金屬材料的腐蝕,是指金屬材料和周圍介質(zhì)接觸時發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的一種破壞現(xiàn)象。對于金屬而言,在自然界大多是以金屬化合物的形態(tài)存在。從熱力學(xué)的觀點來看,除了少數(shù)貴金屬(如金、鉑等)外,各種金屬都有轉(zhuǎn)變成離子的趨勢。因此,金屬元素比它們的化合物具有更高的自由能,必然有自發(fā)地轉(zhuǎn)回到熱力學(xué)上更穩(wěn)定的自然形態(tài)——氧化物的趨勢,所以說金屬腐蝕是自發(fā)的普遍存在的一種現(xiàn)象,是不可避免的。
電化學(xué)保護(hù)是指在電化學(xué)腐蝕系統(tǒng)中,通過施加外加電流將被保護(hù)金屬的電位移向免蝕區(qū)或鈍化區(qū),以降低金屬腐蝕程度,這是一項經(jīng)濟而有效的腐蝕控制措施。在一定條件下,電化學(xué)保護(hù)不僅能防止金屬在海水、土壤或化工介質(zhì)中的腐蝕,而且還能防止金屬發(fā)生全面腐蝕和局部腐蝕(如采用陰極保護(hù)可防止不銹鋼、鋁等可鈍化金屬的點蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞等)。若將電化學(xué)保護(hù)與涂料、緩蝕劑聯(lián)合起來,可取的更好的防止金屬腐蝕的效果。目前電化學(xué)保護(hù)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于造船、海洋工程、石油和化工等部門,并作為一種標(biāo)準(zhǔn)的防腐蝕措施列入規(guī)范與法規(guī)之中。
由于金屬材料的腐蝕可造成設(shè)備的跑、冒、滴、漏,污染環(huán)境,甚至發(fā)生中毒、火災(zāi) 、爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費,腐蝕問題成為阻礙高新技術(shù)發(fā)展和國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。因此腐蝕的防護(hù)成為急需發(fā)展的學(xué)科,研究金屬材料的腐蝕機理,弄清腐蝕發(fā)生的原因及采取有效的防護(hù)措施,對于延長設(shè)備壽命、降低成本、提高勞動生產(chǎn)力都具有十分重大的意義。
據(jù)統(tǒng)計,全世界現(xiàn)存的鋼鐵及金屬設(shè)備大約每年腐蝕率為10%,全世界每年因腐蝕損失約高于7000億美元。世界各發(fā)達(dá)國家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟損失約占其國民生產(chǎn)總值3.5%~4.2%,超過每年各項大災(zāi)(火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等)損失的總和。有人甚至估計每年全世界腐蝕報廢和損耗的金屬約為1億噸!而國每年腐蝕掉不能回收利用的鋼鐵達(dá)100多噸,大致相當(dāng)于寶山鋼鐵廠一年的產(chǎn)量,腐蝕損失為洪水、火災(zāi)、颶風(fēng)、和地震等自然災(zāi)害綜合損失的六倍,但人們往往很難意識到這種分散的、日積月累的、不知不覺中發(fā)生的腐蝕破壞的嚴(yán)重性。所以研究金屬腐蝕和防護(hù)具有重要意義。本論文主要綜合講述了金屬的電化學(xué)腐蝕的基本原理和分類,以及討論了有關(guān)現(xiàn)實生產(chǎn)生活中具體的防護(hù)措施,以更好的指導(dǎo)現(xiàn)實實踐。