1.3.5.1化工

    化工行業涵蓋領域很廣。僅按大類就可分為基本無機化學工業、化學礦山工業、化肥與農藥工業、合成樹脂與塑料工業、化學纖維工業、日用化學工業、化學添加劑工業、涂料染料工業等多個子行業。

    化學工業中，由于各種酸、堿、鹽和有機溶劑等強腐蝕介質的存在，材料設備的腐蝕問題尤為嚴重。化工行業中的腐蝕問題，輕則導致設備損壞，重則造成事故甚至引發災難。

    除造成重大經濟損失，化工生產過程中所涉及到高溫、高壓環境和大量易燃易爆化學物質。由化工設備腐蝕造成的泄露容易引起爆炸、火災等重大惡性事故，造成人身傷亡。此外，化工生產由于腐蝕造成的環境污染也不容忽視，由于跑、冒、滴、漏以及泄出廢氣、廢液所造成的環境污染嚴重。例如，硫酸廠的腐蝕會造成硫化物的泄漏，氯堿廠的腐蝕會造成氯氣、鹽酸等的泄漏，硝酸廠的腐蝕會造成氮氧化物的泄漏等等不勝枚舉。對化工廢料處理不當，對生態環境的危害性也是其他部分無法相比的。

    硫酸工業、氯堿工業（氯氣、鹽酸、燒堿）以及化肥工業（合成氨）是化工行業中的三個重點領域。

    1）硫酸行業

    作為最活潑的無機強酸之一，硫酸在化肥、冶金、石油、機械、醫藥等工業的生產中都是不可缺少的原料。

    硫酸腐蝕受其濃度、溫度、流速以及雜質作用的影響。完全干燥的SO2的腐蝕性很小。隨環境濕度增大，SO2形成酸性電解質，腐蝕性增強。硫酸生產設備受SO2腐蝕的嚴重程度還與溫度有關。例如，在換熱器進口處氣體溫度較低，因此腐蝕嚴重。而在管子內壁，受高溫轉化氣的作用，腐蝕就很輕微。硫酸生產裝置容器內部還能發生湍流腐蝕，湍流腐蝕主要與硫酸的流速以及硫酸中含有的雜質固相顆粒有關。

    2）氯堿行業

    工業上用電解飽和氯化鈉水溶液的方法制取氫氧化鈉、氯氣、氫氣，并以它們為原料生產一系列化工產品，稱為氯堿工業。氯堿工業一直是化工行業中腐蝕問題最為嚴重的一個部門，其各個工序所涉及到的多種環境均具有較強的腐蝕性。

    鹽水工序是指為得到氯化鈉電解溶液所進行的溶解、精制、澄清、過濾、中和等步驟的總稱。該工序的主要腐蝕性介質為氯化鈉水溶液。電解工序中，主要將飽和氯化鈉溶液電解生產氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液。除氯氣、氫氧化鈉以外，電解工序中還涉及有雜散電流引起的腐蝕問題。堿濃縮通過加熱將電解液中的水分蒸出，以提高堿液的濃度，同時也把電解液中剩余的NaCl回收，并提高堿液的質量。氯處理工序，氯氣的化學性質非常活潑，在常溫下干燥的氯氣對大多數金屬的腐蝕較輕，隨著溫度升高，腐蝕加劇。

    氯堿工業中，堿濃縮工序主要通過合理的選用耐蝕金屬材料進行腐蝕控制。非金屬材料在鹽水工序、電解工序和氯處理工序中應用非常廣泛。玻璃鱗片涂層和襯里是近年來使用較普遍的一項具有耐腐蝕性和耐磨性能優異的防腐蝕新技術。

    3）化肥行業

    化肥工業是化工行業中非常重要的一個部門。化肥工業主要生產氮肥、磷肥、鉀肥、復合肥料等。主要介紹氮肥工業中合成氨工藝的腐蝕與防護問題。合成氨指由氫和氮在高溫高壓催化劑下直接合成的氨。

    液氨受空氣污染后可促進碳鋼的應力腐蝕開裂。合成氨裝置在生產運行中要承受高溫、高壓，并面臨硫化氫、二氧化碳、氫氣、甲烷和氮氣等腐蝕介質腐蝕威脅。CO2溶于水后對部分金屬有強腐蝕作用，CO2腐蝕的特征是呈現局部的點蝕。合成氨生產工藝中的循環水系統是所有工業循環冷卻水中最不穩定的系統之一，存在嚴重的腐蝕問題。由于液氨的泄露或空氣中的氨氣的溶解，循環水中含有較高的氨濃度。這種富氨的水環境為細菌的滋生提供充足的養分。

    液氨在合成氨及制冷領域中得到廣泛使用，影響液氨腐蝕的因素有很多，其中最重要的是材料成分的組織與性能，以及液氨的熱處理工藝，設備的使用溫度等方面。合成氨工業中主要通過金屬材料的使用進行腐蝕控制。

    我國化工行業的腐蝕問題普遍存在，腐蝕控制整體水平還比較低。腐蝕問題對化工行業安全生產帶來諸多隱患，影響巨大。除了從技術層面解決化工行業中的腐蝕問題之外，在化工生產的管理中也應給予防腐工作足夠的重視。對企業來說，大型企業對腐蝕控制及防護重視程度較高，基本上都具有完善的腐蝕監測制度和配備了專門的防腐蝕崗位人員。中小企業在專職防腐隊伍建設方面比較欠缺，同時在防腐經費投入比例相對較低，防腐蝕意識不強。而近期連續發生的多起化工安全事故，相關政府部門也給予了一定的重視，然而，只有從全局和未來著眼，健全和完善化工安全監管機制，以破解重化工時代公眾的安全憂慮。

    首先，應加強對腐蝕危害性和防腐蝕工作重要性的宣傳和教育。其次，在生產管理中實行“全面腐蝕控制”的方針，才能把防腐工作從消極的、治標的被動局面轉變成積極的、治本的主動局面。

    現代的腐蝕管理體系不是一個獨立的工藝過程，而是貫穿在整個工業生產過程中，主要包含以下幾個方面，第一，將腐蝕因素事先考慮入工程的前期準備工作中，如在項目計劃時就對可能產生的腐蝕問題進行安全評估，做好預期的腐蝕防護方案，進行相關材料的選擇；第二，腐蝕應作為最主要的生產事故的因素之一，定期進行腐蝕隱患的排查應列入設備的維修、維護和生產各環節中，合理的利用防腐蝕技術和產品，預防避免腐蝕引起的事故；第三，把腐蝕因素編入企業的安全生產管理體系，由全體員工共同執行；最后，對防腐工作的重視，增加防腐工作人力物力的投入。防腐蝕工作不能只停留在口頭上，必須要在人力、物力和財力上加以保證，并在制度上給予確保。

    （節選自《我國化工行業腐蝕成本調查報告》）

    1.3.5.2文物古跡

    中國是一個歷史悠久的文明古國，中華民族在漫長的歲月中，創造了燦爛輝煌的人類文明，留下了無數的文物瑰寶。文物是人類社會歷史發展的重要實物見證，體現了歷代政治、經濟、文化、藝術和軍事等的發展水平，也是后人研究歷史、文化藝術和古代科學技術發展歷程以及教育、啟迪后來者的極其重要而寶貴的實物資料。

    然而，歷經了千百年滄桑和磨難，大多數文物由于自然環境的侵蝕和人為破壞，已受到不同程度的腐蝕和損壞，有些已經散失，有些處于瀕危狀態，亟待修復和保護。自然因素除突發性災害外，還包括氣候變化、環境污染、陽光輻射、霉菌繁殖等因素造成文物的腐蝕、風化、糟朽、褪色、腐朽等，如：金屬文物的銹蝕、穿孔；竹木漆器的收縮開裂、扭曲變形、蟲蛀霉變、糟朽；絲麻棉毛類文物的褪色、變色、霉變、脆裂甚至灰化；書畫等紙質文物的變黃、變脆、霉變和脫膠；壁畫彩繪類文物的潮解、酥堿、起甲、剝落和變色；石質文物的風化和開裂等等。腐蝕正以驚人的速度吞噬著這些寶貴的文化遺產，文物的藝術價值、社會價值和經濟價值急劇流失、造成國有資產的巨大損失。

    保護文物則是通過各種科學技術手段研究文物性狀和腐蝕機理，探索文物保護的材料和工藝，達到“修舊如舊”的審美效果，同時，減輕和延緩文物的腐蝕。文物腐蝕與保護是涉及政治、經濟、歷史、考古、藝術等人文社會科學和材料、物理、化學、生物、環境等自然科學的一門多學科相互交叉、滲透的邊緣學科。

    文物是我國珍貴歷史文化遺產的重要組成部分，是我國文物博物館事業發展的重要資源，也是傳承和弘揚中華民族精神的重要載體。保護好文物，就是保護我國珍貴的歷史文化遺產，就是支持我國文物博物館事業，就是傳承和弘揚中華民族精神。然而，各種社會條件和自然環境的變化，對保存至今的大量文物造成了難以彌補的損害，日趨嚴重的腐蝕病害加重了文物的損壞，造成了國有資產的巨大損失。因此，為了避免文物的進一步腐蝕損失，挽回國有資產的損失，文物的保護成為文物收藏單位的首要工作。

    黨中央、國務院歷來十分重視歷史文化遺產保護工作。我國憲法規定，“國家保護名勝古跡、珍貴文物和其他重要歷史文化遺產”。黨的十八大之后，“文化興國”的戰略開始提上日程，文物保護工作更加必要。

    “十五”期間，國家文物局組織實施了《全國館藏文物腐蝕損失調查》項目，這是新中國成立以來，首次針對國有館藏文物開展的文化遺產科技調查評估行動，歷時3年，耗資超千萬人民幣，在近5000名專業技術人員的共同努力下，基本掌握了全國館藏文物的現狀。調查結果表明，由于受到保護條件、保護設施、保護技術手段等多方面因素的制約，我國各類材質的館藏文物，普遍存在不同程度的自然病害，藏品總數中有一半以上遭受了各種程度的自然腐蝕損害。館藏文物中保存基本完好的僅占49.34%，有50.7%、近745萬件館藏文物存在不同程度的腐蝕損害。其中處于瀕危腐蝕程度文物29.5萬余件（組），重度腐蝕程度文物213萬余件（組）。中度腐蝕程度文物501.7萬余件（組），分別占全國館藏文物總數的2.01%、14.52%和34.13 %，文物腐蝕損失狀況相當嚴重。文物腐蝕造成的文化和經濟損失極為慘重。

    造成館藏文物腐蝕嚴重的原因是多方面的。首先，館藏文物本體保護缺乏科技支撐，科研成果不能滿足館藏文物保護需求，造成館藏文物保護修復機構設置不健全、館藏文物保護修復指導性論著匱乏、保護修復材料研發落后；其次，經費投入嚴重不足，館藏文物保護缺乏資金支持，造成文物保存環境普遍較差，不能為文物提供一個安全的保存環境；最后，文物腐蝕保護方面的專業人才嚴重缺乏，文物保護工作人員在專業、年齡方面分布不合理。綜上所述，文物腐蝕保護是一項任重道遠的工程。

    廣義上的文物腐蝕破壞，稱為“文物病害”，是由于環境變化、應力侵蝕、人為破壞等因素，文物在物質成分、結構構造、外貌形態上會發生一系列不利于文物安全或有損文物外貌的變化。

    文物的腐蝕類型多種多樣，以金屬文物腐蝕為例，主要的腐蝕類型包括：

    1）表面硬結物：文物表面的硬質附帶物。

    2）瘤狀物：腐蝕產物或環境介質在表面局部堆積、鼓包。

    3）層狀堆積：腐蝕產物、環境介質在表面按不同顏色較平整地交替疊加。

    4）點蝕坑：由于小孔腐蝕造成的金屬表面一定密度、一定深度的蝕坑。

    5）粉狀銹：青銅中常見的銹蝕產物，分有害銹和無害繡。其中，有害銹含有活性氯離子，我們上面也提到，會給青銅器和鐵質文物造成嚴重的腐蝕破壞。

    6）無害銹：對文物基本不產生明顯影響的穩定銹蝕產物。

    7）腐蝕層覆蓋銘文：腐蝕產物將器物上的銘文或花紋遮蓋。

    8）通體酥解：金屬文物長期在有害銹的作用下，器物全部礦化。

    9）形體裂縫、變形、開裂、殘損：器物因機械作用（碰撞、擠壓）、應力腐蝕等原因造成的損壞。

    10）人為損傷痕跡：人為在器物表面的劃痕、刻痕等。

    在這些文物的腐蝕當中，最嚴重也是最容易喪失掉價值的便是金屬文物，而紙質文物、木質文物、石質文物、紡織品文物、骨質文物的腐蝕也需要我們多加關注。

    青銅器的出現，不僅改變了人們的生產生活條件，促進了人類社會文明的進步，使人類社會完成了由石器時代到青銅器時代的轉變，同時也帶來了諸多的藝術價值。氯離子是青銅器的破壞者，因為其危害性在于腐蝕反應會在銅基體內反復進行。

    人類對鐵的冶煉技術應用，使人類完成了由青銅器時代向鐵器時代的轉變，也加速了人類社會由奴隸社會向封建社會轉變的歷史進程。由于鐵的化學性質活潑，大部分鐵質文物都受到了不同程度的腐蝕。另外，鐵器在潮濕環境下如果遇到硫酸鹽、硫化物，也會受到嚴重的腐蝕破壞，產生硫化鐵、硫酸鐵等腐蝕產物。

    金器和銀器在中國古代金屬當中有著重要的分量，大部分被王公貴族使用，也是古代中國貨幣度量的一種器具。對于純金制品的文物來說，一般不需要特別的防腐蝕保護，只要控制好氯離子環境即可。銀雖然也是一種化學性質非常穩定的金屬，但也存在一定程度的腐蝕。

    紙質文物以書籍、繪畫、文獻、珍貴藝術品等形式，傳承者中華民族幾千年的文明。然而，隨著時間的推移，酸的作用、溫濕度劇變、光的照射、有害氣體的侵蝕、微生物的作用等等，都腐蝕掉紙質文物，破壞掉這些文化遺產。

    木質文物是博物館和文物保管單位所收藏和保管的一大類文物，它容易遭受環境生物、物理和化學等許多因素的破壞。木質文物的損害類型有三類：蛀孔與腐朽、表面酥解粉化、變形開裂。

    石質文物是祖先留給我們的重要遺產，由于在漫長的歷史歲月中遭受長期的自然損害，以及不同程度的人為破壞等原因，至今大部分風化十分嚴重，有些已經危脅到文物的長久保存。

    絲織品由蠶絲加工而成，蠶絲是一種天然蛋白質纖維，是由蠶體內絹絲腺分泌出的絲液凝固而成，主要含有絲素、絲膠及少量其他物質。按材料的性質來分，紡織品文物可以分為五類：有絲織品、麻織品、棉織品、范織品和其他草編織物文物。

    骨質文物主要包括人類的遺骨、動物的骨骼等等，由于骨質本身的特點，它極易受自然環境中溫濕度變化，酸、堿、鹽等化學物質及細菌的腐蝕破壞。有時剛出土的骨骼或骨器，表面看去完整無損，但經不起觸動，甚至觸之即碎，如果不采取適當的保護措施，一旦破碎就很難復原。

    文物的防腐蝕措施主要分為4個大類，主動預防保護文物，金屬文物的表面處理，非金屬文物表面處理，金屬文物表面緩蝕劑保護。

    文物的腐蝕控制有預防型保護與主動性保護的區別。預防性保護是指從文物的外圍而不是本體出發，采用各種措施達到文物腐蝕控制的目的。主要的手段有：溫度、濕度控制，防空氣污染，對自然災害的預防等。主動性保護就是對文物直接進行保護和修復，一般先要對文物的腐蝕部分進行清理，對文物進行修復，再添加緩蝕或者封護，有一套完整的保護程序。