腐蚀基本知识(2)

2018-11-25 20:41

季或湿热带,温度会起较大作用,一般随温度的升高,腐蚀加快。 1.3.3大气成分的影响

大气中除表9—1的基本组成外,由于地理环境不同,常含有其他杂质,如在工业区常含有表9—2所列的一些成分,它们被称为大气污染物质,也有来自海洋大气中的NaCl及其他固体颗粒,它们对金属的大气腐蚀速度有不同的影响。表9—3列举了某些污染物质的典型浓度。

大气中有害气体的影响 在大气污染物质中,S02影响最为严重。石油、煤燃烧的废气都含有大量的SO2,由于冬季用煤比夏季多,SO2的污染也更为严重,所以对腐蚀的影响也极严重。如铁、锌等金属在SO2气氛中生成易溶的硫酸盐化合物,它们的腐蚀速度和SO2含量呈直线关系,见图9—9。

目前,S02能加速金属腐蚀速度的机理主要有两种看法:其一是在高湿度条件下,由于水膜凝结增厚,SO2参与了阴极去极化作用,当SO2大于0.5%时,此作用明显增大。显然大气中SO2含量很低,但它在溶液中的溶解度比氧约高1300倍,对腐蚀影响很大。其二是认为有一部分S02被吸附在金属表面,与铁反应生成易溶的硫酸亚铁,FeSO4进一步氧化并由于强烈的水解作用生成了硫酸,硫酸又和铁作用,整个过

程具有自催化反应,其反应如下:

Fe?SOO2?O2?FeS4

4FeSO4?O2?6H2O?4FeOOH?4H2SO4 2H2SO4?2Fe?O2?2FeSO4?2H2O

HCl也是腐蚀性较强的一种气体,溶于水膜中生成盐酸,对金属的腐蚀破坏甚大。 H2S气体在干燥大气中使铜、黄铜、银变色,而在潮湿大气中会加速铜、黄铜、镍,特别是镁和铁的腐蚀。H2S溶入水中使水膜酸化,使水膜的导电性增加,加速腐蚀。

NH3易溶于水膜中,使pH值增加,对钢铁起到缓蚀作用,但对有色金属不利,铜的影响较大,锌、镉次之。因为NH3能与这些金属作用生成可溶性的络化物,促进阳极去极化作用。 1.3.4酸、碱、盐的影响 介质的酸、碱性的改变,将影响去极化剂(如H+)的含量及金属表面膜的稳定性,进而影响腐蚀速度的大小。两性金属如锌、铝、铅在酸和碱性液膜中都不稳定,铁和镁在碱性液膜中其表面生成保护膜,使腐蚀速度比中性和酸性介质中小。镍和镉在中性和碱性溶液中较稳定,但在酸中易腐蚀。上述金属腐蚀速度与pH值的关系,只是在没有其他因素影响下才适用。

中性盐类对金属速度的影响取决于很多因素,如腐蚀产物的溶解度、阴离子的特性,特别是与氯离子有关。氯离子不但能破坏Fe、Al等金属表面的氧化膜,而且能增加液膜的导电性,使腐蚀速度增加。另外,氯化钠的吸湿性强,也会降低临界相对湿度,促使锈蚀发生。所以,对于海洋大气环境中的金属很易产生严重的孔蚀。

1.3.5固体颗粒、表面状态等因素的影响 固体颗粒组成较复杂,除海盐粒子外,还有碳和碳的化合物、氮化物、金属氧化物、砂土等。它们对大气腐蚀的影响主要有三种方式:①颗粒本身具有腐蚀性,如铵盐颗粒,由于溶于金属表面水膜,使水膜的电导率升高,pH值下降,促进了金属的腐蚀;②颗粒本身无腐蚀性,但能吸附腐蚀性物质,间接地加速腐蚀;⑧本身既无腐蚀性又不具吸附性,但由于造成毛细管凝聚缝隙,使金属表面形成电解液薄膜,形成氧浓差的局部腐蚀条件,也会加速金属的腐蚀。

金属表面加工方法和表面状态对腐蚀速度也有明显的影响。通常,粗糙表面比精磨的易腐蚀,已生锈的钢铁表面比表面光洁的腐蚀速度大。


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