第 五 章 腐蚀的控制方法

第五章腐蚀的控制方法

在不同情况下引起金属腐蚀的原因是不尽相同的，因此根据不同情况采用的防腐技术也是多种多样的。

在生产实践中用的最多的防腐技术大致可分为如下几类：

1、合理选材，根据不同介质和使用件选用合适的金属材料和非金属材料；

2、阴极保护：利用金属电化学腐蚀原理，将被保护金属设备进行外加阴极化以降低或防止金属腐蚀；

3、阳极保护，对于钝化溶液和易钝化金属组成的腐蚀体系，可以采用外加阳极电流的方法使被保护金属设备进行阳极钝化以降低金属腐蚀；

4、介质处理，包括去除介质中促进腐蚀的有害成分（例如锅炉给水的除氧）调节介质的PH 值及改变介质的湿度等；

5、添加缓蚀剂。往体系中添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质以保护金属；

6、金属表面覆盖层。

在金属表面喷、射、渗、镀、涂上一层耐蚀性好的金属或非金属物质以及将金属进行氧化处理。使被保护金属表面与介质机械隔离而降低金属腐蚀；

7.合理的防腐蚀设计及改进生产工艺流程以减轻或防止金属的腐蚀。

每一种防腐蚀措施都有其应有范围和条件。使用时要注意。对一种情况有效的措施，在另一种情况下就可能是无效的；有时甚至是有害的。例如：阳极保护只适用于金属在介质中易于阳极钝化的体系，如果不能造成钝态，则阳极极化不仅不能减缓腐蚀，反而会加速金属的阳极溶解。另外，在某些情况下，采取单一的防腐蚀措施其效果并不明显，但如果采用两种或多种防腐蚀措施进行联合保护，就比单一种方法效果好得多。

对于一个具体的腐蚀体系究竟采用哪种措施的防腐蚀，应根据腐蚀原因，环境条件各种措施的防腐蚀效果，施工难易以及经济效益综合考虑。

第一节合理选用耐腐蚀材料

一、设备的工作条件(介质，温度和压力)对材料的要求

设备的工作介质的情况是选材时首先要分析考虑的。例如工作介质是硝酸，其为氧化性酸，应选用在氧化性介质中易形成氧化膜的材料，如不锈钢，铝，钛等金属材料，稀硝酸用不锈钢，浓硝酸用纯铝；如果工作介质是盐酸，其为还原性酸，应选用非金属材料。

其次要考虑设备所处的温度。通常温度升高腐蚀速度加快，例如在浓度大于70%的硫酸中，常温下碳钢是耐蚀的，温度高于70C时就不耐蚀了；低温时还要考虑材料的冷脆问题，例如在深度冷冻装置中一般选用铜、铝、不锈钢，而不能用碳钢。

另外要考虑设备的压力。通常是压力越高对材料的耐蚀性能要求越高，所需材料的强度要求越高，非金属材料、铝、铸铁等，往往难于在有压力的条件下工作，这时需考虑选用强度高的其它材料或衬里结构等防护方法。

2、设备的类型和结构

选材时要考虑设备的用途，工艺过程、结构设计特点，例如泵是流体输送机械，要求材料具有良好的抗磨蚀性能，良好的铸造性能，高温炉要求材料具有耐热性能，换热器除要求材料有良好的耐蚀性外还要求有良好导热性以及表面光滑不易生成坚实的垢层。

3、环境对材料的腐蚀

除均匀腐蚀外特别要注意晶间腐蚀，电偶腐蚀，缝隙腐蚀，孔蚀，应力腐蚀破裂及腐蚀疲劳等局部腐蚀，例如不锈钢，铝在海水中可能产生孔蚀，选材时应注意。

4、产品的特殊要求。

例如在合成纤维和产物中不允许金属离子的污染，一般采用不锈钢，而医药食品工业中不能选用有毒的铅，而选用铝，不锈钢，钛，搪瓷及其它非金属材料。

二、材料的性能

1、结构材料：强度，塑性，冲击韧性。例如铅强度低，不能做独立的结构材料使用，只做衬里。

2、材料加工工艺性能好坏，往往是决定材料能否用于生产的关键，例如高硅铸铁在很多介质中耐蚀性能都很好，但因其又硬又脆，切削加工困难，只能采用铸造工艺而且成品率较低，使设备成本费增高限制了它的应用。

此外材料的价格来源经济性。

根据上述原则选材时一般要进行下列几方面的工作：

首先，查阅有关资料，许多耐蚀材料手册及腐蚀数据手册对各种材料在不同介质中的耐蚀性能有定量或定性的介绍；由于实际介质中往往含有多种成分，这些因素在手册中常常反映不出来，应该到生产实际中进行调查研究，根据实际应用情况来选用材料；如果在缺乏这两方面的数据和经验时（特别是新工艺）就要进行材料的耐蚀性能试验。

第二节介质处理

处理介质的目的是改变介质的腐蚀性，以降低介质对金属的腐蚀作用。

通常有以下几种方法。

一、去除介质中的有害成分。

现以锅炉给水的除氧为例说明。水中有害物质之一是溶解在水中的氧，它会引起极化的腐蚀过程。从锅炉给水中排除氧是防止锅炉腐蚀的有效措施。

常用的除氧方法有热力法和化学法两类。

热力法是将给水加热至沸点以除去水中的溶解氧，这是电厂中通常采用的除氧措施。因为锅炉给水本身就必须加热，而且这种方法不需要加入化学药品，不会带来水汽质量的污染问题。

化学法通常是用作给水除氧的辅助措施，以消除经热力除氧后残留在给水中的溶解氧。采用的药品必须能迅速和氧反应，且无害。在电厂中常用联氨、亚硫酸钠。

二、调整介质的PH值

锅炉给水以及工业用冷却水如果含有酸性物质使其PH值偏低（PH<7）则可能产生氢去极化腐蚀，而且钢件在酸性介质中不易生成表面保护膜，此时必须提高PH值以防止氢去极化腐蚀和金属表面保护膜的破坏。提高水的PH值的方法，一般地加氨或胺。

三、降低气体介质中的湿分

当气体介质中含水分较多时，就有可能在金属表面形成冷凝水膜而使金属遭受腐蚀，而且腐蚀率通常随气体相对湿度增加而增加，因而降低气体体质中的湿分是减缓金属腐蚀的有效措施之一。

一般降低气体湿分的方法有以下几种：采用干燥剂吸收气体的湿分；采用冷凝的方法从气体中除去湿分或采用提高气体温度的办法来降低气体中的相对湿度，使水汽不致冷凝。

第三节阳极保护法

将被保护设备与外加直流电流的正极相连，在一定的电解质溶液中将金属进行阳极极化至一定电位，如果在此电位下金属能建立起钝态并维持钝态，则阳极过程受到抑制，而使金属的腐蚀速度显著降低，这时设备得到了保护，这种方法称为阳极保护法。如图6－18所示。