引言

 

 

  防腐蚀的方法总的来说可以分为两大类：一是正确地选择防腐蚀材料和其他防腐蚀措施；二是选择合理的*作及设备结构。严格遵守化工生产的规程，可以不应当发生的腐蚀现象，而即使采用良好的耐腐蚀材料，在*作上不腐蚀规程，也会引起严重的腐蚀。目前，化工生产中常用的防腐蚀方法有以下几种。

 

1正确选材和设计

 了解不同材料的耐蚀性能，正确地、合理地选择防腐蚀材料是行之有效的方法。众所周知，材料的品种很多，不同材料在不同环境中的腐蚀速度也不同，选材人员应当针对某一特定环境选择腐蚀率低、价格较便宜、物理力学性能等满足设计要求的材料，以便设备获得经济、合理的使用寿。

 

2调整环境

 

如果能环境中引起腐蚀的各种因素，腐蚀就会终止或减缓，但是多数环境是无法控制的，如大气和土壤中的水分，海水中的氧等都不可能除去，且化工生产流程也不可能随意更改。但是有些局部环境是可以被调整的，如锅炉进水先去除氧（加入脱氧剂亚硫酸钠和肼等），可保护锅炉免遭腐蚀；又如空气进入密闭的仓库前先出去水分，也可避免贮存的金属部件生锈；为了防止冷却水对换热器和其他设备造成结垢和穿孔，可在水中加入碱或酸以调节PH值范围（接近中性）；炼油中常加碱或氨使生产流体保持中性或碱性。温度过高时，可在器壁冷却降温，或在设备内壁砌衬耐火砖隔热，等。这些都是改变环境且不影响产品和的前提下采用的方法，在允许的前提下，建议中选用缓和的介质代替强腐蚀介质。

3加入缓蚀剂

通常，在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂就可以大大减缓金属的腐蚀，我们一般将它分为无机、有机和气相缓蚀剂三类，其缓蚀机理也各不相同。

01

无机缓蚀剂

有些缓蚀剂会使阳极过程变慢，称之为阳极型缓蚀剂，它包括促进阳极钝化的氧化剂（铬酸盐、亚硝酸盐、铁离子等）或阳极成膜剂（碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐等），它们主要在阳极区域反应，促进阳极极化。一般阳极缓蚀剂会在阳极表面生成保护膜，这种情况下的缓蚀效果较好，但也存在一定风险，因为如果剂量不充足，会造成保护膜不完整，膜缺陷处暴露的裸金属面积小，阳极电流密度大，更容易发生穿孔。另一类缓蚀剂是在阴极反应，如钙离子、锌离子、镁离子、铜离子、锰离子等与阴极产生氢氧根离子，形成不溶性的氢氧化物，以厚膜形态覆盖在阴极表面，因而阻滞氧扩散到阴极，增大浓差极化。除此之外，也有同时阻滞阳极和阴极的混合型缓蚀剂，但加入量一般都需要先通过试验才可确定。

02

有机缓蚀剂

 

有机缓蚀剂是吸附型的，吸附在金属表面，形成几个分子厚的不可视膜，可同时阻滞阳极和阴极反应，但对二者的影响力稍有不同。常用无机缓蚀剂有含氮、含硫、含氧及含磷的有机化合物，其吸附类型随有机物分子构型的不同可分为静电吸附、化学吸附及π键（不定位电子）吸附。有机缓蚀剂的发展很快，用途十分广泛，但是使用它同时也会产生一些缺点，如污染产品，特别是食品类，缓蚀剂可能对生产流程的这一部分有利，但进入另一部分则变为有害物质，也有可能会阻抑需要的反应，如酸洗时使去膜速度过缓，等。

 

03

气相缓蚀剂

 

这类缓蚀剂是挥发性很高的物质，含有缓蚀基团，一般用来保护贮藏和运输中的金属零部件，以固体形态应用居多。它的蒸汽被大气中的水分解出有效的缓蚀基团，吸附在金属表面，达到减缓腐蚀的目的。另外，它也是一种吸附性缓蚀剂，被保护的金属表面不需要除锈处理。

 

4阴极保护

阴极保护是依靠外加直流电流或牺牲阳极，使被保护金属成为阴极，从而减轻或金属的腐蚀的方法。因为在应用阴极保护之前，大多数产生腐蚀的金属结构上都存在着阴极区和阳极区，如果能把所有的阳极区都变成阴极区，整个金属构件变成阴极，也就达到了腐蚀的目的。对于一个具体的工程，在选择阴极保护系统之前，应考虑的问题很多：

01

所需总保护电流

进行阴极保护，必须知道所需的总电流。这可用临时的试验装置来测定电流的需要量。若所需要的保护电流不大（小于1.5~2A），选用牺牲阳极保护，如果所需保护电流较大，采用外加电流保护比较经济。

 

02

环境的变化

在透气性较差的土壤中，金属相对容易极化，若在氧容易到达结构表面的土壤中，结构要极化需要较大的电流。另外，土壤电阻率的地方是适合于安装四声阳极或外加电流系统的阳极。水的运动有显著的作用，若水静止，保护电流可取较小值。相反，湍流的水能冲刷结构表面，因此需要极强的机械去极化作用。

 

03

电的屏蔽

 对间距小、结构复杂，且进行阴极保护的构件，很容易发生电的屏蔽作用。从远处阴极保护电源来的电流，很容易被外层构件所吸收，只有少量电流能达到内层构件中，于是外层构件就形成了一种电的屏蔽。此时，阴极的数量和配置应尽量做到与被保护结构的各部位距离大致相等，使电流的分散更加均匀。

 

04

经济因素

 

使用阴极保护时，应考虑阴极保护在经济上是否合算。如果阴极保护是解决腐蚀问题的经济办法，那么选择的阴极保护系统应该是成本的，且其中需要考虑设计和安装成本、电源成本以及系统维护的成本。

 

05

保护寿

设计时，应该知道被保护结构预期的使用期限。在实际应用阴极保护的地方，应该使阴极保护系统的设计寿与被保护结构的寿相同，寿过低，保护效果不好，过高会增加成本，造成浪费。

06

杂散电流的影响

 

设计阴极保护系统之前，必须了解该地区是否有杂散电流。它主要来自电气化铁路、采矿机械、电焊等直流电源。杂散电流使被保护结构产生很快的腐蚀，通常比其他环境因素引起的腐蚀更加严重。因此，在设计阴极保护时，应该很好地选择阳极系统的位置，尽量避开杂散电流。

07

温度

温度会改变介质的电阻，由于土壤和水的电阻通常是随着温度的升高而的。热带海水电阻比寒冷地区的同样海水的电阻低很多就是这个原理。

 

08

牺牲阳极材料

 适合做牺牲阳极的材料有铝、镁、锌。阳极材料可以浇铸成多种不同形状的牺牲阳极，以满足阴极保护设计的需要。

09

外加电流阳

 用于外加电流阴极保护系统的阳极，在输出电流时有一个符合实际的的腐蚀率。废钢管、棒及类似的废钢材料都可以用作外加电流保护系统的阳极，虽然消耗较多，但来源十分广泛。总之，阴极保护比较适宜于腐蚀性不太强的介质，如海水、土壤、中性盐溶液等，在强腐蚀性介质中，由于电能与护屏材料消耗太大，一般不采用。

5阳极保护

 以设备作为阳极，从外部通入电流，一般将加速腐蚀，且腐蚀电流随阳极极化而增大。但对可以钝化的金属则会出现另一种情况，当电位随电流上升，达到致钝电位后，腐蚀电流急速下降，甚可下降几万倍，以后随电位上升，电流不变，直到钝区为止。利用这个原理，以需要保护的设备为阳极，导入电流，使电位保持在钝化区的中段，腐蚀率可保持很低值，通入的电流就表示设备的腐蚀速度。
6合金化

在基体金属中加入能促进钝化的合金成分，当加入量达到一定比例后，便得到耐蚀性优良的材料。如铁中加入12%以上的铬，就称为不锈钢；铬钢中加入镍，可扩大钝化范围，还可提高机械性能；又如铁中加入14%硅，就得到耐酸性优良的高硅铁，等等。另外在某些活性金属中加入微量超电压低的阴极贵金属，可以促进钝化。如不锈钢和钛在某些浓度和温度的硫酸中是活性的，如在基体金属中加0.1~0.15%的钯或铂，将在合金表面分布成为众多的微阴极，促进局部腐蚀电池的运转，阴极电流很快增大，迅速达到钝化区，使金属耐蚀性增强。

7表面处理

金属在接触使用环境前先用钝化剂或成膜剂处理，表面生成稳定密实的钝化膜，抗蚀性大大增加。它与缓蚀剂方法不同之处，在于它在以后的使用环境中不需要再加入缓蚀剂，铝经过阳极处理，表面可以生成比在大气中生成的更为密实的膜，这类膜在温和的腐蚀环境中有优良的抗蚀能力，钢铁部件表面发蓝也是这个原理。

 

8金属镀层和包覆层

在钢铁底层上可用一薄层更耐腐蚀的金属保护。常用的方法是电镀，一般镀2~3层，只有几十微米厚，因而不可避免地存在微孔，溶液可渗入微孔，将构成镀层-底层腐蚀电池。镀层若为贵金属，其电位比铁高，将成为阴极，会加速底层铁腐蚀。因此，这类镀层不适于强腐蚀环境，但可用于大气、水等环境，缓慢产生的腐蚀产物可将微孔堵塞，电阻增大，获得一定的使用寿。若用廉价的金属，构成腐蚀电池的极性则与上述相反，使钢得到阴极保护，可以保持较长的寿。除了电镀外，还常用热浸镀（熔融浸镀）、火焰喷镀、蒸汽镀和整体金属薄板包镀。后者因无微孔，耐蚀性强，寿更长，但价格稍高。

 

9涂层

用有机涂料保护大气中的金属结构，是广泛的防腐手段。涂料覆盖在金属表面，干后形成多孔薄膜，虽然不能使金属与介质完全隔绝，但增大价值通过微孔的扩散阻力和溶液电阻，使腐蚀电流下降。在缓和的环境中，如大气、海水等，微孔底金属腐蚀缓慢，腐蚀产物可堵塞微孔，有很长的使用寿，但不适于强腐蚀溶液，因为金属腐蚀速度较快，并伴随有氢气的产生，会使漆膜破裂。

 

10衬里

衬里一般为整片材料，适用于和强腐蚀介质接触的设备内部。如盐酸、稀硫酸的贮槽会用橡胶或塑料衬里，贮存硝酸的钢槽用不锈钢薄板作衬里等。搪瓷实际上是一种玻璃衬里，工业上称为搪瓷玻璃，它的耐酸性强，广用于食品、医药等工业，可保证产品质量，但是不能烧制太大的设备。