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影响金属腐蚀的因素探析

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:金属的腐蚀主要由金属本性和组织结构决定的。这两个因素的共同作用远远超过单个因素作用后简单加和作用。2)影响金属所处的腐蚀环境,微生物的新陈代谢和繁殖产生有机酸、硫化物和氨,也可能改变金属周围的氧浓度、酸度和含盐度,使腐蚀加快。3)影响金属表面的状况和性质。

影响金属腐蚀的因素探析

金属的腐蚀主要由金属本性和组织结构决定的。除此以外,环境条件也影响金属的腐蚀。

1.金属的化学稳定性

活泼金属如碱金属、碱土金属电极电位较负,都易腐蚀,而电极电位较正的金属如铜等,化学稳定性高,较耐腐蚀。但一些活泼金属如铝由于其表面易生成保护膜,而具有较高的耐蚀性。一些易钝化金属如铬、镍、钛、锌、锡也耐腐蚀。

2.合金成分与杂质

合金与杂质对金属的耐腐性影响很大,有些元素使金属的耐腐性明显提高,如铁中加入铬制成不锈钢。有些元素使金属耐蚀性下降。活泼金属中杂质存在对其耐蚀性影响尤为严重,如铝含有杂质会使铝耐蚀性明显下降。

3.变形和机械应力

由于机械加工、冷变形、焊接等原因,在金属中形成相当大的内应力,使晶格畸变,原子能量升高,电极电位降低,从而降低了金属的稳定性,加快了金属的腐蚀。

通常,材料是在应力和腐蚀介质的共同作用下工作的,腐蚀介质和机械应力的共同作用并不是简单的叠加作用,而是一个相互促进的过程。这两个因素的共同作用远远超过单个因素作用后简单加和作用。机械应力和环境介质共同作用可造成金属材料不同的腐蚀形态,如应力腐蚀开裂、氢致开裂、腐蚀疲劳、腐蚀磨损以及磨振腐蚀等。

4.金属的表面状态

粗糙金属表面比光滑金属表面腐蚀速度快。粗加工表面深凹部分氧气进入较少,容易造成氧的浓差电池,而且粗糙表面比光滑表面积大,腐蚀极化小。在金属表面擦伤处和凹的地方通常是开始腐蚀的地方。

5.杂散电流

接地的直流电源如电焊机电解槽阴极保护系统以及电气机车、有轨电车等电路中漏失电流对埋地的金属如电缆金属套(铅套、铝套等)有严重的腐蚀作用。(www.xing528.com)

6.电解质溶液

金属接触的电解质溶液的酸碱性和盐的浓度对腐蚀速度有明显影响。对锌、铝、铅、铜,它们在中性溶液中腐蚀速度很小,随酸碱度增加腐蚀加快,而铁、镍在碱性溶液中出现钝化,腐蚀速度很低。

盐溶液浓度增加,使溶液的电导率增加,腐蚀速度增加,但当盐浓度进一步增加时,由于氧气溶解度下降,通常腐蚀速度也下降。

7.温度与压力

温度升高,电解质溶液电导率增加,化学反应速度加快,因此腐蚀一般随温度升高而加快,但当温度升高到约70℃时,由于氧气在溶液中溶解度随温度升高而明显下降,腐蚀速度又下降了。

压力增加,氧气在电解液溶解度增大,吸氧腐蚀加速。

8.微生物

微生物腐蚀并非微生物自身对金属有侵蚀作用,而是其生命活动的结果间接地对金属腐蚀过程产生影响。这种影响主要表现在以下几方面:

1)直接影响金属腐蚀的阴极和阳极反应,如在缺氧土壤和不通气的地下水中,金属的腐蚀速度很低,但在这种环境下适于厌氧细菌的生长,硫酸盐还原菌对腐蚀有去极化作用。

2)影响金属所处的腐蚀环境,微生物的新陈代谢和繁殖产生有机酸、硫化物和氨,也可能改变金属周围的氧浓度、酸度和含盐度,使腐蚀加快。

3)影响金属表面的状况和性质。如产生沉淀物,破坏金属表面或金属表面保护层。

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