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金属材料的腐蚀与防护

日期: 2017-04-30
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       金属的腐蚀机理,腐蚀发生的原因。金属的腐蚀现象和机理比较复杂,但可以通过合理地选用材料、有效地采取防腐蚀措施来减缓金属材料的腐蚀速度,这对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率都具有十分重要的意义。
一、金属材料的腐蚀机理
1、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。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程;电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极,组成腐蚀原电池,因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁是阳极。遭到的腐蚀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。
2、金属腐蚀的发生 
       自然界中只有极少数金属(例如金、铂等)能以游离状态存在,而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此,从热力学观点来看,金属的腐蚀是很自然的事。金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏,这种现象叫做金属的腐蚀。由于腐蚀导致的金属破坏都从表面开始,而破坏的程度,一般来说也是表面最大。在液态和固态电解质中腐蚀过程是电化学过程。因此,腐蚀能否进行取决于金属能否离子化,而金属离子化的趋势可以用电极电位(E)表示。  金属在电解质中的腐蚀是一种电化学变化[2],它的进行依照法拉第定律及欧姆定律,△W=(Ec-Ea)te/(96500AR) 式中,e为常数,如粗略地认为R不变时,则腐蚀速率(△W/t)与(Ec-Ea)成正比,而与A成反比。(Ec-Ea)因极化关系有所变化,因此腐蚀率也会随时间变化;阳极面积(A)较小时,腐蚀率将会随着提高。金属腐蚀时,阳极释放电子的阳极过程和阴极获得电子的阴极过程是在同一金属表面进行的。
二、金属防护的方法
1、改善金属的环境
       改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。
2、在金属表面形成保护层
      在金属表面覆盖各种保护,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法[3]。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法、物理方法和电化学方法实现的。该法就是使金属表面形成转化层和加上一层坚固的保护层,达到隔离大气保护金属的目的.如对金属表面实施电镀、化学镀以及氧化、磷化处理等,可使金属表面覆盖一层耐腐蚀的保护层;也可以对金属表面氮化。渗铅、渗铬等使金属表面合金化;再有,可采用涂料保护法,即对金属涂防锈材料如油漆,防锈油脂,塑料、橡胶、搪瓷、陶瓷等.这些方法在国内外均广泛有效地被使用着。
a、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[4]。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5~20μm,在大气中有较好的耐腐蚀性。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。
b、金属的氧化处理
      将钢铁制品加到NaOH和NaNO2 的混合溶液中,加热处理[5],其表面即可形成一层厚度约为0.5~1.5 μm的蓝色氧化膜(主要成分为FeO ),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。
c、非金属涂层
       用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。例如,船身、车厢、水桶等常涂油漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁、色泽艳丽,兼具防腐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。
d、金属保护层
       金属保护层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。前一金属常称为镀层金属。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。热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如Zn、Sn、Pb和Al等。热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防腐蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。金属表面保护层的要求薄薄的一层涂料不可能起到绝对的屏蔽作用。因为高聚物都具有一定的透气性,其结极气孔比水和氧分子直径大,所以涂层很薄时,它们可以自由通过。为了提高涂层的抗渗性,除了选用透气性小的成膜物质和屏蔽性小的固体膜料,同时应增加涂覆层数,以使涂层达到一定厚度且致密无孔,达到涂层硬度高,耐磨。即使组成相同,在一层之内,干燥之后往往表面与内部并不完全相同,因此每层之间必须充分附着,形成均匀密合的整体。增强涂层与基体金属的附着力,可以长时间维持金属不受腐蚀。因此金属表面保护层要求:  (1)涂层(镀层)致密、完整无孔,不透介质; (2)与基体金属结合牢固,附着力强; (3)硬度高,耐磨; (4)在金属表面分布均匀。

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    2018 - 02 - 22
    冬季室外钢结构防腐工程施工所采用的防腐材料,应严格按照钢结构防腐工程最专业的公司的产品说明书上提供的油漆及配套产品的配比进行。钢结构防腐工程的防腐不能少加或者多加,配漆时应搅拌均匀,过滤后静止一刻钟消泡后再涂刷施工,当然还有其他需注意哪些操作:1、不能因为个人观点等问题随意添加催干剂等化学助剂:否则会引起油漆出现开裂等漆膜弊病。室外钢结构防腐工程的施工时,室外施工温度不能低于零下,相对湿度不能大于标准。禁止每层干燥不良、未正常打磨即施工,否则易引起咬底、脱落等现象。2、调好油漆后放置时间不宜过长:空气中的灰尘颗粒容易黏附在漆膜表面,形成颗粒现象(空气干燥时更加明显)。因此,为了更好的漆膜效果,在油漆施工之前,请注意环境的清洁。严禁钢结构防腐工程的一次性厚涂。调好油漆后放置时间不宜过长,时间越长,光泽会下降越多。3、油漆的黏度随温度的变化而变化:在钢结构防腐工程中当温度较低,黏度就会升高很多,这样会导致稀释剂的用量加大,此时油漆的光泽、丰满度会有所下降。施工时漆膜不宜一次涂得过厚,所以要减少喷涂厚度,增加喷涂遍数,钢结构防腐工程创造一个由表及里逐渐干燥的环境。环境温度低于零下,雪天或构件上有薄冰时不得进行涂刷工作。总而言之,建筑钢结构做得好,钢结构防腐工程的涂装少不了。随着钢结构的广泛应用,出于安全性和耐久性考虑,防腐问题越来越突出。易于使用的钢结构防腐工程并非是简单的把油漆刷上去,根据不同环境、设施、要求使用不同的产品,经过底、中、面三道工序的配合,加上专业的施工才能起到最佳效果。
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    2018 - 02 - 07
    为了更好的实现钢结构防腐工程的施工任务,高端的钢结构防腐工程进程因为技术预备充足而不会影响施工的进展示象呈现。钢结构防腐工程要明确组织好技术人员作好充总的技术筹备工作,在认实、片面、过细懂得钢结构防腐工程的武件和技术规范。钢结构防腐工程是关系到工业是否能够正常生产的需要,因此要进行科学的施工,并且保证施工质量和人员安全。下面分享钢结构防腐工程的优势有哪些?(1)钢结构防腐体系保护完善。在钢结构防腐工程在运用中的建筑从头喷涂防腐材料是不简略实施的,工程量非常大,而热浸镀锌防腐在其效力期限内是不需要保护的。其次,钢结构防腐工程需要业主作长期的钢结构防腐保护的核算。大多数建筑物作核算时,增加前期出资比照简略,比照具体,业主也比照简略计划,但作长期的保护核算就比照杂乱,它会牵扯到一些不确定要素,包括若干年后的人工费用、涂料费用等。热浸镀锌在前期出资会大一些,但是它不需要保护的核算,这一点越来越被业主和计划人员所喜欢。(2)工业化程度高。由于钢结构防腐工程的工业化程度高,因此它的涂装速度很快,一个全新无锈构件的镀锌进程可在一个小时左右结束。关于急需投入运用的建筑来讲,这一点是非常重要的。另外,由于钢结构防腐工程工业化程度高,所以表面处置和钢结构防腐层质量是非常简略保证的,这是大多手工涂装的防腐体系无法对比的。(3)构件的各个表面具有相同的防腐保护。建筑用钢构件的开口截面方法有许多,由于标准的束缚,对一些表面的防腐涂装是十分困难的。而钢结构防腐工程是把构件浸入电镀槽中镀锌,它对构件各个表面的涂装是相同的,这就极好处置了构件较难涂装全部表面的钢结构防腐疑问。另外,钢结构防腐工程在焊接联接及螺栓联接时无需特另外处置,底子与无镀锌构件相同。总而言之,钢结构防腐工程中的锌是一种微量的营养元素,钢结构防腐工程最专业的公司采用锌防腐对人类和其他物种都是有利的。相关于一些富含有机挥发物的涂层,热浸镀...
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    2018 - 02 - 07
    钢结构防腐工程的防腐蚀涂料品种很多,但从其使用功能上可分为底漆、中间漆和面漆。底漆是整个涂层系统的基础,高端的钢结构防腐工程必须能够润湿表面且具有与结构良好的附着性能;钢结构防腐工程用来保护系统免受环境因素(太阳光中的紫外线)的影响,并提供主要的耐磨损性能。下面分享钢结构防腐工程的三部分处理方法如下:1、基层处理:钢结构防腐工程的基层处理非常重要,同一种防腐蚀涂料,同一种腐蚀环境,使用抛丸喷射较手工除锈漆膜寿命可延长三倍到五倍。钢铁表面的污物和锈层,尤其是轧制钢材时形成的黑氧化皮,是电化学腐蚀的阴极,是腐蚀的根源,必须除掉。2、底漆处理:底漆是整个钢结构防腐工程涂层的基础,它必须具有与基层良好的附着力,又能具有超强的保护功能,根据材料的性能和以往的使用经验,钢结构防腐工程选用底漆作为防腐底漆。底漆是由大量的微细锌粉与少量的成膜基料组成。锌的电化学性比钢铁高,在收到腐蚀时,有“自我牺牲”的作用,使钢铁被保护。3、中间漆处理:钢结构防腐工程的中间漆不仅是增加涂层的厚度,更主要的是在增加厚度的同时提高涂层的抗渗能力,使腐蚀性介质不能或很难到达钢铁基层的表面,从而使钢铁构件长期处于受保护状态,增加建筑物的耐久性和使用寿命。环氧玻璃鳞片涂料就是防腐蚀中间漆的佼佼者。环氧玻璃鳞片涂料由于极薄的玻璃鳞片在涂层中上下多层排列,形成了独特的屏蔽结构。综合考虑,钢结构防腐工程对钢结构表面进行必要的外表处理是非常重要,钢结构防腐工程最专业的公司首要是铲除钢铁外表的铁锈层与油污等污物,钢结构防腐工程对钢铁外表残留的黑氧化皮尤其要铲除洁净。外表处理质量需保证钢构件外表显露金属光泽,详细参照相应的涂装前钢材外表预处理标准。
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    2018 - 01 - 29
    喷砂抛丸除锈的时候设备会以压缩空气为动力,并将金刚砂、石英砂以及铁砂等不同材质的磨砂材料以高速喷射的形式喷射到工件表面,从而对工件的表面进行冲击和切削。下面就来了解一下易于使用的喷砂抛丸除锈设备对工件进行喷射之后能起到哪些作用。1、清除表面污物很多工件在进行涂覆、镀膜以及粘接直接需要保持表面的洁净,对其进行喷砂抛丸除锈就能将工件表面的一切杂物污渍都清除干净,包括热处理时产生的氧化皮或者锻造之时粘上的油污等,在清理杂物污渍的同时还能提高工件表面的光洁度,让工件能够满足下一步工序的要求。2、改善表面粗糙喷砂抛丸除锈不仅可以清除工件表面的污渍,还可以通过使用不同粒度和材质的磨料对工件表面进行打磨,从而让工件粗糙的表面得到改善,让工件可以大幅提高和涂料以及涂镀材料之间的结合力,让工件的涂镀层不易脱落,或使粘接件粘接更牢固,让工件之间粘接的质量更好。3、处理表面毛刺有些工件在冲压锻造的时候,其表面会存在一些细小的毛刺,对工件的进一步加工极为不利,因此需要通过喷砂抛丸除锈的方式来将表面的毛刺削切干净,不仅能够提高工件的档次和品质,也能在工件表面交界处打出很小的圆角,使工件显得更加美观、更加精密。以上就是喷砂抛丸除锈能够起到的作用,而且喷砂抛丸除锈的质量对工件本身的品质和后续的加工质量都有重要的影响,所以应该在了解喷砂抛丸除锈哪家口碑好之后,通过除锈打磨好的厂家来对各种工件进行处理,从而获得最佳的除锈打磨效果。
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