大氣可以說是最普通、 最常見的腐蝕介質,絕大多數的金屬材料和構件是暴露在大氣中的。大型的建筑工程如橋梁、 建筑物的鋼架、 各種機器設備、 運輸器械、 武器、 管道以及大多數金屬制件,都會遇到大氣腐蝕問題。
一般從金屬腐蝕的角度出發,將大氣大致地分成三大類型: 城市大氣、 農村大氣和海洋大氣。
城市大氣的主要特點是污染比較嚴重,特別是二氧化硫和氮氧化物的污染;海洋大氣的特點是濕度較高,而且空氣中有含氯離子的微小水粒。這些都是容易引起金屬腐蝕。
一般往往認為,農村大氣比較潔凈,對金屬的腐蝕性比較小。但實際上問題還要更加復雜。首先,不同地區的年平均溫度和晝夜溫差的情況差別極大; 其次,各地降水的情況也差別很大。尤其像我國這樣幅員廣大的國家,從氣候上說就有八個氣候帶,有七種類型的大氣環境。由于生產規模擴大和環保技術的落后而引起的大氣污染, 如酸雨問題,已經不僅局限于城市地區,而且跨地區甚至跨國家地擴散,何況像我國鄉鎮工業的蓬勃發展,許多地方的農村大氣已經不像原來那樣潔凈。所以只有了解金屬材料大氣腐蝕的規律和當地大氣的具體情況后,才有可能對于金屬材料的大氣腐蝕可能的情況或趨勢,做出初步的估計。
對于金屬材料的大氣腐蝕可以總結出如下幾點:
(1 ) 對于鋼鐵的大氣腐蝕來說,二氧化硫是氣體中最有害的物質。二氧化硫也會使鋅和鎳發生較嚴重的腐蝕。二氧化硫對銅和黃銅的影響要小一些,而對于鋁則沒有影響。
(2 ) 在表面潮濕和供氧充分的條件下,氯離子對于鋼鐵也能引起嚴重腐蝕,但對于鋅的腐蝕影響最嚴重。黃銅因含有合金成分鋅,會引起脫鋅腐蝕。鋁的薄氧化物膜一旦受到氯離子的侵襲破壞,會發生快速的腐蝕。
(3 ) 對銅及銅合金最有害的是氨。但氨對其他金屬的影響不大。
(4 ) 硫化氫會使除鋁和錫以外所有其他做試驗的金屬的表面變色, 引起鋼鐵的腐蝕。金屬表面失去光澤 ( tarni-shing)有兩種情況:一種情況是:本來光亮平整的金屬表面由于腐蝕而變粗糙, 這是將發展為更嚴重腐蝕破壞的第一步;另一種情況是在金屬表面生成了一層致密的腐蝕產物薄膜,使金屬表面失去光澤。后一種情況雖然會使腐蝕速度很快降下來,不會造成十分嚴重的腐蝕破壞,但對于裝飾性拋光的金屬表面或對于精密的金屬部件,仍是不允許發生的。在含有硫化氫的氣氛中,即使像銀和金這樣的貴金屬,也會失去光澤。
(5 ) 總的說來, 凡是能生成吸濕性的腐蝕產物的情況,腐蝕都比較嚴重。鐵、 鎳和鋅的硫酸鹽都具有吸濕性,氯化鋅和氯化鋁也都能吸收空氣中的水分而潮解,而且潮解溶液酸性很強,所以會出現上面實驗的結果。濃硫酸本身是吸水性很強的,它實際上是一種干燥劑,所以在濃硫酸上面的空間中,幾乎不進行大氣腐蝕。
大氣中會影響金屬腐蝕的除有害的氣體外,還有污染大氣的固體沉降物。對于金屬的大氣腐蝕來說,大氣中的固體沉降物可以分成三類:
(1 ) 顆粒本身并不具有腐蝕活性而且也不能吸附其他物質。這主要是砂粒,其成分主要是二氧化硅;
(2 ) 顆粒本身并不具有腐蝕活性,但具有導電性,而且電位比較高,能成為腐蝕微電池的陰極,而且吸附性較強,能吸附有害氣體。這樣的顆粒主要是煤炭粒子。
( 3 ) 顆 粒 本 身 就 是 腐 蝕 活 性 的 物 質。 主 要 是( NH4 )2 SO4 、 NaCl 等鹽類的微粒。
責任編輯:趙澤南
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