腐蚀的基本类型

腐蚀的基本类型
论文导读：而引起的变质和破坏统称为腐蚀。

材料腐蚀的现象和机理比较复杂。

腐蚀控制技术涉及面广。

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一般而言，金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的影响而发生的化学、电化学和物理等反应，而引起的变质和破坏统称为腐蚀，其中也包括上述因素与机械因素、生物因素等的共同作用。

金属腐蚀的主要对象，其中尤以钢铁的腐蚀最为常见，危害、损害性极大。

一、腐蚀的概念及分类
（一）腐蚀的概念
腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化，如铁的生锈是金属腐蚀的普遍形式，又如氢氧化钠破坏肌肉和植物纤维。

材料的腐蚀是包括材料本身和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系，腐蚀反应的场所，首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。

材料包括金属和非金属材料，如碳钢及其合金、有色金属、塑料、混凝土和木材等，在一个腐蚀系统中，对材料行为起决定性作用的是化学成分、组织结构和表面形态。

材料的周围环境介质包括与其接触的气体、液体和固体以及周围环境条件，如温度、压力、速度、光照、辐射、生物条件等。

这个作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。

采用科学的方法防止或者控制腐蚀的危害作用的工程，称为腐蚀工程。

（二）材料腐蚀的分类及特征
材料腐蚀的现象和机理比较复杂，材料腐蚀的分类方法也有许多，根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。

以下介绍几种常用的分类方法。

1．按腐蚀机理分类
通常材料腐蚀按照腐蚀机理可以分为金属化学腐蚀、金属电化学腐蚀、结晶腐蚀、物理化学复合腐蚀。

（1）化学腐蚀：是指金属表面与非电解质直接发生纯化学反应而引起的破坏、其特点是在反应过程中没有电流产生。

如铝在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中的腐蚀，镁或钛在甲醇中的腐蚀、物理化学复合腐蚀。

（2）电化学腐蚀：是指金属表面与离子导电的介质发生化学反应而产生的破坏。

在反应过程中有电流产生，腐蚀金属表面上存在着阴极和阳极。

阳极的反应是金属原失去电子而成为离子状态转移到介质中，成为阳极氧化反应。

阴极反应是介质中的去极化剂吸收来自阳极的电子，成为阴极还原过程。

这两个反应是相互独立而又同时进行的，称之为一对共轭反应。

有阴阳极组成了短路电流，腐蚀过程中有电流产生。

如金属在潮湿大气、海水、土壤及酸、碱、盐溶液中的腐蚀均属这一类。

电化学腐蚀比较普遍，对金属结构的危害比较严重。

（3）结晶腐蚀：是指因酸、碱、盐等腐蚀介质侵入到建筑物或材料内部生成结晶盐，由于结晶盐的体积膨胀作用使建筑物或材料内部产生应力而引起的破坏现象。

结晶腐蚀是工业厂房、非金属设备常见的腐蚀类型。

（4）物理化学复合腐蚀：是指因机械与化学复合作用而引起的破坏现象。

如火炮发射引起炮身管的腐蚀等。

2．按腐蚀破坏形式分类
按腐蚀破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀，局部腐蚀又可细化为小孔腐蚀（即点蚀）、应力腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀等。

（1）全面腐蚀：又叫均匀腐蚀，指腐蚀遍布于材料结构的整个表面上，其特征表现为金属质量减少，壁厚减小，非金属体积膨胀，韧或脆性能减退或失去。

腐蚀虽然同样发生在整个材料便面上，但各部分的微观腐蚀速度实际上并不均等。

（2）小孔腐蚀：又称为点蚀，在金属表面上腐蚀成一些小而深的孔，蚀孔的深度大于直径，严重的可将设备腐蚀穿透，蚀孔上部往往被腐蚀产物覆盖。

不锈钢和铝合金在海水中受到的破坏就是小孔腐蚀的典型实例。

（3）应力腐蚀：是指在机械应力（外载荷或内部残余应力）和腐蚀介质的共同作用下，金属材料发生的腐蚀破坏。

如应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。

（4）电偶腐蚀：电位不同的金属或合金互相接触，并在一定介质中所发生的的电化学腐蚀称为电偶腐蚀。

电偶腐蚀造成负电位的金属或合金部件加速腐蚀破坏，破坏一般集中在连接部位附近。

（5）缝隙腐蚀：由于金属表面的缝隙内滞留介质引起的电化学腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。

（6）选择性腐蚀：多元合金在腐蚀介质中，较活泼的先溶解，因而造成材料强度而大大下降，这称之为选择性腐蚀。

如黄铜脱锌等属此类腐蚀。

（7）晶间腐蚀：是指腐蚀破坏沿着晶粒边界进行，使晶粒之间失去合力，使材料丧失强度。

（8）磨损腐蚀：是由于机械因素（湍流、漩涡、流体冲击、空化作用、微振摩檫等）和腐蚀介质共同作用造成的腐蚀破坏，其特征是形成密集的凹坑或沟槽。

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（9）氢损伤：是指氢进入金属内部造成的腐蚀破坏，它包括氢脆、氢鼓泡、氢破裂、氢腐蚀等。

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3．按环境状态分类按产生腐蚀的环境状态，可以将腐蚀分为自生环境中的腐蚀和工业环境介质中的腐蚀，其中自生环境中的腐蚀又可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀；工业环境介质中的腐蚀分为酸性溶液腐蚀、碱性溶液腐蚀、熔盐腐蚀、液态金属腐蚀、特殊工业介质腐蚀等。

事实上，在工业设备或建筑的实际腐蚀行为中，普遍存在的是两种或多种腐蚀类型共同作用，所采用的控制方法也往往不局限于单一方法措施，而是包括选材、选型、表面控制、环境介质控制等综合防腐蚀体系。

（三）腐蚀因素
材料的腐蚀是一个复杂的物理化学过程，所涉及的影响因素也很多，总结起来，可以分为内部因素、外部因素、内外结合因素三大类，内
部因素指涉及到材料自身的材质、结构、性能等因素；外部因素指环境因素，如溶液酸碱度、介质温度、压力、速度、应力、杂散电流、土壤含水量、溶液杂质等；内外结合因素指涉及到材料和环境相互作用影响的因素，如埋地管道的管地电位等。

二、金属腐蚀控制方法
腐蚀控制技术涉及面广，内容也十分丰富。

材料防腐蚀的基本原则是：针对腐蚀产生的原因和影响腐蚀的各种因素，从实际出发，以预防为主和进行重点保护，防止或减少腐蚀而造成的经济损失。

在生产实践中应用最多的腐蚀控制技术可归纳为以下几类。

（1）合理选材。

根据不同介质、操作条件、材料的性质等，选用合适的金属或非金属代用材料。

（2）表面覆盖层。

表面覆盖层是在金属表面采用涂刷、喷涂、贴衬、参透、施镀等方法覆盖上耐腐蚀性较好的金属或非金属层，将金属表面与介质隔离以减缓金属的腐蚀。

这是多数防腐蚀工程施工中使用的方法，因其简便实用，喷涂或刷涂防腐涂料是工业设备、设施在线不停产进行防腐施工的主要措施。

（3）电化学保护。

电化学保护是利用电化学原理来减缓金属的腐蚀速度。

电化学保护分为阴极保护和阳极保护。

阴极保护就是将被保护金属进行外加阴极极化以减缓或防止金属腐蚀，它分为牺牲阳极法和外加电源法。

阳极保护是对被保护金属进行阳极极化以减缓或防止金属腐蚀。

（4）添加缓蚀剂。

添加缓蚀剂是向介质中添加少量能够阻止或减缓
金属腐蚀的物质以保护金属材料。

缓蚀剂不改变介质的性质，往往用量很小，大多在1%左右，但效果显著，缓蚀剂根据存在状态可分为液态缓蚀剂、气态缓蚀剂、固态缓蚀剂。

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（5）金属表面转化。

金属表面转化是用化学和电化学的方法将金属表面进行氧化、磷化、钝化转化等，在金属表面形成一层保护层，隔离金属基体与腐蚀介质，以减缓金属的腐蚀。

参考文献1、张清学、吕今强主编，腐蚀施工管理及施工技术.北京：化学工业出版社，20052、吴涛主编，施工项目经理工作手册.北京：地震出版社，19993、胡士信主编，阴极保护工程手册.北京：化学工业出版社。