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金属防腐(有很多方法可以减缓或防止它)

金属防腐(有很多方法可以减缓或防止它)

在几乎所有情况下,金属腐蚀都可以通过使用适当的技术来控制、减缓甚至停止。根据金属被腐蚀的情况,防腐蚀可以采取多种形式。防腐技术一般可分为 6 组:

环境改造

腐蚀是由周围环境中金属和气体之间的化学相互作用引起的。通过从环境中去除金属或改变环境类型,可以立即减少金属劣化。

这可能就像通过在室内储存金属材料来限制与雨水或海水的接触一样简单,也可能是直接操纵影响金属的环境的形式。

减少周围环境中硫、氯化物或氧含量的方法可以限制金属腐蚀的速度。例如,热水锅炉的给水可以用软化剂或其他化学介质处理,以调节硬度、碱度或氧含量,以减少对设备内部的腐蚀。

金属选择和表面条件

没有一种金属在所有环境中都能免受腐蚀,但通过监测和了解导致腐蚀的环境条件,改变所使用的金属类型也可以显着减少腐蚀。

金属耐腐蚀性数据可与环境条件信息结合使用,以决定每种金属的适用性。

旨在防止在特定环境中腐蚀的新合金的开发一直在生产中。哈氏合金镍合金、Nirosta 钢和 Timetal 钛合金都是为防腐蚀而设计的合金的例子。

监测表面状况对于防止金属腐蚀变质也很重要。裂缝、裂缝或粗糙表面,无论是由于操作要求、磨损还是制造缺陷,都可能导致更大的腐蚀速率。

适当监测和消除不必要的易损表面条件,以及采取措施确保系统设计能够避免反应性金属组合,并且在金属部件的清洁或维护中不使用腐蚀剂,这些都是有效减少腐蚀计划的一部分.

阴极保护

当两种不同的金属一起位于腐蚀性电解质中时,就会发生电偶腐蚀。

这是一起浸没在海水中的金属的常见问题,但当两种不同的金属靠近浸没在潮湿的土壤中时,也会发生这种问题。由于这些原因,电偶腐蚀经常侵蚀船体、海上钻井平台以及石油和天然气管道。

阴极保护的工作原理是通过施加相反的电流将金属表面上不需要的阳极(活性)位点转换为阴极(无源)位点。这种相反的电流提供自由电子并迫使局部阳极极化到局部阴极的电位。

阴极保护可以采取两种形式。首先是引入原电池。这种被称为牺牲系统的方法使用金属阳极,引入电解环境,牺牲自身(腐蚀)以保护阴极。

虽然需要保护的金属可能会有所不同,但牺牲阳极通常由锌、铝或镁制成,这些金属具有最大的负电势。电流系列提供了金属和合金的不同电势(或贵金属)的比较。

在牺牲系统中,金属离子从阳极移动到阴极,这导致阳极比其他情况更快地腐蚀。因此,必须定期更换阳极。

阴极保护的第二种方法称为外加电流保护。这种方法通常用于保护埋地管道和船体,需要为电解液提供替代的直流电源。

电流源的负极连接到金属,而正极连接到辅助阳极,辅助阳极被添加以完成电路。与原电池(牺牲)阳极系统不同,在外加电流保护系统中,不会牺牲辅助阳极。

抑制剂

缓蚀剂是与金属表面或引起腐蚀的环境气体反应的化学物质,从而中断引起腐蚀的化学反应。

抑制剂可以通过将自身吸附在金属表面并形成保护膜来发挥作用。这些化学品可以作为溶液或通过分散技术作为保护涂层应用。

缓蚀剂减缓腐蚀的过程取决于:

  • 改变阳极或阴极极化行为
  • 减少离子向金属表面的扩散
  • 增加金属表面的电阻

缓蚀剂的主要最终用途行业是石油精炼、石油和天然气勘探、化学生产和水处理设施。缓蚀剂的好处是它们可以原位应用于金属,作为防止意外腐蚀的纠正措施。

涂料

油漆和其他有机涂料用于保护金属免受环境气体的降解影响。涂料按所用聚合物的类型分组。常见的有机涂料包括:

  • 空气干燥时促进交联氧化的醇酸树脂和环氧酯涂料
  • 两部分聚氨酯涂料
  • 丙烯酸和环氧聚合物辐射固化涂料
  • 乙烯基、丙烯酸或苯乙烯聚合物组合乳胶涂料
  • 水溶性涂料
  • 高固含量涂料
  • 粉末涂料

电镀

金属涂层或电镀可用于抑制腐蚀并提供美观的装饰性饰面。有四种常见的金属涂层类型:

  • 电镀:在电解槽中将一层薄金属(通常是镍、锡或铬)沉积在基材金属(通常是钢)上。电解质通常由含有待沉积金属盐的水溶液组成。
  • 机械电镀:金属粉末可以通过在处理过的水溶液中与粉末和玻璃珠一起翻滚来冷焊到基材金属上。机械电镀常用于在小型金属零件上镀锌或镉
  • 化学镀:在这种非电镀方法中,使用化学反应将涂层金属(例如钴或镍)沉积在基底金属上。
  • 热浸:当浸入保护性熔浴中时,镀层金属会在基材金属上附着一层薄薄的涂层。

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