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金屬材料的腐蝕與防護

日期: 2017-04-30
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?????? 金屬的腐蝕機理,腐蝕發生的原因。金屬的腐蝕現象和機理比較復雜,但可以通過合理地選用材料、有效地采取防腐蝕措施來減緩金屬材料的腐蝕速度,這對于延長設備壽命、降低成本、提高勞動生產率都具有十分重要的意義。
一、金屬材料的腐蝕機理
1、金屬腐蝕的分類
  按照金屬的腐蝕機理可以將金屬腐蝕分為化學腐蝕與電化學腐蝕兩大類?;瘜W腐蝕就是金屬與接觸到的物質直接發生氧化還原反應而被氧化損耗的過程;電化學腐蝕就是鐵和氧形成兩個電極,組成腐蝕原電池,因為鐵的電極電位總比氧的電極電位低,所以鐵是陽極。遭到的腐蝕不管是化學腐蝕還是電化學腐蝕,金屬腐蝕的實質都是金屬原子被氧化轉化成金屬陽離子的過程。
2、金屬腐蝕的發生?
?????? 自然界中只有極少數金屬(例如金、鉑等)能以游離狀態存在,而大多數金屬都需要從它們的礦石中用不同的能量冶煉出來。因此,從熱力學觀點來看,金屬的腐蝕是很自然的事。金屬受周圍介質的化學及電化學作用而被破壞,這種現象叫做金屬的腐蝕。由于腐蝕導致的金屬破壞都從表面開始,而破壞的程度,一般來說也是表面最大。在液態和固態電解質中腐蝕過程是電化學過程。因此,腐蝕能否進行取決于金屬能否離子化,而金屬離子化的趨勢可以用電極電位(E)表示。? 金屬在電解質中的腐蝕是一種電化學變化[2],它的進行依照法拉第定律及歐姆定律,△W=(Ec-Ea)te/(96500AR) 式中,e為常數,如粗略地認為R不變時,則腐蝕速率(△W/t)與(Ec-Ea)成正比,而與A成反比。(Ec-Ea)因極化關系有所變化,因此腐蝕率也會隨時間變化;陽極面積(A)較小時,腐蝕率將會隨著提高。金屬腐蝕時,陽極釋放電子的陽極過程和陰極獲得電子的陰極過程是在同一金屬表面進行的。
二、金屬防護的方法
1、改善金屬的環境
?????? 改善環境對減少和防止腐蝕有重要意義。例如,減少腐蝕介質的濃度,除去介質中的氧,控制環境溫度、濕度等都可以減少和防止金屬腐蝕。也可以采用在腐蝕介質中添加能降低腐蝕速率的物質(稱緩蝕劑)來減少和防止金屬腐蝕。
2、在金屬表面形成保護層
??????在金屬表面覆蓋各種保護,把被保護金屬與腐蝕性介質隔開,是防止金屬腐蝕的有效方法[3]。工業上普遍使用的保護層有非金屬保護層和金屬保護層兩大類。它們是用化學方法、物理方法和電化學方法實現的。該法就是使金屬表面形成轉化層和加上一層堅固的保護層,達到隔離大氣保護金屬的目的.如對金屬表面實施電鍍、化學鍍以及氧化、磷化處理等,可使金屬表面覆蓋一層耐腐蝕的保護層;也可以對金屬表面氮化。滲鉛、滲鉻等使金屬表面合金化;再有,可采用涂料保護法,即對金屬涂防銹材料如油漆,防銹油脂,塑料、橡膠、搪瓷、陶瓷等.這些方法在國內外均廣泛有效地被使用著。
a、金屬的磷化處理
 ???鋼鐵制品去油、除銹后,放入特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡,即可在金屬表面形成一層不溶于水的磷酸鹽薄膜,這種過程叫做磷化處理[4]。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般為5~20μm,在大氣中有較好的耐腐蝕性。膜是微孔結構,對油漆等的吸附能力強,如用作油漆底層,耐腐蝕性可進一步提高。
b、金屬的氧化處理
????? 將鋼鐵制品加到NaOH和NaNO2 的混合溶液中,加熱處理[5],其表面即可形成一層厚度約為0.5~1.5 μm的藍色氧化膜(主要成分為FeO ),以達到鋼鐵防腐蝕的目的,此過程稱為發藍處理,簡稱發藍。這種氧化膜具有較大的彈性和潤滑性,不影響零件的精度,故精密儀器和光學儀器的部件,彈簧鋼、薄鋼片、細鋼絲等常用發藍處理。
c、非金屬涂層
?????? 用非金屬物質如油漆、塑料、搪瓷、礦物性油脂等涂覆在金屬表面上形成保護層,稱為非金屬涂層,也可達到防腐蝕的目的。例如,船身、車廂、水桶等常涂油漆,汽車外殼常噴漆,槍炮、機器常涂礦物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)噴涂金屬表面,比噴漆效果更佳。塑料這種覆蓋層致密光潔、色澤艷麗,兼具防腐蝕與裝飾的雙重功能。搪瓷是含SiO2量較高的玻璃瓷釉,有極好的耐腐蝕性能,因此作為耐腐蝕非金屬涂層,廣泛用于石油化工、醫藥、儀器等工業部門和日常生活用品中。
d、金屬保護層
?????? 金屬保護層是以一種金屬鍍在被保護的另一種金屬制品表面上所形成的保護鍍層。前一金屬常稱為鍍層金屬。金屬鍍層的形成,除電鍍、化學鍍外,還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法。熱浸鍍是將金屬制件浸入熔融的金屬中以獲得金屬涂層的方法,作為浸涂層的金屬是低熔點金屬,如Zn、Sn、Pb和Al等。熱鍍鋅主要用于鋼管、鋼板、鋼帶和鋼絲,應用最廣;熱鍍錫用于薄鋼板和食品加工等的貯存容器;熱鍍鉛主要用于化工防腐蝕和包覆電纜;熱鍍鋁則主要用于鋼鐵零件的抗高溫氧化等。金屬表面保護層的要求薄薄的一層涂料不可能起到絕對的屏蔽作用。因為高聚物都具有一定的透氣性,其結極氣孔比水和氧分子直徑大,所以涂層很薄時,它們可以自由通過。為了提高涂層的抗滲性,除了選用透氣性小的成膜物質和屏蔽性小的固體膜料,同時應增加涂覆層數,以使涂層達到一定厚度且致密無孔,達到涂層硬度高,耐磨。即使組成相同,在一層之內,干燥之后往往表面與內部并不完全相同,因此每層之間必須充分附著,形成均勻密合的整體。增強涂層與基體金屬的附著力,可以長時間維持金屬不受腐蝕。因此金屬表面保護層要求:? (1)涂層(鍍層)致密、完整無孔,不透介質; (2)與基體金屬結合牢固,附著力強; (3)硬度高,耐磨; (4)在金屬表面分布均勻。

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    2018 - 02 - 22
    冬季室外鋼結構防腐工程施工所采用的防腐材料,應嚴格按照鋼結構防腐工程最專業的公司的產品說明書上提供的油漆及配套產品的配比進行。鋼結構防腐工程的防腐不能少加或者多加,配漆時應攪拌均勻,過濾后靜止一刻鐘消泡后再涂刷施工,當然還有其他需注意哪些操作:1、不能因為個人觀點等問題隨意添加催干劑等化學助劑:否則會引起油漆出現開裂等漆膜弊病。室外鋼結構防腐工程的施工時,室外施工溫度不能低于零下,相對濕度不能大于標準。禁止每層干燥不良、未正常打磨即施工,否則易引起咬底、脫落等現象。2、調好油漆后放置時間不宜過長:空氣中的灰塵顆粒容易黏附在漆膜表面,形成顆?,F象(空氣干燥時更加明顯)。因此,為了更好的漆膜效果,在油漆施工之前,請注意環境的清潔。嚴禁鋼結構防腐工程的一次性厚涂。調好油漆后放置時間不宜過長,時間越長,光澤會下降越多。3、油漆的黏度隨溫度的變化而變化:在鋼結構防腐工程中當溫度較低,黏度就會升高很多,這樣會導致稀釋劑的用量加大,此時油漆的光澤、豐滿度會有所下降。施工時漆膜不宜一次涂得過厚,所以要減少噴涂厚度,增加噴涂遍數,鋼結構防腐工程創造一個由表及里逐漸干燥的環境。環境溫度低于零下,雪天或構件上有薄冰時不得進行涂刷工作??偠灾?,建筑鋼結構做得好,鋼結構防腐工程的涂裝少不了。隨著鋼結構的廣泛應用,出于安全性和耐久性考慮,防腐問題越來越突出。易于使用的鋼結構防腐工程并非是簡單的把油漆刷上去,根據不同環境、設施、要求使用不同的產品,經過底、中、面三道工序的配合,加上專業的施工才能起到最佳效果。
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    2018 - 02 - 07
    為了更好的實現鋼結構防腐工程的施工任務,高端的鋼結構防腐工程進程因為技術預備充足而不會影響施工的進展示象呈現。鋼結構防腐工程要明確組織好技術人員作好充總的技術籌備工作,在認實、片面、過細懂得鋼結構防腐工程的武件和技術規范。鋼結構防腐工程是關系到工業是否能夠正常生產的需要,因此要進行科學的施工,并且保證施工質量和人員安全。下面分享鋼結構防腐工程的優勢有哪些?(1)鋼結構防腐體系保護完善。在鋼結構防腐工程在運用中的建筑從頭噴涂防腐材料是不簡略實施的,工程量非常大,而熱浸鍍鋅防腐在其效力期限內是不需要保護的。其次,鋼結構防腐工程需要業主作長期的鋼結構防腐保護的核算。大多數建筑物作核算時,增加前期出資比照簡略,比照具體,業主也比照簡略計劃,但作長期的保護核算就比照雜亂,它會牽扯到一些不確定要素,包括若干年后的人工費用、涂料費用等。熱浸鍍鋅在前期出資會大一些,但是它不需要保護的核算,這一點越來越被業主和計劃人員所喜歡。(2)工業化程度高。由于鋼結構防腐工程的工業化程度高,因此它的涂裝速度很快,一個全新無銹構件的鍍鋅進程可在一個小時左右結束。關于急需投入運用的建筑來講,這一點是非常重要的。另外,由于鋼結構防腐工程工業化程度高,所以表面處置和鋼結構防腐層質量是非常簡略保證的,這是大多手工涂裝的防腐體系無法對比的。(3)構件的各個表面具有相同的防腐保護。建筑用鋼構件的開口截面方法有許多,由于標準的束縛,對一些表面的防腐涂裝是十分困難的。而鋼結構防腐工程是把構件浸入電鍍槽中鍍鋅,它對構件各個表面的涂裝是相同的,這就極好處置了構件較難涂裝全部表面的鋼結構防腐疑問。另外,鋼結構防腐工程在焊接聯接及螺栓聯接時無需特另外處置,底子與無鍍鋅構件相同??偠灾?,鋼結構防腐工程中的鋅是一種微量的營養元素,鋼結構防腐工程最專業的公司采用鋅防腐對人類和其他物種都是有利的。相關于一些富含有機揮發物的涂層,熱浸鍍...
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    2018 - 02 - 07
    鋼結構防腐工程的防腐蝕涂料品種很多,但從其使用功能上可分為底漆、中間漆和面漆。底漆是整個涂層系統的基礎,高端的鋼結構防腐工程必須能夠潤濕表面且具有與結構良好的附著性能;鋼結構防腐工程用來保護系統免受環境因素(太陽光中的紫外線)的影響,并提供主要的耐磨損性能。下面分享鋼結構防腐工程的三部分處理方法如下:1、基層處理:鋼結構防腐工程的基層處理非常重要,同一種防腐蝕涂料,同一種腐蝕環境,使用拋丸噴射較手工除銹漆膜壽命可延長三倍到五倍。鋼鐵表面的污物和銹層,尤其是軋制鋼材時形成的黑氧化皮,是電化學腐蝕的陰極,是腐蝕的根源,必須除掉。2、底漆處理:底漆是整個鋼結構防腐工程涂層的基礎,它必須具有與基層良好的附著力,又能具有超強的保護功能,根據材料的性能和以往的使用經驗,鋼結構防腐工程選用底漆作為防腐底漆。底漆是由大量的微細鋅粉與少量的成膜基料組成。鋅的電化學性比鋼鐵高,在收到腐蝕時,有“自我犧牲”的作用,使鋼鐵被保護。3、中間漆處理:鋼結構防腐工程的中間漆不僅是增加涂層的厚度,更主要的是在增加厚度的同時提高涂層的抗滲能力,使腐蝕性介質不能或很難到達鋼鐵基層的表面,從而使鋼鐵構件長期處于受保護狀態,增加建筑物的耐久性和使用壽命。環氧玻璃鱗片涂料就是防腐蝕中間漆的佼佼者。環氧玻璃鱗片涂料由于極薄的玻璃鱗片在涂層中上下多層排列,形成了獨特的屏蔽結構。綜合考慮,鋼結構防腐工程對鋼結構表面進行必要的外表處理是非常重要,鋼結構防腐工程最專業的公司首要是鏟除鋼鐵外表的鐵銹層與油污等污物,鋼結構防腐工程對鋼鐵外表殘留的黑氧化皮尤其要鏟除潔凈。外表處理質量需保證鋼構件外表顯露金屬光澤,詳細參照相應的涂裝前鋼材外表預處理標準。
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    2018 - 01 - 29
    噴砂拋丸除銹的時候設備會以壓縮空氣為動力,并將金剛砂、石英砂以及鐵砂等不同材質的磨砂材料以高速噴射的形式噴射到工件表面,從而對工件的表面進行沖擊和切削。下面就來了解一下易于使用的噴砂拋丸除銹設備對工件進行噴射之后能起到哪些作用。1、清除表面污物很多工件在進行涂覆、鍍膜以及粘接直接需要保持表面的潔凈,對其進行噴砂拋丸除銹就能將工件表面的一切雜物污漬都清除干凈,包括熱處理時產生的氧化皮或者鍛造之時粘上的油污等,在清理雜物污漬的同時還能提高工件表面的光潔度,讓工件能夠滿足下一步工序的要求。2、改善表面粗糙噴砂拋丸除銹不僅可以清除工件表面的污漬,還可以通過使用不同粒度和材質的磨料對工件表面進行打磨,從而讓工件粗糙的表面得到改善,讓工件可以大幅提高和涂料以及涂鍍材料之間的結合力,讓工件的涂鍍層不易脫落,或使粘接件粘接更牢固,讓工件之間粘接的質量更好。3、處理表面毛刺有些工件在沖壓鍛造的時候,其表面會存在一些細小的毛刺,對工件的進一步加工極為不利,因此需要通過噴砂拋丸除銹的方式來將表面的毛刺削切干凈,不僅能夠提高工件的檔次和品質,也能在工件表面交界處打出很小的圓角,使工件顯得更加美觀、更加精密。以上就是噴砂拋丸除銹能夠起到的作用,而且噴砂拋丸除銹的質量對工件本身的品質和后續的加工質量都有重要的影響,所以應該在了解噴砂拋丸除銹哪家口碑好之后,通過除銹打磨好的廠家來對各種工件進行處理,從而獲得最佳的除銹打磨效果。
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2017 - 05 - 14
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