简说腐蚀及其控制
 

　　本栏目将阐述金属腐蚀的基本概念、基本理论介绍典型的腐蚀现象、原因分析、腐蚀规律和机理以及相关的腐蚀控制方法，以增强分析和解决腐蚀问题的能力，为积极投身到伟大的腐蚀科学实践活动中迅速提高和创新我国腐蚀及防护科技水平而努力奋斗。
 

　　腐蚀不仅造成原材料的大量消耗、资源的浪费，所引起的环境污染会直接导致水土资源更加紧缺。而且，腐蚀大大限制了新技术、新工程的实现，还严重威胁着人类的生命安全。可以预示本世纪我国的腐蚀损失，随着经济腾飞将保持持续增长的态势。
 

　　尽管我国腐蚀科学与技术已经取得了长足的进展，改革开放后，市场经济又为与腐蚀相关的产业发展注入了更强的活力，但由于腐蚀及其控制是跨行业、跨部门、既带有共性又是交叉学科领域的科学技术，防腐也不直接创造经济效益，所以并未得到应有的重视和发展。
 

　　腐蚀好比材料及设备在“患病”，严重的局部腐蚀犹如“癌症”。我们腐蚀与防护工作者就是设备的“大夫”。为建设资源节约型、与环境友好型的社会，为实施可持续发展的任务保驾护航。同样要像关注医学、环境保护和减灾一样关注腐蚀问题。
 

　　为适应新形势，应实现全面腐蚀控制，减低资源消耗，防止地球上有限的矿产资源过早枯竭，保护环境，共建一个良好的生态环境，还我们一个绿色地球。为此，正确认识腐蚀问题，加强腐蚀科学的基础理论研究，努力研发并积极推广应用先进的腐蚀控制新技术，大力普及防腐知识，加强行业培训，显著提高腐蚀与防护工作者们的素质、水平和创新能力迫在眉睫。
 

腐蚀的代价
 

　　腐蚀是材料与周围环境作用而产生的损坏。它每时每刻在静悄悄地进行着。因此腐蚀常常不被人们所注意。但是，腐蚀造成的经济损失惊人，代价巨大。
 

　　据调查统计：世界因腐蚀造成的经济总损失为自然灾害(地震、风灾、水灾、火灾等)损失总和的六倍左右，图1为示意图。
 

　　图1腐蚀损失是自然灾害的6倍
 

　　腐蚀每年造成的经济损失占各国国民经济总产值GNP的1～5%。例如：
 

　　美国每年由于腐蚀损失约3000亿美元,占GNP4%左右。
 

　　我国腐蚀调查统计每年腐蚀损失5000亿人民币,约占GNP4%以上。尤其是腐蚀严重的化学工业部门就达300亿以上。化工生产中的事故因腐蚀而发生的占总事故中的30%左右。
 

　　材料腐蚀的直接损失
 

　　世界上每年因腐蚀报废的钢铁设备、构件约占钢铁总生产量的30%,如其中的2/3能回收再生,有总量10%的报废设施则因腐蚀而永远流失,—去不复返,(见图2)。
 

　　图2材料腐蚀的直接损失
 

　　腐蚀的间接损失。
 

　　要知道金属设备、构件的价值远远超过材料本身的价值,加之因腐蚀造成生产停顿、环境污染、突发事故以及各种影响,使腐蚀引起的间接损失巨大。有时难以估计。
 

发生原因
 

　　从热力学观点来看,在自然界中,除少数贵金属如金、铂外,绝大多数金属都是以矿物(化学物状态)形式存在。为了获得纯金属,人们需要消耗大量的能量从矿物中去提炼(这就是冶金过程)。因此,提炼出来的纯金属是处于不稳定状态,都自发地与周围介质发生作用进而又变成化合物状态的倾向,即回复到它的自然存在时的稳定状态(矿物)(见图3)。可见,金属腐蚀过程是冶金过程的逆过程,金属发生腐蚀是一种自发倾向。
 

　　图3金属与矿物之间的转化过程
 

　　在自然界环境或介质中,往往存在着容易夺取金属原子中电子的物质(称氧化剂),例如0₂,H⁺等。使腐蚀过程得以顺利进行,金属将失去电子被氧化成金属离子而受到腐蚀。
 

　　所以,金属腐蚀发生的根本原因是:金属所处的环境或介质中有氧化剂的存在。
 

　　金属腐蚀无所不至、无缝不钻、无孔不入,我们不能改变腐蚀的热力学规律,然而,腐蚀的速度是可控的。工业发达国家的防腐实践已经表明:利用现代腐蚀科学知识及防腐蚀技术,腐蚀的经济损大可降低约1/3。
 

　　与腐蚀作斗争就是通过人类的科技活动,利用各种防腐蚀措施把腐蚀速度降低,控制腐蚀速度在尽可能小的程度或工程上允许的范围内。
 

控制途径
 

　　腐蚀现象和机理比较复杂,影响因素诸多。但只要在腐蚀发生、发展进行过程中的各步骤和细节上设置任何障碍,对腐蚀速度的降低均有效。因此,腐蚀的控制途径是多方面的：
 

　　(1)正确选材:包括金属材料和非金属材料。
 

　　(2)介质处理:除去对腐蚀有害的成份,如去氧、去湿、改变PH值等。或添加缓蚀剂。
 

　　(3)电化学保护:包括阴极保护和阳极保护技术。
 

　　(4)表面覆盖层:将耐蚀材料利用涂、镀、喷、渗、衬各种施工方法,覆盖在被腐蚀材料的表面,另外还有表面的氧化和磷化等。
 

　　(5)合理的防腐设计:包括设备结构设计(整体的和局部的)和工艺流程的设计。
 

　　(6)科学的防腐管理:对防腐设计、施工、运行维护操作规程、记录、档案的统一管理亦是腐蚀控制是否良好的关键因素。
 

　　工程上具体选择防腐方案时应综合考虑并遵循 “科学、合理、经济、可行”的原则,并要特别注意：
 

　　一种防腐方法并不是万能的，它不能解决所有的腐蚀问题。
 

　　一个腐蚀问题也不限于只用一种方法来解决,用两种或两种以上的措施联合防腐往往能获得极佳的效果。
 

　　防腐的实践经验告诉我们，做好腐蚀控制一定要：正确选材、合理设计、精心施工、科学管理”。