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全面腐蚀_均匀腐蚀的特征,危害与控制措施

  全面腐蚀又称均匀腐蚀,所谓均匀腐蚀,是指腐蚀发生在材料的全部或大部分面积上,生成或不生成腐蚀产物膜,如图2-2 所示。这是危险性较小的一种腐蚀,因为在全面腐蚀中,金属以一定的速度被腐蚀介质所溶解,金属结构逐渐变薄,并在平面上逐步地使金属腐蚀并降低其各项性能。只要设备或零件具有一定厚度,其力学性能因腐蚀而引起的改变并不大。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。它包括无膜腐蚀与成膜腐蚀两类。

  在全面腐蚀中,均相电极(纯金属)或微观复相电极(均匀的合金)的自溶解过程都表现出这类腐蚀形态。但在生产上以后者较为普遍。如钢铁在大气、水溶液中的腐蚀等。

  全面腐蚀的特征是:化学反应或电化学反应在整个或绝大部分材料表面均匀地进行,腐蚀的结果使构件材料的表面变薄,直至最后发生破坏。

  全面腐蚀与摩擦学中的腐蚀磨损有一定的相似性,其不同之处在于:全面腐蚀基本上没有考虑机械作用的影响,而在摩擦学的腐蚀磨损中则对机械作用加以了特别的关注。

  一、无膜腐蚀

  在均匀腐蚀过程中,若无腐蚀膜产生,将使腐蚀以一定的速度连续进行下去,生成腐蚀化合物,这是非常危险的。这种金属一环境的组合是没有实用价值的,如铁或锌在盐酸中短期就会全部变成氯化铁或氯化锌就是一个众所周知的例子。除非选材上发生严重错误,否则,这种情况很少发生。

  二、成膜腐蚀

  若在全面腐蚀的过程中有腐蚀膜生成,这种腐蚀就叫成膜腐蚀。若生成的腐蚀膜极薄,且是钝化膜,例如不锈钢、钛、铝等在氧化环境中产生的氧化膜,通常具有较优异的保护性。

  三、表示均匀腐蚀速度的方法

  常用来表示均匀腐蚀速度的方法有三种。

  1.失重量表示法

  采用失重量表示法的条件是:腐蚀产物能较容易从材料腐蚀表面清除下来。其计算公式为:

  式中 K- ——腐蚀的失重速度,单位为g/(m2 • h);

  G 1 ——试样腐蚀前的质量,g;

  G 2 ——试样腐蚀后的质量,g;

  S ——试样的表面积,m2 ;

  t ——腐蚀时间,h。

  2.增重量表示法

  在腐蚀产物能较好地附着于材料表面时,或者即使部分脱落也能够全部收集起来,就可用该方法,其计算公式为:

  式中 K+ ——腐蚀的增重速度,g/(m2 •h)。

  3.腐蚀深度表示法

  用重量法表示的缺点是没有考虑材料的密度影响。在两种材料的重量变化一样时,一般来说密度较大的材料其重量的变化相对较小。因而用单位时间内的腐蚀深度来表示材料的腐蚀速度就更具有实用价值,而且由它还可以直接估算出设备的使用寿命。

  式中 V——用腐蚀深度表示的腐蚀速度,mm/a;

  d ——材料的密度,g/cm3 。

  表2-1 列出了金属耐蚀性的十级标准。

  表2-1  金属的耐蚀性标准

  四、均匀腐蚀的危害及控制措施

  一般来说,均匀腐蚀的危害较其他腐蚀小得多,但在某些场合,如对装饰性镀层、反光镜用的功能性镀层或发生全面腐蚀会污染产品的情况下,仍然不希望出现均匀腐蚀现象。

  为此可采取的一些控制措施为:罐体保温,铁皮保温,合理的选材,选择合适的保护性镀层,使用缓蚀剂或采用阴极保护措施等。有时还需要采用联合措施才能获得满意的效果。


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