大气可以说是最普通、 最常见的腐蚀介质,绝大多数的金属材料和构件是暴露在大气中的。大型的建筑工程如桥梁、 建筑物的钢架、 各种机器设备、 运输器械、 武器、 管道以及大多数金属制件,都会遇到大气腐蚀问题。
一般从金属腐蚀的角度出发,将大气大致地分成三大类型: 城市大气、 农村大气和海洋大气。
城市大气的主要特点是污染比较严重,特别是二氧化硫和氮氧化物的污染;海洋大气的特点是湿度较高,而且空气中有含氯离子的微小水粒。这些都是容易引起金属腐蚀。
一般往往认为,农村大气比较洁净,对金属的腐蚀性比较小。但实际上问题还要更加复杂。首先,不同地区的年平均温度和昼夜温差的情况差别极大; 其次,各地降水的情况也差别很大。尤其像我国这样幅员广大的国家,从气候上说就有八个气候带,有七种类型的大气环境。由于生产规模扩大和环保技术的落后而引起的大气污染, 如酸雨问题,已经不仅局限于城市地区,而且跨地区甚至跨国家地扩散,何况像我国乡镇工业的蓬勃发展,许多地方的农村大气已经不像原来那样洁净。所以只有了解金属材料大气腐蚀的规律和当地大气的具体情况后,才有可能对于金属材料的大气腐蚀可能的情况或趋势,做出初步的估计。
对于金属材料的大气腐蚀可以总结出如下几点:
(1 ) 对于钢铁的大气腐蚀来说,二氧化硫是气体中最有害的物质。二氧化硫也会使锌和镍发生较严重的腐蚀。二氧化硫对铜和黄铜的影响要小一些,而对于铝则没有影响。
(2 ) 在表面潮湿和供氧充分的条件下,氯离子对于钢铁也能引起严重腐蚀,但对于锌的腐蚀影响最严重。黄铜因含有合金成分锌,会引起脱锌腐蚀。铝的薄氧化物膜一旦受到氯离子的侵袭破坏,会发生快速的腐蚀。
(3 ) 对铜及铜合金最有害的是氨。但氨对其他金属的影响不大。
(4 ) 硫化氢会使除铝和锡以外所有其他做试验的金属的表面变色, 引起钢铁的腐蚀。金属表面失去光泽 ( tarni-shing)有两种情况:一种情况是:本来光亮平整的金属表面由于腐蚀而变粗糙, 这是将发展为更严重腐蚀破坏的第一步;另一种情况是在金属表面生成了一层致密的腐蚀产物薄膜,使金属表面失去光泽。后一种情况虽然会使腐蚀速度很快降下来,不会造成十分严重的腐蚀破坏,但对于装饰性抛光的金属表面或对于精密的金属部件,仍是不允许发生的。在含有硫化氢的气氛中,即使像银和金这样的贵金属,也会失去光泽。
(5 ) 总的说来, 凡是能生成吸湿性的腐蚀产物的情况,腐蚀都比较严重。铁、 镍和锌的硫酸盐都具有吸湿性,氯化锌和氯化铝也都能吸收空气中的水分而潮解,而且潮解溶液酸性很强,所以会出现上面实验的结果。浓硫酸本身是吸水性很强的,它实际上是一种干燥剂,所以在浓硫酸上面的空间中,几乎不进行大气腐蚀。
大气中会影响金属腐蚀的除有害的气体外,还有污染大气的固体沉降物。对于金属的大气腐蚀来说,大气中的固体沉降物可以分成三类:
(1 ) 颗粒本身并不具有腐蚀活性而且也不能吸附其他物质。这主要是砂粒,其成分主要是二氧化硅;
(2 ) 颗粒本身并不具有腐蚀活性,但具有导电性,而且电位比较高,能成为腐蚀微电池的阴极,而且吸附性较强,能吸附有害气体。这样的颗粒主要是煤炭粒子。
( 3 ) 颗 粒 本 身 就 是 腐 蚀 活 性 的 物 质。 主 要 是( NH4 )2 SO4 、 NaCl 等盐类的微粒。
责任编辑:赵泽南
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