金屬腐蝕與表面處理

1. 金屬腐蝕

金屬腐蝕(shi)通常針對鋼鐵(tie)而言(yan)。金屬腐蝕(shi)是指在(zai)鋼鐵(tie)在(zai)水分、空氣(qi)或其它化學物質存在(zai)的環(huan)境下，

發(fa)生電化學(xue)腐蝕，此時鋼鐵被氧化從而返回(hui)到其在自然界

穩定的狀態。

產生金屬腐蝕通(tong)常需要(yao)以下(xia)四個(ge)條件：

・ 一或多個陽(yang)極 - 金(jin)屬腐(fu)蝕的區域

・ 一(yi)或(huo)多個陰極 - 金屬受保護的區域

・ 導電媒介(jie)(電解(jie)液) - 土壤、水、鹽等

• 連接陽極及陰極的路線(xian)

通常鋼鐵通過以(yi)下電化學反應發(fa)生腐(fu)蝕：

・ 陽極(ji)反應 Fe => Fe2+ +2e

・ 陰極(ji)反應 2H2O + O2+ 4e => 4OH-

・ 溶液(ye)中 Fe2+ + 2OH- => Fe(OH)2

・ 鐵銹形成(cheng) 2Fe(OH)2 + H2O +1/2 O2 => Fe2O3 . x H2O

若有(you)鹽分(fen)存在，則會(hui)加速(su)鋼鐵腐蝕，相關(guan)電化學反(fan)應(ying)如下：

・ 陽(yang)極反應 Fe + 2Cl- => FeCl2+ 2e

・ 陰極反(fan)應 2H2O + 4e + 4Na+ => 4NaOH

・ 鐵銹形成 4FeCl2 + 8NaOH + O2 => 2Fe2O3 . H2O + 8NaCl + 2H2O

2. 金屬防腐控制

要(yao)控制(zhi)金(jin)屬腐(fu)蝕，只要(yao)控制(zhi)金(jin)屬腐(fu)蝕四個條件任何一個即可。通常由(you)以下幾(ji)方面(mian)來(lai)控制(zhi)。

2.1 結構設(she)計防腐

 結(jie)構設(she)計是(shi)防腐(fu)第1步(bu)，也是(shi)非常重要的一步(bu)。一個不合理的設(she)計會加(jia)速腐(fu)蝕(shi)的發生。在這個方

面，我們主要要考(kao)慮以下幾個方面：

・ 排水設(she)計

不應在戶外(wai)鋼結構(gou)上出現存水(shui)(shui)(shui)灣，應當(dang)設計成(cheng)排(pai)水(shui)(shui)(shui)機構(gou)，否則積水(shui)(shui)(shui)區域一定會加快腐蝕(shi)速度}如

下圖所示。

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・ 邊(bian)角設計

邊角處不應存(cun)在(zai)利角，應將其(qi)打(da)磨平滑，否則(ze)此處將先出現(xian)銹蝕。

・ 雙(shuang)金屬設計

應盡量避免兩種不(bu)同的金屬直(zhi)接接觸，如鐵管(guan)與銅(tong)連接器(qi)，此時由(you)于電(dian)位差的存(cun)在，鐵管(guan)會加速(su)

 腐蝕(shi)。同樣(yang)，應減(jian)少鉚(liu)接，此時也會加速腐蝕(shi)。

・ 焊接(jie)設計(ji)

焊(han)(han)接(jie)時(shi)應滿焊(han)(han)，不(bu)應點焊(han)(han)，并且應將其表面(mian)打磨平(ping)滑，除去所有飛濺的(de)焊(han)(han)渣，否則將不(bu)可避(bi)免的(de)

加速腐(fu)蝕(shi)。

2.2 隔絕(jue)媒介－水(shui)、氧氣(qi)、化學物質

 此時可以(yi)通過油漆保護(hu)，用涂層隔絕外界水分(fen)、氧(yang)氣或(huo)其它(ta)化學物(wu)質；或(huo)電鍍不活潑金屬，如鉻

等，其不易(yi)在自然(ran)界(jie)中被氧化，從而(er)起到隔絕的作(zuo)用；或通過鈍化處理，在鋼鐵(tie)表面形(xing)成一層致(zhi)

密氧化層隔(ge)絕外(wai)界物質。

2.3 改變陰陽極

選用相(xiang)對活潑(po)金屬，使得(de)原來(lai)做(zuo)為陽極的鋼鐵轉變為陰極，從而控制其腐(fu)蝕。此種情況下(xia)，做(zuo)為

陽(yang)極的活潑金屬(shu)不可避(bi)免的會被腐蝕，因(yin)而此(ci)方法也(ye)叫做犧牲陽(yang)極防(fang)腐控制。富鋅(xin)涂(tu)層或(huo)鍍(du)鋅(xin)鐵

均采用這種機理(li)進行防腐(fu)控(kong)制。

2.4 化(hua)學防腐

還有一(yi)些(xie)冷卻(que)水管道(dao)可以(yi)通過添加一(yi)定的(de)化(hua)學抑(yi)制劑的(de)方(fang)式(shi)進行防腐。

3. 金屬防腐涂裝表面(mian)處理

通常金屬表面會附有(you)塵埃、油污(wu)、氧(yang)化皮(pi)、銹蝕層、污(wu)染物、鹽份或松(song)脫的(de)舊(jiu)漆膜(mo)。其中氧(yang)化皮(pi)

是比較常(chang)見但容易被忽略(lve)的部(bu)分。氧化皮是在鋼鐵高溫鍛壓成型時所產生(sheng)的一層(ceng)致密氧化層(ceng)，

通常附著(zhu)比較牢固，但相比鋼鐵本身(shen)則較脆，并且(qie)其(qi)本身(shen)為陰極(ji)，會(hui)加速(su)金屬(shu)腐蝕。

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如果不清(qing)除這些(xie)物(wu)質直接涂(tu)裝，勢(shi)必會影響(xiang)整個(ge)涂(tu)層的附著力(li)及防腐能力(li)。據統計，大約有 70

 ％以上的油漆問題是由(you)于(yu)不(bu)適當的表面處理所引起的。因此，對于(yu)一(yi)個(ge)金屬防腐涂裝油漆系統(tong)的

性能體現，合適的表(biao)面處理(li)是至關重要的。通常(chang)我(wo)們按三個步驟進(jin)行表(biao)面處理(li)：

a) 鏟除(chu)各(ge)種松脫物質；