建筑鋼材-鋼材的腐蝕與防止（建筑材料）

鋼材的腐蝕與防止四04鋼材的腐蝕與防止

鋼鐵和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學作用或電化學作用而引起的破壞叫做鋼鐵的腐蝕。鋼鐵在空氣、海水、土壤、高溫中工作或和酸、堿、鹽等化學介質(zhì)接觸時，都會產(chǎn)生不同程度的腐蝕。腐蝕的危害性很大，它不但使鋼鐵的外形、色澤和力學性能發(fā)生變化，而且還損失大量的鋼鐵材料。此外由于腐蝕還需要大量的費用進行檢修，采取各種防腐措施的費用以及設備因腐蝕而停工減產(chǎn)的損失就更為可觀。04鋼材的腐蝕

根據(jù)鋼鐵腐蝕過程的不同特點，可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類。(1)化學腐蝕鋼鐵與周圍介質(zhì)（非電解質(zhì)）接觸時單純由化學作用而引起的腐蝕叫做化學腐蝕。化學腐蝕一般發(fā)生在干燥的氣體或不導電的液體（潤滑油或汽油）場合中。例如，鋼鐵和干燥氣體如氧氣（O2）、硫化氫（H2S）、二氧化硫（SO2）、氯氣（Cl2）等接觸時，在鋼鐵表面上生成相應的化合物，如氧化物、硫化物、氯化物等，從而使鋼鐵零件因腐蝕而破壞。鋼材的腐蝕與防止04

氧化是最常見的化學腐蝕，形成的氧化膜通過擴散逐漸加厚。如果能形成致密的氧化膜（如鉻和鋁）并具有防護作用，則能阻止氧化膜繼續(xù)向鋼鐵內(nèi)部發(fā)展。溫度對化學腐蝕的影響很大，隨著溫度的升高，鋼鐵材料更容易產(chǎn)生化學腐蝕。以鋼材為例，在加熱至高溫時，表面極易生成一層氧化皮（由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成）。通過擴散，使氧化皮逐漸加厚，造成損耗。高溫下加熱時間越長，氧化損耗越嚴重。在實際生產(chǎn)中，由單純的化學腐蝕引起鋼鐵的損耗較少，更多的是電化學腐蝕。鋼材的腐蝕與防止04(2)電化學腐蝕當金屬和電解液接觸時，由電化學作用而引起的腐蝕叫做電化學腐蝕。例如鋼鐵在電解液溶液（酸、堿、鹽溶液）以及海水中發(fā)生的腐蝕，地下鋼鐵管道在土壤中的腐蝕，鋼軌處于潮濕空氣中的腐蝕等等，均屬于電化學腐蝕，電化學腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。鋼材的腐蝕與防止04

電化學腐蝕的發(fā)生主要是由于鋼鐵具有一定的電極電位，而不同的金屬有不同的電極電位。工程上的金屬或合金，它們的組織一般是不均勻的，當它們與電解液接觸時，不均一的晶體或組織將具有不同的電極電位，結(jié)果在金屬或合金中形成大量的微小原電池，就產(chǎn)生了電化學腐蝕。例如，碳鋼的組織是由鐵素體和滲碳體兩相組成，鐵素體的電極電位比滲碳體低，當有電解液（如潮濕空氣）存在時，即可形成原電池，鐵素體成為陽極而被腐蝕。圖9-12為碳素鋼電化學腐蝕示意圖。鋼材的腐蝕與防止04圖9-12碳素鋼電化學腐蝕示意圖鋼材的腐蝕與防止04鋼材腐蝕的防止

從形成原電池的基本原理可知，產(chǎn)生電化學腐蝕有兩個必備條件：①存在電極電位差；②存在電解液。因此防止電化學腐蝕的一切方法就是為使上述兩個條件不要同時存在。鋼材的腐蝕與防止04

因此，為提高鋼鐵的腐蝕能力，原則上可采取以下方法：盡可能使鋼鐵保持均勻單相組織，即無電極電位差，并使鋼鐵具有較高的電極電位。盡量減少兩極之間的電極電位差，并提高陽極的電極電位，以減緩腐蝕速度。盡量不與電解液接觸，減少甚至隔絕腐蝕電流。鋼材的腐蝕與防止04(1)提高鋼鐵本身的耐蝕能力不銹鋼是一個典型的例子。在煉鋼時加入一定量的合金元素（常用Cr）時，鋼基體的電極電位提高，從而提高了其抵抗電化學腐蝕的能力。不銹鋼中大量鉻和鎳的加入，不僅使鋼表面能形成鈍化膜，而且內(nèi)部組織成為單相，消除電極電位差，從而提高了鋼的耐蝕性。鋼材的腐蝕與防止04(2)覆蓋法在需要保護的鋼鐵表面，覆蓋一層極薄的耐蝕性很高的鋼鐵或非鋼鐵物質(zhì)，使鋼鐵同腐蝕介質(zhì)隔開來。

金屬覆蓋法在鋼鐵表面形成一層致密的金屬保護層，常用熱鍍、電鍍，例如，在鐵皮、鋼絲、管子表面熱鍍鋅，在制件表層電鍍銅和鉻，不僅能防銹，而且美觀。鋼材的腐蝕與防止04非金屬覆蓋法在鋼鐵表面形成一層致密的非金屬保護層，如包塑料薄膜、搪瓷等，其中涂漆是最常用的方法。油漆至少包括二度，首先在鋼鐵表面涂刷底漆，要求底漆對鋼鐵有較強的吸附力，漆膜致密，能隔離水汽、氧氣等，使之不易滲入。常用的底漆有紅丹防銹底漆、云母氧化鐵酚醛底漆、環(huán)氧富鋅底漆等；其次是面漆，面漆對底漆起保護作用，面漆應該良好的耐候、耐濕、耐熱性，且不易粉化和龜裂。常用的面漆有鋁鋅醇酸面漆、云母氧化鐵醇酸面漆、云鐵氯化橡膠面漆等。鋼材的腐蝕與防止04(3)電化學保護法此法適用于在電解液中工作的零件。它是將被保護的鋼鐵作為原電池的陰極而不受腐蝕的方法，所以又叫陰極保護法。陰極保護法有兩種：一種是犧牲陽極保護法，另一種是外加電流法。犧牲陽極保護法它是將被保護的鋼鐵與另一電極電位較低的鋼鐵緊密接觸，形成一個原電池，使被保護鋼鐵作為原電池的陰極而受到保護，電