什么是腐蚀？ – 定义和预防
什么是腐蚀？
腐蚀是一种自然过程，当精炼金属自然转化为更稳定的形式（如氧化物、氢氧化物或硫化物）时，会导致材料变质。它是材料（通常是金属）通过与环境发生化学和/或电化学反应而逐渐破坏的过程。
电化学过程将化合物分解成元素或产生新化合物的能力既具有破坏性，也具有生产力。腐蚀是材料与环境中的物质发生电化学反应的常见结果。
腐蚀是一个危险且代价高昂的问题。正因为如此，建筑物和桥梁可能会倒塌、输油管道破裂、化工厂泄漏和浴室泛滥。腐蚀的电触点会导致火灾和其他问题，腐蚀的医疗植入物可能导致血液中毒，空气污染已经对世界各地的艺术品造成腐蚀损坏。腐蚀威胁到放射性废物的安全处置，必须在容器中储存数万年。
最常见的腐蚀是由电化学反应引起的。当同一金属表面上的大部分或所有原子被氧化时，就会发生全面腐蚀，从而损坏整个表面。大多数金属很容易被氧化：它们往往会向空气或水中的氧气（和其他物质）失去电子。随着氧被还原（获得电子），它与金属形成氧化物。
当不同种类的金属相互接触时发生还原和氧化，这一过程称为电偶腐蚀。在最常发生在电子设备中的电解腐蚀中，水或其他湿气被困在两个电触点之间，两个电触点之间施加了电压。结果是意外的电解池。
以金属结构为例，例如自由女神像。它看起来强大而永久。然而，与几乎所有金属物体一样，它会随着环境中的物质发生反应而变得不稳定。
腐蚀化学
腐蚀的化学性质很复杂；它可以被认为是一种电化学现象。在铁制成的物体表面上的特定点腐蚀过程中，会发生氧化，并且该点充当阳极。
在该阳极点释放的电子穿过金属移动到金属上的另一个点，并在 H+ 存在的情况下还原该点的氧（据信 H+ 可以从空气中的二氧化碳溶解形成的 H2CO3 获得大气潮湿空气中的水。
由于大气中其他酸性氧化物的溶解，水中的氢离子也可能存在）。这个点就像一个阴极。
腐蚀原因
金属与氧气、氢气、电流甚至污垢和细菌等其他物质发生反应时会腐蚀。当钢等金属承受过大的压力导致材料开裂时，也会发生腐蚀。
腐蚀的一些主要和普遍的原因如下：
- 金属表面湿度过高或水蒸气凝结是腐蚀的主要原因。
- 氯气、氧化氢、氨气、氧化硫等腐蚀性气体会导致电子设备部件等发生腐蚀。暴露于氢气和氧气也会导致腐蚀。
- 当钢材承受过大的压力并且材料在其中产生裂纹时，就会发生腐蚀。
- 长时间暴露在电流下的金属会发生电子腐蚀。
- 接触灰尘和细菌会导致金属腐蚀。
铁的腐蚀
铁腐蚀是由于与周围环境中的氧气 (O2) 和水发生化学反应而破坏含有元素铁 (Fe) 的金属材料，从而产生通常称为铁锈的红色氧化铁。生锈也会影响钢铁等铁合金。
铁在缺氧环境中与氯化物反应也会发生铁锈，而绿锈是另一种腐蚀，可以直接由金属铁或氢氧化铁形成。
铁腐蚀的一般特征是由于在水、氧气和电解盐溶液存在下的电化学过程而形成锈蚀。因此，修复这些反应物源中的一种或全部可用于降低给定金属的腐蚀速率。
当铁与水和氧气反应时，会形成氢氧化铁 (II)。后者进一步与氧气和水反应，然后形成水合氧化铁 (III)，即广为人知的铁锈。
腐蚀类型
肉眼可见的腐蚀有很多种：
- 均匀腐蚀
- 局部腐蚀
- 电偶腐蚀
- 环境开裂
- 助流腐蚀和晶间腐蚀
- 微动腐蚀
- 高温腐蚀
- 土壤腐蚀
这些是最常见的腐蚀类型，让我们解释一下每种腐蚀的潜在机制。
1.均匀腐蚀
均匀腐蚀是腐蚀最常见的变体。当碳钢通过与周围环境发生化学或电化学反应而使整个表面恶化，“均匀”腐蚀时，这种腐蚀自然会发生。这种腐蚀是最普遍的，但可以预测，并且可以通过使用适当的预防措施。
2。局部腐蚀
局部腐蚀有多种形式，如点蚀、缝隙腐蚀和丝状腐蚀。
点蚀
点蚀，也称为点蚀，是发生在金属表面的另一种局部腐蚀形式。点蚀通常表现为物体表面上的小直径空腔或孔洞，而金属表面的其余部分保持未附着。这种形式的腐蚀也具有很强的渗透性，被认为是最危险的腐蚀类型之一，因为它难以预测并且容易引起突然和极端的故障。
点蚀通常起源于金属表面的保护性钝化膜存在不一致的区域。这些不一致可能是由于薄膜损坏、涂层应用不良或金属表面上的异物沉积造成的。
被动性降低或丧失的区域现在成为阳极，而周围区域则成为阴极。在存在湿气的情况下，阳极和阴极形成腐蚀电池，其中阳极（即不受钝化膜保护的区域）腐蚀。由于腐蚀局限于局部区域，点蚀往往会穿透材料的厚度
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是一种高度渗透性的局部腐蚀，发生在金属表面上的缝隙或缝隙中或直接靠近缝隙或缝隙。这些裂缝可能是两个表面（金属与金属或金属与非金属）之间连接的结果，也可能是沉积物（污垢、泥浆、生物污垢等）堆积的结果。
这种类型的腐蚀的特点是缝隙区域恶化，而金属基材的周围区域不受影响。缝隙腐蚀发展的主要标准之一是缝隙内存在积水。这种缺乏流体运动会导致裂缝中溶解氧的消耗和大量的正离子。
这会导致一系列电化学反应，从而改变流体的成分并使其呈酸性。缝隙中的酸性液体会破坏金属的钝化层，使其容易受到腐蚀。
丝状腐蚀
这种腐蚀发生在已涂漆或涂层的表面下。油漆或涂层中的缺陷会使水侵入，从而导致保护层下方的腐蚀，从而导致结构变弱。
3.电腐蚀
电偶腐蚀是一组非常特殊的条件的结果。它仅存在于电接触中存在电化学不同金属且也暴露于电解质的环境中。当阳极和阴极金属之间发生电流耦合时，就会发生这种腐蚀。耦合后阳极腐蚀较快，而阴极腐蚀较慢。
4.环境开裂
当环境条件对碳钢产生负面影响时，就会发生这种腐蚀过程。化学物质、应力和温度会造成产生应力腐蚀开裂 (SCC)、腐蚀疲劳、液态金属脆化和氢致开裂的条件。
5.流动辅助和晶间腐蚀
当保护性氧化层随着时间的推移被风或水的流动溶解时，就会发生流动辅助腐蚀。这种腐蚀使金属表面的氧化物暴露出来，使后续层进一步腐蚀。
晶间腐蚀侵蚀金属的晶界，通常是金属杂质的结果。杂质在这些晶界附近经常以较高浓度存在，使它们更容易受到这种类型的腐蚀。
6.微动腐蚀
这种类型的腐蚀发生在反复的重量、振动或磨损导致金属表面出现凹坑和凹槽时。这种情况最常发生在运动中的机械部件中，或者在从一个地方运送到另一个地方时遭受振动的表面。
4.高温腐蚀
高温腐蚀可能来自氧化、硫化或碳化，或者来自含有钒的燃料。硫酸盐还可以形成腐蚀性化合物，侵蚀通常耐高温和耐腐蚀的碳钢。
8.土壤腐蚀
当碳钢暴露在周围土壤中的水分和氧气中时，就会出现土壤腐蚀。高含水量、高导电率、高酸度、高溶解盐的土壤腐蚀性最强。
由于碳钢约占全球钢铁总产量的 85%，因此有必要了解造成碳钢危害的因素。努力了解和管理碳钢腐蚀有助于减轻和减轻与这一常见问题相关的高成本。
腐蚀的影响
腐蚀的一些影响包括自然和历史古迹的显着恶化以及灾难性设备故障的风险增加。空气污染会导致腐蚀，并且在全球范围内变得越来越严重。
每年全球金属腐蚀成本估计超过 2 万亿美元，但专家认为，通过适当的腐蚀保护可以防止 25-30% 的损失。规划不善的建设项目可能导致需要更换腐蚀的结构，这是对自然资源的浪费，与全球对可持续性的担忧相矛盾。此外，腐蚀会导致安全问题、生命损失、额外的间接成本和声誉受损。
腐蚀的直接影响可能包括：
- 对商用飞机或车辆电子设备的损坏
- 损坏用于控制复杂流程的硬盘和计算机（例如发电厂、石化设施或纸浆和造纸厂）。
- 损坏服务器机房和数据中心。
- 博物馆文物损坏
- 修理或更换出现故障的家用设备的费用
如何防止腐蚀
有几种经济有效的方法可以防止腐蚀，包括：
- 使用非腐蚀性金属，例如不锈钢或铝。
- 确保金属表面保持清洁干燥。
- 使用干燥剂。
- 使用涂层或阻隔产品，例如油脂、油、油漆或碳纤维涂层。
- 用地下管道铺设一层回填土，例如石灰石。
- 使用牺牲阳极提供阴极保护系统。
选对就可以防止腐蚀：
- 金属类型
- 保护涂层
- 环保措施
- 牺牲涂层
- 缓蚀剂
- 设计修改
1。金属型
防止腐蚀的一种简单方法是使用耐腐蚀金属，例如铝或不锈钢。根据应用的不同，这些金属可用于减少对额外腐蚀保护的需求。
2。保护涂层
油漆涂层的应用是一种具有成本效益的防止腐蚀的方法。油漆涂层起到屏障的作用，防止电化学电荷从腐蚀性溶液转移到下面的金属。
另一种可能性是应用粉末涂料。在此过程中，将干粉涂在干净的金属表面上。然后加热金属，将粉末熔化成光滑的完整薄膜。可以使用多种不同的粉末成分，包括丙烯酸、聚酯、环氧树脂、尼龙和聚氨酯。
3。环保措施
腐蚀是由金属与周围环境中的气体之间的化学反应引起的。通过采取措施控制环境，可以最大限度地减少这些不良反应。
这可以像减少暴露在雨水或海水中一样简单，也可以是更复杂的措施，例如控制周围环境中硫、氯或氧气的含量。例如，用软化剂处理开水器中的水，以调整硬度、碱度或氧含量。
4。牺牲涂层
牺牲涂层涉及在金属上涂上更容易氧化的附加金属类型；因此称为“牺牲涂层”。
实现牺牲涂层的技术主要有两种：阴极保护和阳极保护。
阴极保护
阴极保护最常见的例子是用锌对铁合金钢进行涂层，这种工艺称为镀锌。锌是一种比钢更活泼的金属，当它开始腐蚀时会产生氧化物，从而抑制钢的腐蚀。
这种方法被称为阴极保护，因为它通过使钢成为电化学电池的阴极来工作。阴极保护用于输送水或燃料的钢管、热水器水箱、船体和海上石油平台。
阳极保护
阳极保护包括在铁合金钢上涂上活性较低的金属，例如锡。锡不会腐蚀，所以只要锡涂层到位，钢材就会受到保护。这种方法被称为阳极保护，因为它使钢成为电化学电池的阳极。
阳极保护常用于储存硫酸和 50% 烧碱的碳钢储罐。在这些环境中，由于电流要求极高，因此不适合阴极保护。
缓蚀剂
缓蚀剂是与金属表面或周围气体发生反应以抑制导致腐蚀的电化学反应的化学物质。它们通过涂在金属表面上形成保护膜而起作用。抑制剂可以作为溶液使用，也可以使用分散技术作为保护涂层使用。缓蚀剂通常通过一种称为钝化的工艺来应用。
钝化
在钝化中，一层薄薄的保护材料（如金属氧化物）在金属上形成一层保护层，起到防腐蚀屏障的作用。该层的形成受环境pH、温度和周围化学成分的影响。
钝化的一个显着例子是自由女神像，其中形成了蓝绿色的铜绿，实际上保护了下面的铜。缓蚀剂用于石油炼制、化工生产和水处理工程。
设计修改
设计修改可以帮助减少腐蚀并提高任何现有保护性防腐涂层的耐用性。理想情况下，设计应避免积聚灰尘和水，鼓励空气流动，并避免打开裂缝。确保金属可用于定期维护也将延长使用寿命。
常见问题解答。
什么是腐蚀解释？
腐蚀是由于材料与周围环境相互作用而导致的材料变质，并且可以在石油和天然气加工过程中的任何时间点或任何时间发生。尽管此定义适用于任何类型的材料，但通常保留用于金属合金。
什么导致腐蚀？
当同一金属表面上的大部分或所有原子被氧化时，就会发生全面腐蚀，从而损坏整个表面。大多数金属很容易被氧化：它们往往会向空气或水中的氧气（和其他物质）失去电子。随着氧被还原（获得电子），它与金属形成氧化物。
腐蚀的三种类型是什么？
腐蚀类型及预防：
- 均匀腐蚀。 均匀腐蚀被认为是对材料表面的均匀腐蚀，是最常见的腐蚀类型。
- 点蚀。
- 缝隙腐蚀。
- 晶间腐蚀。
- 应力腐蚀开裂 (SCC)
- 电偶腐蚀。
腐蚀生锈吗？
腐蚀包括生锈。生锈是腐蚀的一种。腐蚀是某些材料、金属和非金属由于氧化而变质的过程。生锈是铁在空气和水分存在下的氧化。
什么是腐蚀 10th？
纯金属由于其表面的空气、水分或化学物质（如酸）的作用而逐渐破坏，称为腐蚀。当铁质物体在潮湿空气中放置相当长的时间时，其表面就会形成一种叫做铁锈的红棕色物质。铁的腐蚀被称为“生锈”。
生锈是怎么形成的？
当酸性物质（包括水）与铁和/或钢等金属接触时，就会开始生锈。生锈是铁（Fe）颗粒暴露于氧气和湿气（例如湿气、蒸汽、浸泡）后腐蚀钢的结果。
腐蚀有什么影响？
腐蚀的一些影响包括自然和历史古迹的严重恶化以及灾难性设备故障的风险增加。空气污染会导致腐蚀，并且在全球范围内变得越来越严重。
腐蚀的 6 种主要类型是什么？
需要一些检查才能准确识别的腐蚀类型
- 侵蚀腐蚀。 当腐蚀性流体流过金属表面时，就会发生侵蚀腐蚀。
- 晶间腐蚀。
- 微动腐蚀。
- 气蚀。
- 脱合金（选择性浸出）
- 剥落腐蚀。
什么类型的金属会腐蚀？
从技术上讲，只有铁和含铁的合金才会生锈。其他金属，包括黄金和白银等贵金属，也会以类似的方式腐蚀。
什么是防锈公式？
铁锈是水合氧化铁，化学式为Fe2O3。
黄金会生锈或腐蚀吗？
在其纯净的形式中，黄金不会生锈或失去光泽，因为它不易与氧气结合。这就是为什么纯金保持如此闪亮的原因。说到黄金首饰，纯金首饰是非常难得的。
铝会腐蚀吗？
生锈是一种腐蚀（金属的磨损），简单地说，铝不会生锈，但会腐蚀。尽管这些术语经常互换使用，但它们有着根本的不同。与任何金属一样，当它与氧气接触时，会在铝上形成一层氧化层。
为什么铁锈是红色的？
当金属暴露在大量的水和氧气中时，铁会被污染物氧化，从而产生“红”锈。
腐蚀如何影响我们的健康？
具有腐蚀性的东西会破坏（或至少损坏）金属。但这还不是全部。最终，腐蚀物不仅会损害金属，还会损害人体消化道、呼吸道、眼睛和皮肤。
腐蚀如何影响环境？
除了我们每天都会遇到这种形式的退化，腐蚀还会导致工厂停工、浪费宝贵的资源、产品损失或污染、效率降低、维护成本高昂和过度设计成本高昂。它还会危害安全，阻碍技术进步。
生锈会导致什么问题？
- 生锈会导致金属部件在应该相互滑动时卡住。
- 生锈的汽车消声器和汽车的外部车身可能会因生锈而在其中形成孔洞。
- 它会影响金属的磁性。
- 铁是良好的电导体。
没有氧气会发生腐蚀吗？
微生物腐蚀，通常称为微生物影响腐蚀（MIC），是由微生物引起的。它适用于有氧或无氧的金属和非金属材料。缺氧时，硫酸盐还原菌活跃，产生硫化氢，引起硫化物应力开裂。
什么金属腐蚀最快？
在所有解决方案中，锌和普通钢腐蚀最快。令人惊讶的是，在反应性系列上比锌更高的铝几乎没有腐蚀。
腐蚀有哪8种？
肉眼可见的腐蚀有很多种：均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、丝状腐蚀、电偶腐蚀、环境开裂和微动腐蚀等等。让我们回顾一下这些类型的腐蚀是如何发生的，以及它们如何损坏碳钢。
是铁锈还是亚铁？
锈是我们用来描述黑色金属腐蚀时产生的红色氧化铁的术语。铁锈是铁与氧气和水反应产生的化学物质的通用名称。
什么会腐蚀铂金？
该金属在任何温度下都不会在空气中氧化，但会被卤素、氰化物、硫和苛性碱腐蚀。不溶于盐酸和硝酸，混合成王水后溶解，生成氯铂酸。
什么金属在户外不会生锈？
对于这些类型的应用，铝和不锈钢是流行的选择。铝不会生锈，所以在户外使用是安全的。
锈会毒害你吗？
锈是由铁和氧原子的组合组成的。这种化合物是一种氧化铁，如果它与您的皮肤接触，它不会对人体有害。皮肤上有锈迹不会造成任何健康风险。
钢没有氧气会生锈吗？
没有水和氧气，生锈就不会发生。水通过分解氧分子来帮助铁与氧发生反应。在生锈初期，铁失去电子，氧获得电子。
腐蚀的例子是什么？
酸和碱是常见的腐蚀性物质。诸如此类的腐蚀性物质有时也称为腐蚀剂。酸性腐蚀剂的典型例子是盐酸（盐酸）和硫酸。碱性腐蚀剂的典型例子是氢氧化钠和碱液。
金属