金屬腐蝕與防腐概況：金屬與它所處的環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)或物理作用,引起金屬的變質(zhì)和變壞,稱為金屬腐蝕,腐蝕現(xiàn)象是十分普遍的。從熱力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),除了極少數(shù)貴金屬(Au、Pt等)外,一般金屬發(fā)生腐蝕都是一個(gè)自發(fā)過(guò)程。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到使用的金屬很少是由于單純機(jī)械因素(如拉、壓、沖擊、疲勞、斷裂和磨損等)或其他物理因素(如熱能、光能等)引起的破壞的,絕大多數(shù)金屬材料的破壞都與其腐蝕因素有關(guān), 因此金屬材料的腐蝕己成為當(dāng)今不可忽略的重要問(wèn)題。

另外，金屬腐蝕給人類社會(huì)帶來(lái)的直接損失是巨大的。20世紀(jì)70年代前后，許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼進(jìn)行了比較系統(tǒng)的腐蝕調(diào)查工作，并發(fā)表了調(diào)查報(bào)告。結(jié)果顯示，腐蝕的損蝕占全國(guó)GNP的1%到5%。這次調(diào)查是各國(guó)政府關(guān)注腐蝕的危害，也對(duì)腐蝕科學(xué)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。在此后的30年間，人們?cè)诓煌潭壬线M(jìn)行了金屬的保護(hù)工作。在以后的不同時(shí)間各國(guó)又進(jìn)行了不同程度的調(diào)查工作，不同時(shí)期的損失情況也是不同的。有資料記載，美國(guó)1975年的腐蝕損失為820億美元，占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的4.9%；1995年為3000億美元，占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的4.21%。這些數(shù)據(jù)只是與腐蝕有關(guān)的直接損失數(shù)據(jù)，間接損失數(shù)據(jù)有時(shí)是難以統(tǒng)計(jì)的，甚至是一個(gè)驚人的數(shù)字。我國(guó)的金屬腐蝕情況也是很嚴(yán)重的，特別是我國(guó)對(duì)金屬腐蝕的保護(hù)工作與發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家相比還有一段距離。據(jù)2003年出版的《中國(guó)腐蝕調(diào)查報(bào)告》中分析，中國(guó)石油工業(yè)的金屬腐蝕損失每年約100億人民幣，汽車工業(yè)的金屬腐蝕損失約為300億人民幣，化學(xué)工業(yè)的金屬腐蝕損失也約為300億人民幣，這些數(shù)字都屬于直接損失。如該報(bào)告中調(diào)查某火電廠鍋爐酸腐蝕脆爆的實(shí)例，累計(jì)損失約15億千瓦·時(shí)的電量，折合人民幣3億元，而由于缺少供電量所帶來(lái)的間接損失還沒(méi)有計(jì)算在內(nèi)。所以說(shuō)，金屬腐蝕的損失是很嚴(yán)重的，必須予以高度的重視。[1]

金屬腐蝕的主要類型有以下幾種:

（1）化學(xué)腐蝕:指金屬單純由于化學(xué)作用而引起的腐蝕。例如金屬在干燥空氣中或非電解質(zhì)溶液(酒精、汽油、苯等)中的腐蝕。其化學(xué)反應(yīng)較簡(jiǎn)單,僅僅是金屬跟氧化劑之間的氧化—還原反應(yīng)。

（2）電化腐蝕:金屬接觸到電解質(zhì)溶液,發(fā)生原電池效應(yīng),比較活潑的金屬原子失去電子而被氧化,腐蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生，叫做電化學(xué)腐蝕或電化腐蝕。例如:鋼鐵在潮濕空氣中,表面吸附一層薄薄的水膜,即在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液薄膜,它跟鋼鐵中的鐵和少量的碳(或其他雜質(zhì))恰好構(gòu)成了原電池;在鋼鐵制品的表面形成了無(wú)數(shù)微小的原電池,作為負(fù)極的鐵就失去電子而被腐蝕。

（3）生物腐蝕:在缺氧的土壤中,如密實(shí)、潮濕的粘土處,金屬腐蝕過(guò)程似乎難以進(jìn)行,但這種土壤條件卻有利于某些微生物的生長(zhǎng)。常常發(fā)現(xiàn),因硫酸鹽還原菌(厭氧菌)和硫桿菌的活動(dòng)而引起金屬的強(qiáng)烈腐蝕。

（4）其他:此外,還有沖蝕、介質(zhì)溫度影響和人為因素造成腐蝕等。

金屬腐蝕根據(jù)不同的情況有不同防腐方法，常用的有以下幾種方法： 鈍化金屬表面技術(shù)。添加緩蝕劑，在腐蝕介質(zhì)和腐蝕物中加入少量其他特殊物質(zhì),能夠大大減緩金屬腐蝕的速度,這種特殊物質(zhì)稱為緩蝕劑。緩蝕劑控制腐蝕的機(jī)理是它促進(jìn)了電池的極化。緩蝕劑主要用于介質(zhì)和填料中。介質(zhì)中添加緩蝕劑,可使金屬的腐蝕減緩,如鉻鎳不銹鋼在不含氧的硫酸中,在很大的濃度范圍內(nèi)成活化態(tài),腐蝕較嚴(yán)重,但加入少量硫酸銅或硝酸等氧化劑后,可使不銹鋼轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài),表面生成一層保護(hù)膜,阻止介質(zhì)的侵蝕。)鍍層，金屬表面處理工藝有表面鍍層、表面滲透、表面氧化鈍化等。其目的是提高金屬耐蝕能力,改善金屬的機(jī)械性能。表面處理在金屬制品上應(yīng)用廣泛。常用鍍鋅、鍍鉻和氧化(發(fā)藍(lán))處理提高耐大氣或耐介質(zhì)腐蝕的能力。特殊金屬制品除采用上述方法處理外,還可根據(jù)情況采用磷化鈍化等表面處理工藝。采用滲氮或滲硼等表面處理工藝,提高它的耐蝕性能和耐磨性。涂層，石油瀝青用于防腐蝕涂層具有悠久的歷史,其優(yōu)點(diǎn)為耐酸、堿的侵蝕、原料充足、成本低,有良好的絕緣性、耐水性和粘結(jié)性,抗剝離能力好,固化成膜施工效率高;其涂層的主要缺點(diǎn)是機(jī)械性能強(qiáng)度低,易受植物根和細(xì)菌破壞,熱穩(wěn)定性差,高溫易流淌、低溫易碎裂,容易老化而喪失防腐蝕能力。為了彌補(bǔ)其缺點(diǎn),經(jīng)常和玻璃布等防腐蝕膠帶一起使用。[2]

復(fù)合材料技術(shù)。鋼塑復(fù)合管是以普通碳鋼管為基體,內(nèi)襯化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防腐蝕性能優(yōu)良的熱塑性塑料管,經(jīng)復(fù)合加工工藝而成的防腐蝕管材。其集鋼管和塑料管的優(yōu)點(diǎn)于一身,既有鋼管的機(jī)械性能,又有塑料管的防腐蝕性能。鋼塑復(fù)合管可代替不銹鋼管廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、醫(yī)藥、食品加工等部門,是輸送腐蝕性氣、液體的理想管道,它的價(jià)格低廉,經(jīng)濟(jì)效益顯著。但塑料的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于鋼材,致使鋼塑復(fù)合管存在塑料內(nèi)襯層與鋼管內(nèi)壁結(jié)合力差,當(dāng)溫度變化時(shí)內(nèi)襯層易起皺、鼓泡,不耐負(fù)壓等缺點(diǎn)。

電流保護(hù)。陰極保護(hù)是將被保護(hù)金屬作陰極,外加直流電,使其電位向負(fù)的方向降低,當(dāng)其達(dá)到一定電位時(shí),腐蝕電流迅速減小,金屬得到保護(hù)。

犧牲保護(hù)。陰極保護(hù)可用電極電位比被保護(hù)金屬更低的金屬保護(hù)被保護(hù)金屬。如用鋅保護(hù)鐵,鋅被腐蝕,鋅叫犧牲金屬。大型的閥門和重要閥門采用陰極保護(hù)法,是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便又行之有效的方法。石棉填料中添加鋅保護(hù)閥桿屬于陰極保護(hù)法。

有機(jī)防腐涂料。有機(jī)防腐涂料涂于金屬表面既可以保護(hù)金屬不受環(huán)境的侵蝕，又賦予美觀(汽車漆)、警示/偽裝(戰(zhàn)車等武器裝備)等作用;其次是施工簡(jiǎn)單，適應(yīng)性廣，不受設(shè)備面積、形狀約束，重涂和修復(fù)都方便;最后涂料防腐與其它防腐措施結(jié)合使用，可得到更加完善的防腐體系。

納米雜化有機(jī)硅溶膠。在干燥過(guò)程中能自組裝成一定的有序排列結(jié)構(gòu)，親水一端與極性基材中的極性羥基作用，形成牢固的化學(xué)鍵，對(duì)金屬銅片的粘附力強(qiáng)，達(dá) 1 級(jí)；沖擊強(qiáng)度達(dá)到 500 N·cm 以上。同時(shí)疏水一端向空氣一側(cè)排列，膜表面具有顯著的疏水性。納米粒子在干燥過(guò)程中自身縮合成膜，具有較高的硬度，高達(dá) 9 H，同時(shí)涂膜具有較高的透明性。此外，疏水涂料在金屬鐵和鋁片上也具有較強(qiáng)的附著力和良好的均一透明成膜性。該涂膜具有良好的耐腐蝕和防污染性能。這是因?yàn)榧{米雜化有機(jī)硅溶膠微粒表面含有活性─OH 和─OR，在成膜過(guò)程中經(jīng)催化劑和加熱作用進(jìn)一步交聯(lián)，顯著提高了涂膜的抗?jié)B透性和防腐性能。[3]

如今，不同的領(lǐng)域防腐的技術(shù)不盡相同，各方面的技術(shù)發(fā)展得越來(lái)越完善。需求不同的方面，用的防腐技術(shù)也不完全一樣?？傊?，金屬可以從很多方面去防腐蝕，要根據(jù)實(shí)際去選擇。

金屬腐蝕問(wèn)題遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,凡是使用金屬材料的地方,都不同程度的存在著腐蝕問(wèn)題,給社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,耗竭了寶貴的資源與能源,嚴(yán)重地污染了環(huán)境,甚至阻礙了高新技術(shù)的正常發(fā)展。然而,科技在不斷進(jìn)步,防腐的技術(shù)也在不斷的改進(jìn)，越來(lái)越多的新型防腐技術(shù)也不斷應(yīng)用之中。金屬的腐蝕問(wèn)題將會(huì)得到緩解。