机械设备腐蚀基础知识

在机械设备的故障及事故中,由于腐蚀而造成的情况也是一种重要原因。腐蚀现象是材料由于所处环境的作用而引起的破坏或变质。材料既包括金属也包括非金属,破坏的形式也不仅仅是化学和电化学的作用所造成的破坏,而且物理溶解、微生物和机械作用的破坏也在其中。 现在,大多数机械设备所用材料仍以金属材料为主,其中用的最多的还是普通金属材料,如铸铁、碳索钢、合金钢等等。从腐蚀与防腐来讲,主要研究的对象还是以金属材料为主。  1.金属腐蚀的类型 腐蚀的分类方法很多,现按腐蚀机理分类、按腐蚀破坏的分布特征分类和按腐蚀的环境分类,这样有助于对腐蚀的理解。1.1按腐蚀机理分类。这一类有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀,金属表面与周围介质发生化学作用而引起的破坏,它的过程完全符合化学动力学的规律。金属在干燥气体中的腐蚀、在电解质中的腐蚀都属于化学腐蚀。电化学腐蚀,金属表面与周围介质发生电化学作用而产生的破坏。

它的特点是腐蚀介质中有能导电的电解质溶液存在,腐蚀过程中有电流产生。这类腐蚀有大气腐蚀即金属在潮湿空气和工业大气中的腐蚀,如暴露在大气中的机械设备、电器、仪表等的腐蚀;土壤腐蚀即埋在地下的金属设备如埋在地下的金属管道、电缆等的腐蚀,等等。1.2按腐蚀破坏的分布特征分类。这一类腐蚀有,均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀、选择腐蚀、磨损腐蚀和应力腐蚀。1.3按腐蚀的环境分类。这一类腐蚀有:①大气腐蚀,即金属在工业大气中或潮湿空气中的腐蚀。②气体腐蚀,即没有水分在金属表面凝聚时气体对金属的腐蚀。③接触腐蚀,即两种不同的金属相接触时引起的电化学腐蚀。④磨损腐蚀,即由于腐蚀介质运动速度很大,腐蚀过程中伴随着冲刷和磨损,致使腐蚀速度比静态时大为增加的腐蚀。⑤应力腐蚀,即在腐蚀介质和固定应力或交变应力联合作用下造成的腐蚀。

⑥电解液的腐蚀,即水和水溶液对金属的腐蚀。⑦非电解质溶液的腐蚀,即有明显导电能力的活泼有机物对金属的腐蚀。⑧杂散电流腐蚀,即外部阳极引起的腐蚀,如电缆周围管道的腐蚀。⑨细菌腐蚀,即细菌或细菌和介质联合作用所造成的损失。⑩土壤腐蚀,即埋在地下的金属设备的腐蚀。2.电化学腐蚀机理 在各种腐蚀的类型中电化学腐蚀是最为广泛的腐蚀,经过一系列的研究证明,金属浸入电质溶液中,就会在金属和电解质溶液之间的界面上建立起双层电层,从而使金属和溶液之间产生电位差。 电化学腐蚀就是由于金属表面产生的原电池引起的,若把两种金属放在电解质溶液中,并以导线联结起来,导线上就会有电流通过,这种装置叫原电池。即使是一块金属,不与其它金属接触,放在电解质溶液中,也会产生类似的腐蚀电池。如工业锌中常含有少量杂质,杂质的电位较高,锌的电位低,形成锌为阳极,杂质为阴极的腐蚀电池。

电池工作的结果,锌被溶解而遭到腐蚀,氢气则成为气泡在杂质表面上逸出口在金属表面上往往分布着许多杂质,当它与电解质溶液接触时,一颗颗杂质对金属本身来说都是阴极,所以,整个金属表面就必然有许多个微小的阴极和阳极同时存在,因而在金属表面就形成许多微小的原电池,这些微小的原电池称为徽电池。总之,电化学腐蚀也就是由这样几个环节组成的:①在阳极,金属溶解,变成金属离子进入溶液中(阳极过程)。②电子从阳极流向阴极。③在阴极,流来的电子被溶液中能够吸收电子的物质所接受。④在阴极附近能够与电子结合的物质是很多的,但在大多数情况下是溶液中的氢和氧。这三个环节是相互联系的,如果其中一个环节停止进行,整个腐蚀过程也就停止了。 金属电化学腐蚀的产生,是由金属与电解质溶液相接触时金属表面的各个部分的电极电位不尽相同,结果形成腐蚀电池,其中,电位低的部分为阳极,遭受腐蚀,而电位较高的部分为阴极,只起传递电子的作用,不受腐蚀。

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