大气腐蚀简介

大气腐蚀简介

1、前言

铁在公元前4000年就从矿石中分离出来，而且从那时起腐蚀问题随之而来。据估计，全世界钢产量的60%是在大气环境下使用，因此，大气腐蚀造成的全球经济损失每年不少于一亿美元。大气的主要腐蚀成分是水汽和氧。我国幅员辽阔，不同地区大气差异极大，按气候特征可分为六各气候地区：寒温带、中温带、暧温带、亚热带、热带和高原气候带。从腐蚀性考虑，可将大气分为：农村大气、海洋大气、城郊大气、工业大气、极地大气和热带大气等。

2、大气腐蚀的主要因素

大气腐蚀通常由大气中的温湿度和污染物引起的影响的主要因素如下。

2．1湿度

早期研究发现，金属在大气中腐蚀和相对湿度的关上曲线上存在一个拐点，当相对湿度低于此值进，金属腐蚀速度可以忽略；超过这个相对湿度，腐蚀才明显发生。这个湿度称为临界相对湿度。临界相对湿度是金属大气腐蚀的重要参数，由金属种类、表面状态及大气环境决定。例如：钢铁在无污染大气中的临界相对湿度大约在50%～70%，同样材料在海洋大气中，由于金属沉积海盐粒子，临界相对湿度可能

下降到40%以下，严重污染的空气中，这种临界相对湿度可能不存在。一般说来，相对湿度增大，促进腐蚀速度加快。2．2温度

在增加温度不会引起或加速某些其他变化时，一般说来，温度升高10度，化学反应增加2～3倍，因而影响腐蚀速度的许多因素将随温度面变化。举例如下：

1）气体在水中溶解度，通常是随温度长葛市而降低。

在特殊凝露条件下，这可能反而减慢腐蚀速度；

2）如果在政党使用条件下，腐蚀产物在金属表面形成保护层，因而使腐蚀速度增加，腐蚀现象完全改变；

3）如果在正常条件下，金属只出现一般的缓慢腐蚀，介在高温条件下可能出现非常严重的腐蚀，例如产

生空穴腐蚀和应力腐蚀；

4）如果两各金属相接触，电极电位较低的金属保护电极电位较高的金属，在高温条件下，锌可以保护铁，

但当温度高于70度时，锌的电位可能变得比铁还

高，就起不到保护铁的作用了。

2．3腐蚀杂质

大气主要由80%氮气，20%氧气组成，此外还有少量二氧化碳等气体，它们都没有腐蚀性，大气的腐蚀性主要来自水汽及其他杂质。如海洋大气中的氯化钠，城市和工业大气中的二氧化硫等。它们的大致浓度范围见下

表1：

表1大气中腐蚀性杂质的典型浓度

实验室环境下的大气腐蚀试验，一般选用硫化氢（H2S）、二氧化氮（NO2）、氯气（Cl2）和二氧化硫（SO2）作为腐蚀气体，主要试验方法有4种，试验参数见表2：

表2

方法1 可用手金覆盖层的孔蚀试验，也可能用于检测在温和环境下使用的（例如在“洁净”环境

中的电信中心）电接触件。

方法2 和方法4适用于中度腐蚀环境下使用的电工电子产品的测试，这样的环境可能出现在电信

中心、大多数办公环境和一些工业仪器设备

室中。

方法3 适用于更多的腐蚀环境，这样的环境可于工业仪器设备室和其他的工业场所。

一般来说，腐蚀物质浓度增大，促进腐蚀速度加快，但有时提高浓度，腐蚀速度反而减慢，因其他

与腐蚀有关的物质的溶解度有可能减小。如

在氯化钠溶液中增加氯化钠的浓度，氧的溶

解就减小，这种现象在高温条件下尤其明显。

增加腐蚀物质浓度还会出现轻微腐蚀，当外，

增加腐蚀介质和除掉腐蚀产物的速度也能影

响到金属的腐蚀速度。

3大气腐蚀的危害性

材料自然环境腐蚀是影响国民经济发展的一个很重要问题，我国酸雨污染区已占国土面积的

40%。酸雨污染已对生态环境、人体健康、建

筑材料等造成损害，全国每年因酸雨赞成的

直接经济损失高达140亿元以上。特别是重庆地区酸雨及大气污染对金属材料、建筑材料的危害尤为突出，以碳钢年腐蚀率为例，重庆比上海、广州、南京等城市高出3-5倍。重庆酸雨污染正从城市向广大农村蔓延，全市90%以上的地区为酸性降水区，酸雨频率70%以上，酸雨PH值在4.3左右。每年因大气污染千万的直接经济损失近20亿元。

其次，大气腐蚀不但造成金属腐蚀而直接威胁到工业设施、生活设施和交通设施的安全，还对生态系统千万破坏，主要表现为对湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人物以及人的衣物构成腐蚀。研究表明，在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度SO2的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏，据1983年对我国13个省市25个工厂企业的统计，因SO2造成的受害面积达2.33万公顷，粮食减少1.85万吨，蔬菜减少500吨，危害相当严重。同时，长期的酸雨作用还将土壤和水质产生不可估量的损失。

4研究大气腐蚀的意义

随着我国进入世界贸易组织和全球环保意识的加强，控制和治理大气污染成为我国当前和今后相当一段时间内

最为紧迫的环保任务之一。因为这不仅关系到我国社会和经济的健康和可持续发展，也由于SO2和酸雨污染是全球性的，关系一我国的国际形象。

因此，加强对大气污染的治理，不但具有经济效益、节约资源和能源、保护环境，同时，它所带来的社会效益和环境效益更是不可估量的。