❶ 金屬腐蝕有哪些危害能如何有效解決
金屬腐蝕的防護主要方法有:①改變金屬的內部結構。例如,把鉻、鎳加入普通鋼中製成不銹鋼。②在金屬表面覆蓋保護層。例如,在金屬表面塗漆、電鍍或用化學方法形成緻密耐腐蝕的氧化膜等。③電化學保護法。因為金屬單質不能得電子,只要把被保護的金屬做電化學裝置發生還原反應的一極——陰極,就能使引起金屬電化腐蝕的原電池反應消除。具體方法有:a.外加電流的陰極保護法。利用電解裝置,使被保護的金屬與電源負極相連,另外用惰性電極做陽極,只要外加電壓足夠強,就可使被保護的金屬不被腐蝕。b.犧牲陽極的陰極保護法。利用原電池裝置,使被保護的金屬與另一種更易失電子的金屬組成新的原電池。發生原電池反應時,原金屬做正極(即陰極),被保護,被腐蝕的是外加活潑金屬——負極(即陽極)。此外,還有加緩蝕劑等方法,減緩或防止金屬被腐蝕。
當金屬和周圍介質接觸時,由於發生化學和電化學作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。從熱力學觀點看,除少數貴金屬(如Au、Pt)外,各種金屬都有轉變成離子的趨勢,就是說金屬腐蝕是自發的普遍存在的現象。金屬被腐蝕後,在外形、色澤以及機械性能方面都將發生變化,造成設備破壞、管道泄漏、產品污染,釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴重浪費,使國民經濟受到巨大的損失。據估計,世界各發達國家每年因金屬腐蝕而造成的經濟損失約占其國民生產總值3.5%~4.2%,超過每年各項大災(火災、風災及地震等)損失的總和。有人甚至估計每年全世界腐蝕報廢和損耗的金屬約為1億噸!因此,研究腐蝕機理,採取防護措施,對經濟建設有著十分重大的意義。
金屬防腐蝕的方法很多,主要有改善金屬的本質,把被保護金屬與腐蝕介質隔開,或對金屬進行表面處理,改善腐蝕環境以及電化學保護等。
(1)改善金屬的本質
根據不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金,或在金屬中添加合金元素,提高其耐蝕性,可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如,在鋼中加入鎳製成不銹鋼可以增強防腐蝕能力。
(2)形成保護層
在金屬表面覆蓋各種保護層,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。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。
①金屬的磷化處理
鋼鐵製品去油、除銹後,放人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於水的磷酸鹽薄膜,這種過程叫做磷化處理。
磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般為5 μm~20 μm,在大氣中有較好的耐蝕性。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。
②金屬的氧化處理
將鋼鐵製品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加熱處理,其表面即可形成一層厚度約為0.5 μm~1.5 μm的藍色氧化膜(主要成分為Fe3O4),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。
③非金屬塗層
用非金屬物質如油漆、塑料、搪瓷、礦物性油脂等塗覆在金屬表面上形成保護層,稱為非金屬塗層,也可達到防腐蝕的目的。例如,船身、車廂、水桶等常塗抽漆,汽車外殼常噴漆,槍炮、機器常塗礦物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)噴塗金屬表面,比噴漆效果更佳。塑料這種覆蓋層緻密光潔。色澤艷麗,兼具防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塗層,廣泛用於石油化工、醫葯、儀器等工業部門和日常生活用品中。
④金屬保護層
它是以一種金屬鍍在被保護的另一種金屬製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。
熱浸鍍是將金屬製件浸入熔融的金屬中以獲得金屬塗層的方法,作為浸塗層的金屬是低熔點金屬,如Zn、Sn、Pb和A1等,熱鍍鋅主要用於鋼管、鋼板、鋼帶和鋼絲,應用最廣;熱鍍錫用於薄鋼板和食品加工等的貯存容器;熱鍍鉛主要用於化工防蝕和包覆電纜;熱鍍鋁則主要用於鋼鐵零件的抗高溫氧化等。
(3)改善腐蝕環境
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。也可以採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。
(4)電化學保護法
電化學保護法是根據電化學原理在金屬設備上採取措施,使之成為腐蝕電池中的陰極,從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。
①犧牲陽極保護法
犧牲陽極保護法是用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極,固定在被保護金屬上,形成腐蝕電池,被保護金屬作為陰極而得到保護。
犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅及其合金。此法常用於保護海輪外殼,海水中的各種金屬設備、構件和防止巨型設備(如貯油罐)以及石油管路的腐蝕。
②外加電流法
將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極,使被保護的金屬作為陰極,在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用於防止土壤、海水及河水中金屬設備的腐蝕。
金屬的腐蝕雖然對生產帶來很大危害,但也可以利用腐蝕的原理為生產服務,發展為腐蝕加工技術。例如,在電子工業上,廣泛採用印刷電路。其製作方法及原理是用照相復印的方法將線路印在銅箔上,然後將圖形以外不受感光膠保護的銅用三氯化鐵溶液腐蝕,就可以得到線條清晰的印刷電路板。三氯化鐵腐蝕銅的反應如下:2FeCl3 + Cu==2FeC12 + CuCl2
此外,還有電化學刻蝕、等離子體刻蝕新技術,比用三氯化鐵腐蝕銅的濕化學刻蝕的方法更好,解析度更高。
❷ 鋼筋的銹蝕有哪些危害
一、鋼材銹蝕的原因
銹蝕可發生於許多引起銹蝕的介質中,如潮濕的空氣、土壤、工業廢氣等.鋼材的銹蝕大致可分為兩類:
1、化學銹蝕:是指鋼材表面與周圍物頌介質直接發生化學反映而產生的銹蝕.鋼材在高溫中氧化形成Fe3O4;在常溫下氧化形成FeO.
2、電化學銹蝕:建築鋼材在存放和使用中發生的銹蝕主要屬這一類.其銹蝕過程如下:
(1)在潮濕的環境中,鋼材表面被一層電解質水膜覆蓋,由於表面成分或者受力邊形等的不均勻性,使鄰近的局部產生電極電位的差別,因而建立許多微電池.
(2)在陽極區,鐵被氧化成Fe 離子進入水膜;因為水中溶有來自空氣的氧,放在陰極區氧被還原為OHk於;兩者結合成為不容於水氫氧化亞鐵Fe(OH)2.
(3)進一步氧化,則形成疏鬆易剝落的紅棕色的鐵銹氫氧化鐵Fe(OH)3.(4)如水膜中有酸的成分,則陰極被還原的將是分離子.由於所形成的氫積臘螞物存於陰脫產生極化作用,將使銹蝕停止,但水中的溶氧與紅結合成水以除去積氫,故銹蝕能繼續進行.因為水膜中離於濃度提高.陰極放電快銹蝕進行較快故在工業大氣的條件下.鋼材較容易銹蝕.
由此可以看出,影響鋼材最常見的銹蝕破壞的因素是水和提供溶氧的空氣.
在鋼筋混凝土中,引起鋼筋銹蝕的原因主要有:
(1)埋於混凝土中的鋼筋處於鹼性介質中(新澆混凝土PH值約為125或更高),而氧化保護膜也為鹼性,故不致銹蝕.但這種保護膜易被鹵素離子、特別是氯離子所破壞,使銹蝕迅速發展.
(2)澆築混凝土時水灰比控制不好,游離水過多,水化反應之後,游離水份蒸發,使混凝土表面存在許多細微的小孔,由於毛細現象,周圍水分會沿著毛細小孔向混凝土內部滲透,銹蝕鋼筋.
(3)混凝土的密實性決定了鋼筋銹蝕的快慢,混凝土越密實,鋼筋越不易銹蝕,反之,則鋼筋銹蝕較快.(4)由於混凝土養護不當或保護層厚度不夠以及在荷載作用下混凝土產生的裂縫,也是引起混凝土內部鋼筋銹蝕的主要原因.
二、鋼筋銹蝕的危害
鋼材(比如鋼球)在存放中嚴重銹蝕,不僅截面積減少,材質降低甚至報廢,而且除銹工作耗費很大;在使用中則銹蝕不僅使受力面積減少,而且局部銹坑的產生,可造成應力集中,促使結構早期破壞.尤其在反復荷載作用的情況下,將產生銹蝕疲勞現象,使疲勞強度大為降低,出現脆性破壞.
在鋼筋混凝土中,由於鋼筋的銹蝕,將使混凝土的保護層膨脹出現裂紋,嚴重時混凝土保護層脫落,鋼筋脫離,使鋼筋和混凝土之間的粘結應力損失或完全喪失,危急結構的安全,因此鋼筋的銹蝕對鋼筋混凝土結構的使用壽命有很大的影響.
三、鋼材銹蝕的防止
鋼材防止銹蝕的方法通常是採用表面刷漆:常用底漆有紅丹、環氧富鋅漆、鐵紅環氧底漆等;常用面漆有灰鉛漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等.在鋼筋混凝土中,防止鋼筋銹蝕的方法主要有:
(1)嚴格控制氯鹽外加劑的摻用量;
(2)限制並合理選用水灰比和水泥用量;
(3)保證鋼筋有足夠的保護層厚度;
(4)加強混凝土的振搗和養護工作,保護混凝土的密實.
對於預應力配筋,一般含碳量較高,又多系經過變形和冷加工處理,因而對銹蝕破壞較敏感,特別是高強度熱處理鋼筋,容易產生應力銹蝕現象.所以重輪液要的預應力承重結構,除不能摻用氯鹽外,應對原材料進行嚴格檢驗.
❸ 鐵生銹的危害
【浪費鋼鐵】鋼鐵生銹就不再具有鋼鐵的屬性,失去了價值,成為廢鐵。【引發事故】鋼鐵生銹就不再堅固耐用,許多用鋼鐵製造的大橋、機器因為生銹,就會發生斷折,引發事故。
❹ 金屬生銹對人會造成哪些危害
許多金屬的氧化物都會對人體造成傷害
❺ 鐵生銹會給人們的生活帶來哪些不利因素
鐵生銹對生活的影響是在各個方面的,小到家庭大到工程,縮短鐵製品的使用壽命,影響工程的整體質量。鐵的腐蝕會帶來各種隱患和危險.所以現在多用不銹鋼代替鐵製品。
相關數據表明,都市人的肝病發病率高於鄉村春態人口的主要原因就是吸收了過多的氧化鐵,其中最直接的也是危害最大的就是氧化鐵對人類肝臟的損害.所以,鐵銹對人體的傷害一直以來都是專家學者關注的健康話題之一.
影響鐵生銹的因素與預防亂森螞措施
與鐵接觸的空氣中的水的含量,一般來說,空氣越濕,越容易生銹。當鐵器從水中拿出,沒有弄乾,就這樣暴露在嘩埋空氣中的話就很容易銹,常在鐵器外鍍鋅來防銹。
❻ 金屬銹蝕帶來哪些危害急用
金屬銹蝕的主要原因有化學腐蝕和電化學腐蝕:
化學腐蝕主要是因為金屬與氧氣、水等接觸,金屬被氧化,以及其他有腐蝕性的化學物質對金屬的腐蝕,如酸雨等;
電化學腐蝕是因為原電池原理的腐蝕,這比上一個原因引起的危害更大,原理是水在金屬物表面形成水膜,溶解氧氣,二氧化碳等物質,這時就會形成金屬為負電位的原電池,會使金屬被較快地腐蝕.
腐蝕遍及國民經濟各部門,給國民經濟帶來巨大的經濟損失。20世紀50年代前腐蝕的定義只局限於金屬腐蝕。從50年代以後,許多權威的腐蝕學者或研究機構傾向於把腐蝕的定義擴大到所有的材料。但通常還是指金屬的損壞。因為金屬及其合金至今仍然是最重要的結構材料,所以金屬腐蝕還是最引人注意的問題之一。腐蝕給合金材料造成的直接損失巨大。有人統計每年全世界腐蝕報廢的金屬約一億噸,占年產量的20%~40%。而且隨著工業化的進程,腐蝕問題日趨嚴重化,美國1949年腐蝕消耗(材料消耗和腐蝕)為50億美元,1975年達700億美元,到1985年高達1680億美元,與1949年相比增加了80餘倍。估計全世界每年因腐蝕報廢的鋼鐵設備相當於年產量的30%。顯然,金屬構件的毀壞,其價值遠比金屬材料的價值大的多;發達國家每年因腐蝕造成的經濟損失約占國民生產總值的2-4%;美國每年因腐蝕要多消耗3.4%的能源;我國每年因腐蝕造成的經濟損失至少達二百億。腐蝕的巨大危害不僅體現在經濟損失上,它還會帶來慘重的人員傷亡、環境污染、資源浪費、阻礙新技術的發展、促進自然資源的損耗。
❼ 金屬銹蝕會給人們帶來哪些危害
金屬銹蝕給人類造成極大的危害。每年因金屬銹蝕而報廢的鋼鐵設備和材料,相當於鋼鐵專產量的30%左右,其中有屬2/3可以回收利用,也就是全世界現在的鋼鐵材料和設備有10%左右的報廢。我國每年因金屬銹蝕造成的損失可達千億以上。金屬銹蝕造成設備製造、維修與保護的費用增加,由於設備和管道的泄漏,引起產品污染,局部乃至全局性停產,發生燃燒與爆炸事故等,所造成的損失和危害更加驚人,有的無法預測。