[拼音]：fushi he fangfu

[外文]：corrosion and its prevention

由环境引起的材料破坏或变质称为腐蚀。为防止或减少腐蚀对材料的损害，延长材料的使用寿命需要采取各种有效的防腐蚀措施。金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏；有时还包含机械、物理或生物作用;也有少数属于单纯物理作用的破坏，如合金在液态金属或熔盐、熔碱中的物理溶解。非金属（如塑料、木材、水泥等）的腐蚀破坏一般是由于直接的化学作用或物理作用(如氧化、溶解、溶胀等)引起的。单纯的机械破坏不属于腐蚀的范畴。金属的腐蚀对于人类的生产和生活造成的危害是巨大的。据发达国家统计，每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占全年国民生产总值的4％，远远超过一年中火灾、水灾、风灾、地震等损失（多年平均值）的总和。

在化工企业的生产环境中，有腐蚀性很强的酸、碱、盐溶液，以及含杂质的水和气体等，且经常伴有高温、高速的影响，因此腐蚀特别严重。腐蚀不仅使化工材料损耗，设备报废，还可能引起间接损失。如停工减产，物料流失，以至造成污染、着火、爆炸等。一般间接损失比材料和设备的直接损失更为严重，根据我国1980年对43个化工企业的调查，一年中由于腐蚀损失的碳钢材达38kt、不锈钢15kt、有色金属13kt。折合全年总损失约为11000万元。

可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀，干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气中普遍含有水，化工生产中也经常处理各种水溶液，因此湿腐蚀是最常见的，但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视。

金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应（图1）。在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池，金属在溶液中失去电子，变成带正电的离子，这是一个氧化过程即阳极过程。与此同时在接触水溶液的金属表面，电子有大量机会被溶液中的某种物质中和，中和电子的过程是还原过程，即阴极过程。常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化剂被还原和贵金属沉积等。

随着腐蚀过程的进行，在多数情况下，阴极或阳极过程会受到阻滞而变慢，这个现象称为极化，金属的腐蚀随极化而减缓。

一般指在高温气体中发生的腐蚀，常见的是高温氧化。在高温气体中，金属表面产生一层氧化膜，膜的性质和生长规律决定金属的耐腐蚀性。膜的生长规律可分为直线规律、抛物线规律和对数规律。直线规律的氧化最危险，因为金属失重随时间以恒速上升。抛物线和对数的规律是氧化速度随膜厚增长而下降，较安全，如铝在常温氧化遵循对数规律，几天后膜的生长就停止，因此它有良好的耐大气氧化性。

可分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种。在化工生产中，后者的危害更严重。

腐蚀发生在金属表面的全部或大部，也称全面腐蚀。多数情况下，金属表面会生成保护性的腐蚀产物膜，使腐蚀变慢。有些金属，如钢铁在盐酸中，不产生膜而迅速溶解。通常用平均腐蚀率（即材料厚度每年损失若干毫米）作为衡量均匀腐蚀的程度，也作为选材的原则，一般年腐蚀率小于1～1.5mm，可认为合用（有合理的使用寿命）。

腐蚀只发生在金属表面的局部。其危害性比均匀腐蚀严重得多，它约占化工机械腐蚀破坏总数的70％，而且可能是突发性和灾难性的，会引起爆炸、火灾等事故。它可分为下列几类：

（1）孔蚀　在金属表面的局部，形成大小、深浅和形状不同的孔，严重时可使器壁穿透。孔蚀通常发生于表面有保护膜（钝化膜）的金属，如不锈钢、钛和铝合金等。由于表面局部存在缺陷，溶液内又含有能破坏钝化膜的活性离子(Cl-，Br-)，因此膜的局部破口就成为腐蚀电池的阳极，周围的膜成为阴极，电流高度集中，使腐蚀向孔内迅速发展。

（2）缝隙腐蚀　发生在设备的缝隙内，如焊、铆缝、垫片或沉积物与金属的间隙等，它是孔蚀的一种特殊形态。

（3）晶间腐蚀　由于金属的不适当热处理或冷加工，引起晶界变化，如晶界沉积了杂质，或某种元素增多或减少，使晶界成为易腐蚀的通道。腐蚀由表面沿晶界向内部发展，外表看不出腐蚀迹象，但金属失去了强度。

（4）应力腐蚀破裂　在腐蚀与拉应力同时作用下，金属或合金产生的破裂。应力的主要来源是由焊接、冷加工等产生的残余应力。这是一种最危险的腐蚀形态，主要发生在特定的材料-环境体系中，例如奥氏体不锈钢在含Cl-溶液中，碳钢在含NO婣溶液中，铜合金在含NH3大气中，等等。

（5）腐蚀疲劳　由周期应力（应力方向和大小发生周期性地变化）与腐蚀的共同作用而引起金属的破裂。一般金属当承受的周期应力超过疲劳极限值时，都将产生破裂，但在腐蚀环境中，疲劳极限值大大下降(图2)。任何腐蚀环境都可以引起腐蚀疲劳，振动部件如泵轴和杆、螺旋桨轴、油气井管、吊索以及由于温度变化产生周期热应力的换热管和锅炉管等，都容易产生腐蚀疲劳。

（6）选择性腐蚀　成分和结构不均一的工业材料在一定腐蚀环境中，一部分元素被腐蚀浸出，只剩下由其余组分构成的海绵状物质，完全丧失了材料原来的强度和延性。如黄铜脱锌（锌从黄铜中腐蚀脱离）、铸铁石墨化（铁溶解，只剩下石墨网状体）等均属此类腐蚀。

（7）磨损腐蚀　金属表面同时受流体（或同时含有固体粒子）的磨损和腐蚀作用引起的破坏。在高流速的冲击下，金属表面膜被破坏，破口处的金属因而加速腐蚀，暴露在高流速气体和液体中的设备，如管、三通、阀、鼓风机、离心机、叶轮、有搅拌的容器、换热器和排风道等，都能产生磨损腐蚀。

不同材料在不同环境中可能具有不同的耐蚀性能，对于特定环境，正确选用耐蚀性能较好并满足其他条件的材料，以得到合理的使用寿命，这是防止或减轻腐蚀的重要方法。其他防腐蚀方法有：

用一层薄的、耐蚀性强的贵重材料为隔离层，保护耐蚀性较低、强度高且价格低廉的底层材料（如钢铁）。在化工生产中广泛采用的保护隔离层有：橡胶衬里，塑料衬里，硅质砖和石墨砖衬里，不锈钢、镍、钛、银等金属衬里。此外，在大气、水等轻腐蚀环境中的材料，广泛采用有机或无机涂料作防护层。

在被保护材料上通入一定的阴极电流，电位下降到局部阳极的开路电位时，局部的阳极腐蚀电流就完全被抵消，材料停止腐蚀。阴极保护广泛用于地下管道、其他地下金属设备、水槽、海水中设备和船等。它常和涂料联合采用，以减小输入的电流。

对可钝化的金属（如铁或不锈钢）通入阳极电流，使其在特定环境中达到钝态，因而获得保护，如在硫酸、磷酸、碳酸氢铵液和氨水等生产设备上应用。

消除和控制环境中引起腐蚀的因素，腐蚀就能停止。例如：锅炉给水采取去氧操作；在化工生产的冷却水中加缓蚀剂、酸、碱以调节pH，也用冷却或隔热的办法，防止温度过高或过低。

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