防水防腐之电化学腐蚀

      电化学反应便是金属材料和电解质溶液构成2个电级，构成浸蚀原电池反应。比如铁和氧气，由于铁的电极电势总比氧的电极电势低，因此铁是负级，遭受浸蚀。特点是在产生氧浸蚀的表层会产生很多直徑不一的小起包，次层是灰黑色粉状溃烂浸蚀坑陷。

• 中文名字

• 电化学反应

• 原    料

• 金属材料和电解质溶液

• 组    成

• 浸蚀原电池反应

• 特    征

• 表层会产生很多直徑不一的小起包

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基本上详细介绍

      不纯的金属材料跟溶液的酸碱性触碰时，会产生原电池反应，较为开朗的金属材料丧失电子器件而被氧化，这类浸蚀称为电化学反应。钢材在湿冷的空气中所造成的浸蚀是电化学反应最明显的事例。钢材在烘干的气体里长期不会浸蚀，但湿冷的空气中却迅速便会浸蚀。原先，在湿冷的气体里，钢材的表层吸咐了一层很薄的收缩水，这层收缩水里带有少许的氢氧根离子与氢氧根离子，还融解了o2等汽体，結果在钢材表层产生了一层

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光电催化腐

      溶液的酸碱性，它跟钢材里的铁和少许的碳正好产生许多细微的原电池反应。在这种原电池反应里，铁是负级，碳是正级。铁丧失电子器件而被氧化.电化学反应是导致钢材浸蚀的首要缘故。 [1] 

金属复合材料与溶液的酸碱性触碰 ， 根据电极反应式造成的浸蚀。电化学反应反映是一种氧化还原反应。在反映中，金属材料丧失电子器件而被氧化，其化学反应全过程称之为负级反映全过程，反映物质是进到物质中的金属离子或遮盖在金属表层上的氢氧化物（或金属材料难溶盐）；物质中的成分从金属表层得到电子器件而被复原，其化学反应全过程称之为正级反映全过程。在正级反映全过程中，得到电子器件而被复原的成分习惯性上称之为去极化剂。 [1] 

在匀称浸蚀时，金属表层上各个地方开展负级反映和正级反映的几率沒有明显区别，开展二种反映的表层部位不断任意变化。假如金属表层有一些地区主要开展负级反映，其他表层地区主要开展正级反映，则称前面一种为负级区，后者为正级区，负级区和正级区构成了浸蚀充电电池。立即导致金属复合材料毁坏的是负级反映，所以选用外置电源或用输电线将被维护金属材料与另一块电极电势较低的金属材料相联接，以使浸蚀产生在电位差较低的金属材料上。 [1] 

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有关基本原理

      金属材料的浸蚀基本原理有多种多样，在其中电化学反应是最普遍的一种。当金属材料被置放在溶液中或湿冷的空气电化学反应中，金属表层会产生一种微充电电池，也称浸蚀充电电池(其电级习惯性称为阴、阳极氧化，不叫正、负级)。阳极氧化上产生氧化还原反应，使电极产生融解，负极上产生钝化反应，一般只起传送电子器件的功效。浸蚀充电电池的产生缘故主要是因为金属表层吸咐了空气中的水份，产生一层收缩水，因此使空气中  ，  ， 等融解在这里层收缩水中，产生溶液的酸碱性，而泡浸在这里层饱和溶液中的金属材料又一直不纯的，如工业级的钢材，事实上是铝合金，即除铁设备以外，还带有高纯石墨、珠光体( )及其其他金属材料和残渣，他们大部分沒有铁开朗。那样产生的浸蚀充电电池的阳极氧化为铁，而负极为残渣，又因为铁与残渣紧紧触碰，促使浸蚀持续开展。 [1] 

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普遍方式

金属材料电化学反应按其被损坏的类型可以分成：全方位腐化和部分浸蚀。

全方位浸蚀

      全方位浸蚀就是指在全部金属表层上实现的浸蚀。全方位浸蚀一般来说遍布较为匀称，浸蚀速率相对稳定，机械设备的使用寿命可以预测分析，对机器设备的检验也很容易，一般不可能产生突发性安全事故。全方位浸蚀充电电池的阴、阳极氧化所有是微电极，阳阴极总面积几乎相同，因此反应速率相对稳定。 [2] 

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部分浸蚀

      部分浸蚀就是指只集中化在金属表层部分地区上实现的浸蚀，其他绝大多数地区几乎不浸蚀。部分浸蚀引起的金属材料损失率并不大，可是比较严重的部分浸蚀会造成机械设备的突发毁坏，这类毁坏难以预测分析，通常会产生很大的财产损失，甚至有会造成毁灭性安全事故。依据日本三菱机械制造企业对 10半年度化工厂设备毁坏例子开展的调研结果显示，全方位腐化和高溫浸蚀只占 13.4%，而部分浸蚀占 80%以上。不难看出部分锈蚀的严重后果。 普遍的部分浸蚀有点儿偶浸蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀开裂等。 [2] 

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状况伤害

      因为金属表层与铁垢中间的电位差差别，进而使得材料的部分浸蚀，并且这类浸蚀一般是坑蚀，关键产生在再热器管有堆积物的下边，供热量较高的部位。如喷燃器周边，炉体的向火侧等处，因此容易导致金属材料破孔或过热爆裂。虽然铁和钢的高价位金属氧化物对钢材会造成浸蚀，但浸蚀功效是有局限的，但有氧运动填补时，该浸蚀可能再次开展并加剧。不良影响是特别大的，一方面，它会短时间使停止使用机器设备金属表层遭受大规模浸蚀。另一方面，因为停止使用浸蚀使金属表层造成堆积物及导致金属表层不光滑情况，使发电机组运行和运作时，给排水铁成分扩大。不仅加重了炉体内铁垢的产生，也加重了电气设备运作时的浸蚀。 [2] 

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常见防腐蚀方式

金属材料电化学反应产生的因素许多，影响因素许多，环境要素不尽相同，那样就不可以用一种防腐蚀对策来处理全部浸蚀问题。在金属防腐中较常用的办法有：覆盖维护、光电催化维护、脱硫剂维护。

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覆盖维护

      覆盖维护是用耐腐蚀性能优良的金属材料或非金属材质遮盖在耐腐蚀性能较弱的原材料表层，把基材原材料与腐蚀性物质分隔，以实现操纵浸蚀的目地。表层覆盖保障法不但能提升底材金属材料的抗腐蚀工作能力，并且能节省很多贵金属和铝合金。 [2] 

      不管选用金属材料覆盖或是非金属材料覆盖，都需要与基材金属材料要有优良的结合性，在工程施工前都需要先向机器设备开展表层清除，随后再开展覆盖的工程施工。 表层清除的具体层面便是去油、防锈处理。去油的办法有有机化学去油和光电催化去油。有机化学去油主要是用有机溶液、烧碱溶液清理。如今又出現了一些新式的金属切削液。小量的金属切削液添加高溫、髙压的流水中，清理金属表层的油渍，具备速度更快、清理整洁等优势，但必须专用型清洗机械。金属表层除锈方法有机械设备防锈处理法、酸洗钝化防锈处理法。伴随着科学技术的发展，如今发生了一种新式的除锈的方法，即用酸洗钝化的酸再加上脱硫剂和填充剂做成酸洗膏，擦抹在金属表层，待防锈处理后再自来水清洗整洁，再涂钝化膏，使金属钝化，不会再锈蚀。 [2] 

      表层覆盖有金属材料覆盖和非金属材料覆盖两类。金属材料覆盖一般有双金属、金属材料内衬、电镀工艺、化学镀镍、热喷涂（镀洛）、热浸镀等。非金属材料覆盖有建筑涂料覆盖、玻璃钢防腐内衬、塑胶内衬、砖板内衬等。 双金属、金属材料内衬都是有一定的薄厚，依照安全操作规程工程施工，就可以做到原材料应该有的耐腐蚀功效。一般所说的金属材料覆盖就是指电镀工艺、化学镀镍、热喷涂（镀洛）、热浸镀等，这种覆盖大部分是有孔的，而且非常薄。金属材料覆盖依据他们在物质中的光电催化个人行为可以分成阳极氧化覆盖和负极覆盖。阳极氧化覆盖的电极电势比基材金属材料的电极电势负。应用时，详细的覆盖对基材金属材料有优良的保障功效；即使一致性遭受毁坏，还可以做为阴极保护再次维护基材金属材料免受浸蚀。在一般状况下，锌、镉、铝对碳素钢来讲是阳极氧化性覆盖。负极覆盖的电极电势比基材金属材料的电极电势正。运用时只有设备的维护基材金属材料免受浸蚀。一旦覆盖的一致性被毁坏，它可能与基材金属材料组成浸蚀充电电池，使基材电化学腐蚀速率加速。一般状况下采用的镍、铜、铅、锡、不锈钢板等对碳素钢来讲为阳极氧化性覆盖。 非金属材料覆盖关键是以下列三个层面对基材金属材料起保障功效：隔离作用、缓蚀功效、光电催化功效。非金属材料覆盖在选用时需要从覆盖对自然环境的适应能力、被维护的基材原材料与覆盖的适应能力、施工条件的概率、覆盖的适用性、经济发展上的合理化等五个因素充分考虑。 聚磷酸盐镀层是一种新式的防锈方式。它是根据刷、喷或长期泡浸在带有铁、锌、镁的酸碱性正聚磷酸盐饱和溶液中，产生一层浮油，该浮油由厚而多孔结构的聚磷酸盐细晶体构成，密切的粘接在钢上。这层膜不可以保证优良的耐腐蚀性，因而不直接应用，可是他们为油、蜡、漆给予了较好的基本，协助避免漆层下生锈蔓延。 覆盖维护一般会与光电催化维护、脱硫剂维护协同维护时，覆盖维护实际效果的优劣可以直接危害协同维护实际效果。 [2] 

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光电催化维护

      光电催化维护分成管道阴极保护和阳极保护二种。

      管道阴极保护是将被维护的金属材料与另加电流量开关电源的负级相接，在金属表层进入充足的负极电流量，使合金的电位差成负，进而使金属材料融解速率减少的一种维护方式。管道阴极保护关键技术早已较为完善。在中国开始应用管道阴极保护的设备有电力系统软件电缆线设备、埋与土壤层中的地下管道、埋与地底的储罐、输油管道、燃气输送管、再如桥桩、水利闸门、服务平台等都采用了管道阴极保护。 管道阴极保护在运用的时候会与其他防腐蚀方式协同应用。管道阴极保护与覆盖协同维护，那样因为绝大多数总面积被覆盖遮盖，电流量的耗费大幅减少，与此同时又摆脱了独立选用覆盖维护非常容易发生针眼、部分毁坏等缺陷；管道阴极保护与脱硫剂维护协同应用，可以处理独立应用脱硫剂实际效果并不大、或耗剂量大的缺陷，还可以处理由于构造繁琐独立应用管道阴极保护实际效果欠佳的缺陷。 [2] 

      阳极保护是将被维护的金属结构与另加直流稳压电源的正级相接，在溶液的酸碱性中，使金属结构阳极氧化电极极化至一定电位差，使其创建并保持平稳的钝态，进而阳极氧化融解遭受抑止，浸蚀速率减少，使机器设备获得维护。具备活力-锐性型的金属材料如钛、不锈钢板、碳素钢、镍基高温合金等金属材料可以选用阳极保护，不但可以操纵这种金属材料的全方位浸蚀，并且可以避免电偶腐蚀、晶间腐蚀开裂、应力腐蚀等部分浸蚀。可是阳极保护只有运用于电解质溶液成份特殊、且处在高效液相中的金属材料。物质中卤素灯泡离子浓度不可以超出一定临界点，不然这种活力正离子会毁坏金属材料钝态，进而把阳极保护作用毁坏掉。在中国阳极保护运用成效显著的机器设备有：盐酸生产制造中的碳素钢储罐、各种各样热交换器、三氧化硫产生器等；氢氧化钠及氨盐生产制造中的增碳塔、氢氧化钠储罐等。 阳极保护与覆盖维护协同应用，只必须钝化遮盖不紧的地区，临界值钝化电流量大大的减少，项目投资花费大大减少；因为阳极氧化总面积大大的减少，活性后再次钝化也非常容易。阳极保护与脱硫剂协同维护，能减少临界值电流强度，降低项目投资花费。比如氯化铵、尿素溶液溶液里加重铬酸钠，尿素溶液、氢氧化钠里加硫氰酸钠等有机物脱硫剂，并与阳极保护协同应用，实际效果非常好。 [2] 

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脱硫剂维护

      脱硫剂维护是根据加上小量能阻拦或缓解电化学腐蚀的成分使金属材料获得维护的方式。脱硫剂维护的特征是项目投资少、成效快、方便使用。可是脱硫剂的运用也是有一定的局限：脱硫剂不适合在持续高温下应用、只有用在封闭式和循环系统的管理体系中、具备很强的目的性、环境污染及废水收购解决问题也应深思熟虑。因此脱硫剂在应用时需要依据详细情况严苛挑选。在中国脱硫剂是很重要的防锈方式之一，广泛运用于原油、化工厂、钢材、机械设备、驱动力、运送等单位。 脱硫剂与其他防腐蚀方式协同应用，获得的实际效果更好。

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