金属材料的腐蚀与防腐措施探究

王忠一 刘明峰 杨德党

摘 要：金属材料腐蚀现象是工业生产中的常见现象。导致金属材料出现腐蚀现象的影响因素较多，腐蚀类型较多，因而金属材料的表面腐蚀无法从根本上进行规避。为实现对于金属材料的有效防护，就必须结合金属材料所面临的腐蚀环境而采取一定的防护措施，从而达到提高金属材料耐腐蚀性的目的，保证工业生产的安全性。

关键词：金属材料;腐蚀;防腐

金属与所接触的介质通过化学反应改变金属性质，对金属设备造成的极大破坏，称为金属腐蚀。大多数情况下腐蚀作用从金属表层开始，逐步延伸至金属整体与内部。金属材料的腐蚀过程分为两种，一种是由于金属与气体或非电解质液体等因发生化学作用而造成对金属的损坏，称为化学腐蚀。如金属在有机溶液（芳香烃、原油等）中所发生的腐蚀。另一种为电化学腐蚀，是指金属接触电解质溶液的过程中，因产生微电流而对金属造成损坏。如碳钢与空气中的氧气、二氧化碳以及水等发生吸氧或析氢作用，最后变成铁锈。由于金属腐蚀而遭受的损失是非常严重的，在腐蚀作用中又以电化学腐蚀最严重，因此研究金属的腐蚀和防腐是一项重要工作，具有积极的现实意义。

1 腐蚀机理

对于金属腐蚀来说，它通常指的是金属与周围之间的介质发生化学反应，而引起的腐蚀问题。它的主要特点是没有能够自由的电子反应，也没有能够形成有效的粒子，比如金属在干燥的气体中与非电解质溶液，很容易出现腐蚀问题，例如喷气发动机的燃烧是由于在高温气体产生的作用下就会发生腐蚀问题[1]。同时电化学腐蚀与上述论述的化学腐蚀产生的机理是不同的，电化学腐蚀主要是由于在受到大气水蒸气等溶液的影响下，出现了一系列腐蚀问题。例如钢铁在空气的环境下出现腐蚀问题，是电化学腐蚀常见的一个例子。具体来说在钢铁处于潮湿的空气环境中，它的表面就会吸附一层水膜，这层水膜的酸性强度高的时候，就会产生各种化学成分，形成腐蚀情况。一旦腐蚀情况出现，就会出现生效破坏等问题，进而导致本体的性能受到下降。

2 金属材料表面腐蚀的防护措施分析

（1）涂料防腐技术

涂料防腐技术指的是在金属材料表面上涂抹一层防腐涂料，防腐涂料具有较好的密封性，可以将金属材料与腐蚀介质有效的隔离开来，避免金属材料与防腐介质直接进行接触，从而起到阻碍防腐介质影响的目的。涂料防腐技术使用便捷，见效较快，且应用成本较低，因而得到了广泛的使用。但是，其弊端也同样不容忽视。防腐涂料在使用的过程中会因为环境、时间等客观因素的影响而出现不同程度的老化现象，使用时间越长，环境温度越高，其老化速度也就越快。

因此，在应用涂料防腐技术的过程中，需要充分考虑到金属材料的工作环境，分析防腐涂料在工作环境中的老化速度。初次涂装之后，应当根据前期的老化速度分析，定期开展维护保养工作，且需要及时对金属材料表面进行喷砂除锈操作，并补充掉漆部位。鉴于石油化工产业的特殊性质，在使用涂料防腐技术时，需要充分考虑到防腐层的结构问题及经济性问题，除了涂抹油料之外，还可以考虑使用电镀防护膜的方式来实现表面防腐。

（2）电弧喷涂防腐技术

电弧喷涂防腐技术指的是通过使用端部短路热熔，致使电弧出现融化反应，并在电弧喷枪端头处添加金属丝材料，通过高温使其融化为液态状态，并最终采取雾化的形式来实现对于金属材料表面的涂抹，使得金属材料表面形成一层电弧防腐层。从某种角度来看，电弧喷涂防腐技术具有其他防腐技术所不具备的优势，其既能够提高金属材料的防腐能力，又能提高金属材料的抗压能力，避免涂层在外界压力的影响之下出现脱落的情况。正因如此，电弧喷涂防腐技术一般用于工业设备的表面防腐当中。在应用该技术的基础上，即便是金属表面出现一定程度的腐蚀现象，也不会对金属设备造成本质上的损伤。

（3）电化学防腐技术

电化学防腐技术是在电化学原理上研发的一种防腐技术，其能够将金属材料的表面腐蚀位置转变成电机阴极，该防腐技术一般用于保护埋藏在土壤及位于海洋的金属管道当中。从技术原理的角度来看，电化学防腐技术是将金属与附加的电极视为电池的两极，从而在电流作用的影响之下实现对于阴极的保护，及金属的保护。从某种角度来看，电化学防腐技术是一种牺牲阳极的保护方式，且金属管道的主要材料需要由铝、锌等金属构成。在应用该防腐技术时，需要确保给电的充足性，且需要避免金属表面出现腐蚀产物膜，并确保阳极溶解的均匀性，以在最大程度上实现对于金属材料的保护。

（4）缓蚀剂防腐

缓蚀剂是一种常用的金属防腐措施，其具有应用成本低、无技术要求、使用便捷等特征，且缓蚀剂不会对金属材料的结构构成造成任何的影响。缓蚀剂一般根据性质进行类别区分，其主要可以分为氧化缓蚀剂、沉淀缓蚀剂以及吸附缓蚀剂，不同的缓蚀剂的防腐原理是不尽相同的。以沉淀缓蚀剂为例，其主要由无机盐组成，无机盐中的阳离子会与金属材料表面的阴极之间出现化学反应，最终在金属材料表面形成保护膜，从而提高金属材料的抗腐蚀性。在使用氧化缓蚀剂时，需要确保缓蚀剂的用量充足，因为氧化缓蚀剂具有一定的危险性，若用量不足时，反而会加剧点蚀现象出现的概率。

结语

总的来说在进行金属材料腐蚀问题控制的过程中，需要根据实际的情况选择不同的金属材料腐蚀控制办法，从而保证金属材料的抗腐蚀性能得到提高。在上文分析中，对金属材料腐蚀形成的机理与控制办法进行简要的论述，目的在于给相关工作人员提供参考，从而提高金属材料的抗腐蚀能力。

参考文献：

[1]刘洁.金属材料的表面腐蚀与防护措施分析[J].中国金属通报 ，2019（6）：109，111.

[2]梁艳娟，尹韶辉.化工机械材料的腐蚀分析及防腐蚀研究[J].电镀与环保 ，2019（3）：32-34.

[3]汪洪峰，左敦稳，汪建利.《机械制造工程》教学改革设想[J].滁州学院学报 ，2012（5）：121-122.

[4] 王亚健.金属材料的腐蚀与防护措施研究[J].建材与装饰，2018，No.533（24）：167.

作者简介：

王忠一 汉族 籍贯贵州省毕节市金沙县 1999.08.23 金属材料工程 。

（辽寧科技学院  辽宁  本溪  117004）