簡說腐蝕及其控制
 

　　本欄目將闡述金屬腐蝕的基本概念、基本理論介紹典型的腐蝕現象、原因分析、腐蝕規律和機理以及相關的腐蝕控制方法，以增強分析和解決腐蝕問題的能力，為積極投身到偉大的腐蝕科學實踐活動中迅速提高和創新我國腐蝕及防護科技水平而努力奮斗。
 

　　腐蝕不僅造成原材料的大量消耗、資源的浪費，所引起的環境污染會直接導致水土資源更加緊缺。而且，腐蝕大大限制了新技術、新工程的實現，還嚴重威脅著人類的生命安全。可以預示本世紀我國的腐蝕損失，隨著經濟騰飛將保持持續增長的態勢。
 

　　盡管我國腐蝕科學與技術已經取得了長足的進展，改革開放后，市場經濟又為與腐蝕相關的產業發展注入了更強的活力，但由于腐蝕及其控制是跨行業、跨部門、既帶有共性又是交叉學科領域的科學技術，防腐也不直接創造經濟效益，所以并未得到應有的重視和發展。
 

　　腐蝕好比材料及設備在“患病”，嚴重的局部腐蝕猶如“癌癥”。我們腐蝕與防護工作者就是設備的“大夫”。為建設資源節約型、與環境友好型的社會，為實施可持續發展的任務保駕護航。同樣要像關注醫學、環境保護和減災一樣關注腐蝕問題。
 

　　為適應新形勢，應實現全面腐蝕控制，減低資源消耗，防止地球上有限的礦產資源過早枯竭，保護環境，共建一個良好的生態環境，還我們一個綠色地球。為此，正確認識腐蝕問題，加強腐蝕科學的基礎理論研究，努力研發并積極推廣應用先進的腐蝕控制新技術，大力普及防腐知識，加強行業培訓，顯著提高腐蝕與防護工作者們的素質、水平和創新能力迫在眉睫。
 

腐蝕的代價
 

　　腐蝕是材料與周圍環境作用而產生的損壞。它每時每刻在靜悄悄地進行著。因此腐蝕常常不被人們所注意。但是，腐蝕造成的經濟損失驚人，代價巨大。
 

　　據調查統計：世界因腐蝕造成的經濟總損失為自然災害(地震、風災、水災、火災等)損失總和的六倍左右，圖1為示意圖。
 

　　圖1腐蝕損失是自然災害的6倍
 

　　腐蝕每年造成的經濟損失占各國國民經濟總產值GNP的1～5%。例如：
 

　　美國每年由于腐蝕損失約3000億美元,占GNP4%左右。
 

　　我國腐蝕調查統計每年腐蝕損失5000億人民幣,約占GNP4%以上。尤其是腐蝕嚴重的化學工業部門就達300億以上。化工生產中的事故因腐蝕而發生的占總事故中的30%左右。
 

　　材料腐蝕的直接損失
 

　　世界上每年因腐蝕報廢的鋼鐵設備、構件約占鋼鐵總生產量的30%,如其中的2/3能回收再生,有總量10%的報廢設施則因腐蝕而永遠流失,—去不復返,(見圖2)。
 

　　圖2材料腐蝕的直接損失
 

　　腐蝕的間接損失。
 

　　要知道金屬設備、構件的價值遠遠超過材料本身的價值,加之因腐蝕造成生產停頓、環境污染、突發事故以及各種影響,使腐蝕引起的間接損失巨大。有時難以估計。
 

發生原因
 

　　從熱力學觀點來看,在自然界中,除少數貴金屬如金、鉑外,絕大多數金屬都是以礦物(化學物狀態)形式存在。為了獲得純金屬,人們需要消耗大量的能量從礦物中去提煉(這就是冶金過程)。因此,提煉出來的純金屬是處于不穩定狀態,都自發地與周圍介質發生作用進而又變成化合物狀態的傾向,即回復到它的自然存在時的穩定狀態(礦物)(見圖3)。可見,金屬腐蝕過程是冶金過程的逆過程,金屬發生腐蝕是一種自發傾向。
 

　　圖3金屬與礦物之間的轉化過程
 

　　在自然界環境或介質中,往往存在著容易奪取金屬原子中電子的物質(稱氧化劑),例如0₂,H⁺等。使腐蝕過程得以順利進行,金屬將失去電子被氧化成金屬離子而受到腐蝕。
 

　　所以,金屬腐蝕發生的根本原因是:金屬所處的環境或介質中有氧化劑的存在。
 

　　金屬腐蝕無所不至、無縫不鉆、無孔不入,我們不能改變腐蝕的熱力學規律,然而,腐蝕的速度是可控的。工業發達國家的防腐實踐已經表明:利用現代腐蝕科學知識及防腐蝕技術,腐蝕的經濟損大可降低約1/3。
 

　　與腐蝕作斗爭就是通過人類的科技活動,利用各種防腐蝕措施把腐蝕速度降低,控制腐蝕速度在盡可能小的程度或工程上允許的范圍內。
 

控制途徑
 

　　腐蝕現象和機理比較復雜,影響因素諸多。但只要在腐蝕發生、發展進行過程中的各步驟和細節上設置任何障礙,對腐蝕速度的降低均有效。因此,腐蝕的控制途徑是多方面的：
 

　　(1)正確選材:包括金屬材料和非金屬材料。
 

　　(2)介質處理:除去對腐蝕有害的成份,如去氧、去濕、改變PH值等。或添加緩蝕劑。
 

　　(3)電化學保護:包括陰極保護和陽極保護技術。
 

　　(4)表面覆蓋層:將耐蝕材料利用涂、鍍、噴、滲、襯各種施工方法,覆蓋在被腐蝕材料的表面,另外還有表面的氧化和磷化等。
 

　　(5)合理的防腐設計:包括設備結構設計(整體的和局部的)和工藝流程的設計。
 

　　(6)科學的防腐管理:對防腐設計、施工、運行維護操作規程、記錄、檔案的統一管理亦是腐蝕控制是否良好的關鍵因素。
 

　　工程上具體選擇防腐方案時應綜合考慮并遵循 “科學、合理、經濟、可行”的原則,并要特別注意：
 

　　一種防腐方法并不是萬能的，它不能解決所有的腐蝕問題。
 

　　一個腐蝕問題也不限于只用一種方法來解決,用兩種或兩種以上的措施聯合防腐往往能獲得極佳的效果。
 

　　防腐的實踐經驗告訴我們，做好腐蝕控制一定要：正確選材、合理設計、精心施工、科學管理”。