金属腐蚀。电化学保护可分为阳极保护和阴极保护两种方法。

阳极保护

是向金属表面通入足够的阳极电流,使金属发生阳极极化即电位变正并处于钝化状态,金属

溶解大为减缓。

阴极保护是向腐蚀金属表面通入足够的阴极电流,使金属发生阴极极化,即电位变负以阻止金属溶解。

(4)缓蚀剂法

缓蚀剂法是一种常用的防腐蚀措施,在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂就能和金属表面发生物理

化学作用,从而显著降低金属材料的腐蚀。由于缓蚀剂在使用过程中无须专门设备,无须改变金属构件的性质,因而具有经济、适应性强等优点,广泛......余下全文>>

四:如何从设计上减少或防止金属腐蚀

金属材料的腐蚀:是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏,污染环境,甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费。因此,研究金属材料的腐蚀机理,弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施,对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。

金属腐蚀的分类:按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀,金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。

化学腐蚀

化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏其腐蚀过程是一种纯氧化和还原的纯化学反应,即腐蚀介质直接同金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物。反应进行过程中没有电流产生,其过程符合化学动力学规律。

电化学腐蚀

电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生化学作用而引起的破坏。反应过程同时有阳极失去电子,阴极获得电子以及电子的流动,其历程服从电化学的基本规律。

电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱性的不同分为吸氢腐蚀和析氢腐蚀。

金属材料的主要防腐措施

(1)改善金属的本质

根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀的能力。

(2)形成保护层在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属气腐蚀性质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业窿辅使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类,通常采用以下方法形成保护层:

1)金属的磷化处理:钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5至20微米,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。

2)金属的氧化处理:将钢铁制品加到Na0H和NaN02,的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.51.5微米的蓝色氧化膜(主要成分Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。

3)非金属涂层:用塑料喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料覆盖层致密光洁。色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。

4)金属保护层:这是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层,前一种金属称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。

(3)电化学保护

电化学保护是金属腐蚀防护的重要方法之一,其原理是利用外部电流使被腐蚀金属电位发生变化从而减缓或抑制金属腐蚀。电化学保护可分为阳极保护和阴极保护两种方法。

阳极保护

是向金属表面通入足够的阳极电流,使金属发生阳极极化即电位变正并处于钝化状态,金属

溶解大为减缓。

阴极保护是向腐蚀金属表面通入足够的阴极电流,使金属发生阴极极化,即电位变负以阻止金属溶解。

(4)缓蚀剂法

缓蚀剂法是一种常用的防腐蚀措施,在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂就能和金属表面发生物理

化学作用,从而显著降低金属材料的腐蚀。由于缓蚀剂在使用过程中无须专门设备,无须改变金属构件的性质,因而具有经济、适应性强等优点,广泛应用于酸洗冷却水系统......余下全文>>

五:工程中采取什么措施防止金属腐蚀

内容

1.清洁卫生管理:

1.1进入生产区的人员(包括生产操作人员、设备维修人员、质监员、参观人员等)应严格遵守个人卫生管理规程。

1.2不同洁净区域的工作服应分别洗涤,不得混用,不得穿离相应级别的洁净区。

1.3所有设备、器具使用后,应按清洁规程进行清洁。清洁时应特别注意缝隙、死角、边缘等易积尘的部位。进行换品种、换规格生产前,应取样进行残余物残留量的检测,合格后才能继续进行生产。

1.4设备、容器在使用前必须经班长及质监员对清洁状况进行检查,确认合格后才能使用。

1.5进入不同洁净区的器具应按要求进行清洁、净化,必要时应进行消毒、灭菌处理。

1.6各操作间应严格按照清洁规程进行清洁,清除桌面、地板、墙壁等处的粉尘及残余物。

1.7应定期对洁净区进行洁净度检测(包括尘埃粒子和菌落数检测),必要时更换空气过滤器或进行空气臭氧灭菌。

1.8质监员负责监督、检查生产区环境、设备及各种表面的清洁情况。

2. 生产操作管理

2.1 从事发尘量大的操作,如称量、粉碎、混合、下料等,应尽量靠近排尘口,并将动作放轻,经常擦拭工作间及工作台表面,减少积尘。

2.2当发现或怀疑物料受到交叉污染或异物污染时,应立即报告车间主任、质监员,分析原因,做出处理决定,并采取有效措施防止类似事件再次发生。

2.3正在进行生产时,生产操作间、设备、物料容器外均应有明确的状态标志,标明产品或物料的名称、规格、批号、数量等,以防混淆。

2.4不得在同一区域进行不同品种、不同规格的产品的生产,以防止交叉污染。当有数条包装线同时进行包装时,应采取隔离或其它有效措施以防止污染和混淆。

2.5生产过程中应采取有效措施防止物料及产品所产生的粉尘、气体、蒸汽、喷雾物等引起的交叉污染。

2.6操作高活性、剧毒或过敏性原料时,应严格按照相应的操作程序进行,以防止污染。

六:大虾们,怎样才能防止金属腐蚀?

开创弹簧机的李经理温馨提示,防止金属腐蚀的措施有:

1、使材料表面形成一层稳定的保护膜,比如表面磷化、涂铜、涂漆或氧化等。

2、削除材料成分的不均匀性。

3、在钢中加入较多的合金元素铬,使之达到钝化的目的。

七:防止金属腐蚀的主要方法有哪些

金属腐蚀的防护主要方法有:①改变金属的内部结构。例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。②在金属表面覆盖保护层。例如,在金属表面涂漆、电镀或用化学方法形成致密耐腐蚀的氧化膜等。③电化学保护法。因为金属单质不能得电子,只要把被保护的金属做电化学装置发生还原反应的一极——阴极,就能使引起金属电化腐蚀的原电池反应消除。具体方法有:a.外加电流的阴极保护法。利用电解装置,使被保护的金属与电源负极相连,另外用惰性电极做阳极,只要外加电压足够强,就可使被保护的金属不被腐蚀。b.牺牲阳极的阴极保护法。利用原电池装置,使被保护的金属与另一种更易失电子的金属组成新的原电池。发生原电池反应时,原金属做正极(即阴极),被保护,被腐蚀的是外加活泼金属——负极(即阳极)。此外,还有加缓蚀剂等方法,减缓或防止金属被腐蚀。

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