利用电化学原理的金属防腐蚀技术.docx

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利用电化学原理的金属防腐蚀技术

利用电化学原理的金属防腐蚀技术

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说明：

原电池中，活泼的电极发生氧化反应，称做负极，较不活泼的电极发生还原反应，称做正极。

但在金属的防腐蚀应用中，被氧化的电极通常称做阳极，被还原的电极称做阴极，与电解的相关规定类似。

（1）正确选材和设计

根据金属材料的腐蚀数据，选择对特定环境腐蚀率低、价格便宜、性能好的材料，是常用的、简便的控制腐蚀的方法，可以使设备获得经济、合理的使用寿命。

由于设备的结构常常对腐蚀产生影响，所以正确的设计也很重要。

另外，选材者也需要具备一定的腐蚀及防腐蚀知识，才能更完善地解决选材问题。

（2）调整介质环境

如果能消除金属材料和设备在使用环境中引起腐蚀的各种因素，腐蚀就会中止或减缓。

但是多数环境条件是无法控制的，如大气和土壤中的水分、海水中的氧等都不可能除去。

生产流程也是不能任意改动的，这时可以调整局部环境。

例如锅炉进水先去氧（加入脱氧剂Na2SO3和N2H4等），可保护锅炉管少受腐蚀；先除去密闭仓库进入空气的水分，可免贮存金属部件生锈；在水中经常加入碱或酸以调节pH至最佳范围（通常接近中性），可以防止冷却水对换热器和其他设备的结垢、穿孔；炼制石油的工艺中也常加碱或氨，使生产流体保持中性至弱碱性。

腐蚀原理：

基本介绍

　　不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。

　　我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。

原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。

在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。

铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。

　　金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。

电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。

在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。

在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。

　　在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。

如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。

直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。

[编辑本段]相关原理

　　金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。

当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气

电化学腐蚀

中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池（其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极）。

阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。

腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体（Fe3C）以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。

这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。

相关化学方程式

（1）析氢腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较强时）

电化学腐蚀

　　负极（Fe）：

Fe=Fe2+＋2e-

　　Fe2+＋2H2O=Fe（OH）2＋2H+

　　正极（杂质）：

2H+＋2e-=H2

　　电池反应：

Fe＋2H2O=Fe（OH）2＋H2↑

　　由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。

（2）吸氧腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较弱时）

　　负极（Fe）：

Fe=Fe2+＋2e-

　　正极：

O2＋2H2O＋4e-=4OH-

　　总反应：

2Fe＋O2＋2H2O=2Fe（OH）2

　　由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。

　　析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe（OH）2被氧所氧化，生成Fe（OH）3脱水生成Fe2O3铁锈。

　　4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

　　钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。

　　Fe＋2H2O=Fe（OH）2＋H2↑O2＋2H2O＋4e-→4OH-

　　2Fe＋O2＋2H2O=2Fe（OH）22H+＋2e-→H2

　　析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。

[编辑本段]现象危害

　　由于金属表面与铁垢之间的电位差异，从而引起金属的局部腐蚀，而且这种腐蚀一般是坑蚀，主要发生在

腐蚀与发电量

水冷壁管有沉积物的下面，热负荷较高的位置。

如喷燃器附近，炉管的向火侧等处，所以非常容易造成金属穿孔或超温爆管。

尽管铜铁的高价氧化物对钢铁会产生腐蚀，但腐蚀作用是有限的，但有氧补充时，该腐蚀将会继续进行并加重。

　　危害性是非常大的，一方面，它会在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀。

另一方面，由于停用腐蚀使金属表面产生沉积物及造成金属表面粗糙状态，使机组启动和运行时，给水铁含量增大。

不但加剧了炉管内铁垢的形成，也加剧了热力设备运行时的腐蚀。

[编辑本段]解决办法

　　必须执行GB/12145枣1999《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准；DL/561枣1995《火力发电厂水汽化学监督导则》，化学监督网要发挥监督作用。

腐蚀性的温泉

　　严格按启动阶段的水汽质量标准，控制启动后的水汽质量，不合格严禁升压、带负荷。

　　机组停备时间超过15天，应采用新的防腐技术。

防止停用期间腐蚀。

　　彻底解决凝汽器溶解氧不合格问题。

　　投入自动加氨装置，保证给水pH的合格率。

　　严密监视#2机水冷壁结垢量的增长速度，在必要的时间安排化学清洗。

　　建议#2炉化学清洗后，在进行加氧联合处理。

[编辑本段]除氧方法

热力除氧

　　其原理是根据气体溶解定律（亨利定律），任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温

发电中产生的腐蚀物

有关，温度越高，水蒸汽的分压越高，而其它气体的分压则越低，当水温升高至沸腾时，其它气体的分压为零，则溶解在水中的其它气体也就等于零。

热力除氧曾是广泛使用的除氧方式，但目前逐渐受到化学除氧等的有力挑战，特别是热力除氧在10～35t/h的锅炉和2～6.5t/h的锅炉及其它要求低温除氧的场合，热力除氧有其明显的局限性。

它的特点是除氧效果好，缺点是设备购置费用大、不好操作、能量消耗大、运行费用高。

所谓不好操作，是因为使用条件苟刻，进水混合温度要求稳定在70～80℃，工作温度稳定在104～105℃，蒸汽压力稳定在0.02～0.03Mpa，条件波动除氧效果不佳，特别是供热锅炉，随着天气冷暖的变化，锅炉负荷变化很大，这就给热力除氧带来很大困难，而化学除氧则不然，它只随给水量的变化调整加药量，操作非常方便。

真空除氧

　　其除氧原理与热力除氧基本相同，除氧器在低于大气压力下进行工作，利用压力降低时水的沸点也除低的特性，水处于沸腾状态而使水中的溶解氧析出。

在20t/h以上的锅炉由于出水温度低于蒸汽锅炉的进水要求而很少采用真空除氧，在要求低温除氧时则比热力除氧有着明显的优势，但大部分热力除氧的缺点仍存在，并且对喷射泵、加压泵等关键设备的要求较高。

铁屑除氧

　　其原理是当有一定温度的水通过铁屑时，水中的氧即与铁发生化学反应，在此过程中氧被消耗掉。

该方法除氧装置简单，投资省，但存在着除氧效果波动大、装置失效快等明显缺点，因而使用该方法除氧的用户逐步减少，面临着淘汰的处境。

解吸除氧

　　基本原理亦是利用亨利定律，氧在水中的溶解度与所接触的气体中的氧分压成正比，只要把准备除氧的水与己脱氧的气体强烈混合，则溶解在水中的氧将大量扩散到气体中，从而达到除去水中溶解氧的目的。

该方法优点是可低温除氧，不需化学药品，只需木炭、焦碳等即可，缺点是除氧效果不稳定，而且只能除氧不能除其它气体，用木炭作反应剂时水中的CO2含量会增加。

树脂除氧

　　基本原理是在除氧器内氧化还原树脂与水中溶解氧反应生成除氧水，树脂失效后用水合肼（联氨）等再生，使用该方法除氧产生的蒸汽和热水，均不允许与饮用水和食物接触，且投资和占地均较大，不宜在工业锅炉上推广应用。

化学药剂除氧

　　化学药剂除氧是把化学药剂直接加入锅炉本体、给水母管或者热水锅炉的热水管网中。

化学药剂主要是传统的亚硫酸钠、联氨及新型的二甲基酮肟、乙醛肟、二乙基羟胺、异抗坏血酸钠等。

化学药剂除氧具有装置和操作简单、投资省、除氧效果稳定且可满足深度除氧的要求，特别是新型高效除氧剂的开发和成功使用，克服了传统化学药剂的有毒有害、药剂费用高等缺点，被用户接受和推广应用。

（二）金属的防护：

　　金属的防护就是防止金属原子失去电子.阻止金属与接触到的物质或水、氧气等物质发生化学腐蚀或电化学腐蚀的过程.金属的防护可用物理方法，也可用电化学方法，还可以通过改变金属的内部结构，提高金属的抗腐蚀能力.

说明：

　1.金属防护的最简单的方法就是在其表面覆盖保护层，使之无法接触空气中的水和氧气，从而达到保护的目的.生活中常见的覆盖保护层防止铁生锈的方法有：

①在铁的表面喷涂一层防腐油漆；

②油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部分，油层防止空气和水与铁接触；

③用塑料喷涂或包裹在金属表面；

④在铁的表面覆盖一层搪瓷；

⑤利用电镀原理，在金属表面镀上一层不易被腐蚀的其他金属.

2.在金属表面镀上一层不易被腐蚀的其他金属的方法常见有两种：

镀锡铁（马口铁）和镀锌铁（白口铁），当镀层破损后，镀层金属均会与铁形成原电池.此时，马口铁中铁作为负极，易被腐蚀；而白口铁中锌作负极，铁被保护，不易被腐蚀.

3.电化学保护法中，主要是使被保护的金属在发生电化学反应时作为正极或阴极，不参与电极反应.这类方法一般分为：

牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法两种.

①牺牲阳极的阴极保护法：

这种方法就是在保护的钢铁设备上装上比铁更活泼的锌块.在形成原电池反应时，锌作负极，被腐蚀，铁作正极从而被保护；

②外加电流的阴极保护法：

把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作辅助阳极，两者均存在于电解质溶液中，接上外接电源.通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷的积累，这样就可以抑制铁发生失电子的反应，从而被保护.

4.提高金属的抗腐蚀能力，还可以通过改变金属的内部结构，如在金属中掺入镍、铬等金属，形成镍不锈钢、铬不锈钢等，提高金属的抗氧化能力，

5.金属的腐蚀有时会带来很大的危害，但有时也可以利用金属的腐蚀对生产生活服务.如印刷电路的制作、电化学刻蚀、等离子刻蚀技术等，也可以利用金属的腐蚀形成保护层，如铁、铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化，产生一层致密的氧化膜，保护金属不会被氧化等.

金属腐蚀的危害

腐蚀遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的经济损失。

20世纪50年代前腐蚀的定义只局限于金属腐蚀。

从50年代以后，许多权威的腐蚀学者或研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有的材料。

但通常还是指金属的损坏。

因为金属及其合金至今仍然是最重要的结构材料，所以金属腐蚀还是最引人注意的问题之一。

腐蚀给合金材料造成的直接损失巨大。

有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20%～40%。

而且随着工业化的进程,腐蚀问题日趋严重化，美国1949年腐蚀消耗（材料消耗和腐蚀）为50亿美元，1975年达700亿美元，到1985年高达1680亿美元，与1949年相比增加了80余倍。

估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备相当于年产量的30%。

显然，金属构件的毁坏，其价值远比金属材料的价值大的多；发达国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2-4%；美国每年因腐蚀要多消耗3.4%的能源；我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达二百亿。

腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。

（3）加入缓蚀剂

在可能引起金属腐蚀的介质中加入少量缓蚀剂就能大大减缓金属腐蚀过程。

缓蚀剂可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂和气相缓蚀剂三类。

有些无机缓蚀剂使阳极过程变慢，称为阳极型缓蚀剂，如促进阳极钝化的氧化剂（铬酸盐、亚硝酸盐、Fe3+）或阳极成膜剂（碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐）；另一类无机缓蚀剂是促进阴极极化，称为阴极缓蚀剂，如Ca2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+等，能与在阴极反应中产生的OH-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。

也有同时阻滞阳极过程和阴极过程的混合型缓蚀剂。

有些溶液中的杂质，如S、Se、As、Sb、Bi等化合物，能阻抑阴极放氢过程，使阴极极化增大，减缓腐蚀。

缓蚀剂的用量一般要先通过试验才能确定。

有机缓蚀剂属于吸附型缓蚀剂，它们吸附在金属表面形成几个分子厚的不可见膜，一般同时阻滞阳极和阴极反应，但阻滞效果并不相同。

常用品种有含N、含S、含O、含P的有机化合物，如胺类、杂环化合物、长链脂肪酸化合物、硫腺类、醛类、有机磷类等。

缓释剂的吸附类型有静电吸附、化学吸附。

静电吸附剂有苯胺及其取代物，吡啶、丁胺、苯甲酸及其取代物如苯磺酸等；化学吸附剂有氮和硫杂环化合物；有些化合物同时具有静电和化学吸附作用。

此外，有些螯合剂能在金属表面生成一薄层金属有机化合物。

近年来，有机缓蚀剂发展很快，应用广泛，使用这些缓蚀剂也会产生缺点，如可能污染产品，可能对生产流程产生不利影响等。

气相缓蚀剂多是挥发性强的物质，也属于吸附型缓蚀剂。

它的蒸气被大气中水分解出有效的缓蚀基团，吸附在金属表面使腐蚀减缓，一般用于金属零部件的保护、贮藏和运输。

它必须用于密封包装内，海洋油轮内舱也可用它来保护。

常见的有效气相缓蚀剂有脂环胺和芳香胺；聚甲烯胺；亚硝酸盐与硫脲混合物；乌洛托品和乙醇胺；硝基苯和硝基萘等。

（4）阴极保护

金属电化学腐蚀过程中，微型原电池的阴极是接受电子产生还原反应的电极，阳极是失去电子发生氧化反应的电极，只有阳极才发生腐蚀。

阴极保**就是将需要保护的金属作为腐蚀电池的阴极（原电池的正极）或作为电解池的阴极而不受腐蚀。

前一种称为牺牲阳极法，后一种称为外加电流法。

牺牲阳极法，就是电极电位较负（较活泼）的金属或其合金连接在被保护的设备上，例如钢铁设备连接一块Zn、Mg或Al合金，使它们在形成的原电池中作为阳极而被腐蚀，而使金属设备作为阴极受到保护，这种被牺牲的阳极须定时更换。

外加电流法，是在体系中连接一块导流电极（石墨、铂或镀钌、钛、高硅铁、废钢等）作为阳极，当外部导入的阴极电流，使局部阴极电流与局部阳极电流相等、方向相反而相互抵消时，金属腐蚀停止，达到保护设备的目的。

阴极保护广泛用于土壤和海水中的金属结构、装置等，如管道、电缆、海船、港湾码头设施、钻井平台、水库闸门、油气井等。

为了减少电流输入，延长使用寿命，阴极保**一般和金属表面涂料法联合应用，是一种经济简便、行之有效的金属防腐方法。

（5）阳极保护

一些可以钝化的金属，当从外部通入电流，电位随电流上升，达到致钝电位后，腐蚀电流急速下降，后随电位上升，腐蚀电流不变，直到过钝区为止（如图3-5）。

图3-5一些金属阳极极化（钝化）曲线

利用这个原理，以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。

在保持钝性的电位区间，决定金属的阳极溶解电流密度大小的是钝化膜的溶解速度，所以，金属的钝态不是热力学稳定状态，而是一种远离平衡的耗散结构状态。

阳极保**需要一台恒电位仪以控制设备的电位（以免波动时进入活化区或过钝化区）。

由于只适用于可钝化金属，所以这种方法的应用受到限制。

阳极保**在工业上用于生产、处理H2SO4、H3PO4、NH4HCO3溶液、NH4NO3复合肥等的不锈钢或碳钢制容器和设备等。

（6）合金化

在基体金属中加入一定比例的能促进钝化的合金成分，便得到耐蚀性优良的材料。

如Fe中加入Cr，当Cr量达12%以上时，就成为不锈钢，在氧化环境中它的表面可以生成钝化膜，有很高的耐蚀性。

铬钢中加入Ni，可扩大钝化范围，还可提高机械性能。

含Cr18%、Ni9%的CrNi不锈钢是工业和民用中应用最广的耐蚀合金。

镍铜合金中的镍大于30%~40%时，它们比纯Cu和纯Ni的耐蚀性在一些环境中更优越。

一系列Ni合金是常用的耐蚀材料，如镍铸铁有优良的耐碱性；Ni-Mo-Cr合金是少数能耐高温非氧化性酸（如HCl）的合金；Ni-Al-Cr-Fe合金能耐高温氧化性酸、次氯酸盐、海水等，比一般不锈钢更好。

（7）表面处理

金属保护中常用对其表面进行处理以防止腐蚀。

金属在接触使用环境之前，先用钝化剂或成膜剂（铬酸盐、磷酸盐、碱、硝酸盐和亚硝酸盐混合液等）处理，表面生成稳定密实的钝化膜，抗蚀性大大增加。

例如，铝经过阳极处理，表面可以生成比在大气中生成的更为致密的膜，这类膜在温和的腐蚀环境（大气和水）中有优良的抗蚀能力。

钢铁部件表面发蓝（生成磁性氧化铁的化学转化膜）也是一个广为应用的例子。

在金属表面处理时，一般将钢铁部件放在充满Cr、Al、Si的粉末中，或在金属蒸气中，将易钝化的合金成分如Cr、Mo、Si渗入钢铁表面，进行热渗镀，表面渗镀层在氧化性环境内产生钝化膜，它的抗高温氧化能力和某些耐蚀性优于底层钢。

较新的一种表面技术是离子注入法，一般用离子注入机，使B、C、P、Si、N、Mo、Pd、Pt等元素或贵金属电离、加速，高能离子与基体金属相撞击进入表面，形成一定深度和浓度的非晶态合金层，具有比基体金属高得多的耐蚀性。

（8）金属镀层和包覆层

在钢铁底层上常用电镀一薄层更耐腐蚀的金属（如Cr、Ni、Pb等）的方法来保护钢铁制品。

如果用金属Zn、Cd等作镀层，构成腐蚀电池的极性则与上述相反，镀层微孔内裸露的钢为阴极，Zn或Cd的镀层为阳极，通过牺牲阳极，使钢得到阴极保护。

镀Sn的Fe（马口铁）广泛用于食品罐头，虽然Sn的标准电极电位高于Fe，但在食品有机酸中却低于Fe,也可起牺牲阳极的作用。

镀层如为贵金属（Au、Ag等）、易钝化金属（Cr、Ti）以及Ni、Pb等时，由于它们的电极电位比Fe高，如果出现破损，在电极反应中这些金属将成为阴极，会加速底层铁的腐蚀，因此这类镀层不适于强腐蚀环境（如酸），但可用于大气、水等环境。

除了电镀外，还常用热浸镀（熔融浸镀）、火焰喷镀、蒸气镀和整体金属薄板包镀等方法。

（9）涂层

用有机涂料保护大气中的金属结构是应用最广的传统防腐手段。

市售各类油漆、清漆等都属这一类，主要是由合成树脂、植物油、橡胶浆液、溶剂、助干剂、颜料、填料等配制而成，品种极多，过去以植物油为主的油漆现在多为合成树脂漆所替代。

这些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，但增大介质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（如大气、海水等）中，微孔底金属腐蚀缓慢，腐蚀产物可堵塞微孔，有很长的使用寿命。

这种方法不适于强腐蚀溶液（如酸）中，因为金属腐蚀迅速并产生氢气，会使漆膜破裂。

涂料涂层的程序：

首先是表面处理，这是最重要的一环，表面锈垢、油污等要彻底除净，否则会影响涂层与金属的黏结力；其次是选用底漆，一般加入红丹，铅酸钙，铬酸锌和锌粉等缓蚀剂，当微孔中渗入介质后可起缓蚀作用；最后是面漆，除了耐蚀外，美观也是重要的目的。

一般要涂几层面漆，使微孔尽量减少。

常用的合成树脂优良品种有：

环氧树脂、聚氨酯、氯磺化聚乙烯、氯化聚醚、酚醛、呋喃（糠醇）等。

沥青是廉价但性能优良的涂料，也常和环氧树脂等混合应用于地下管道。

天然树脂生漆是我国特产，具有优良耐酸性和耐碱性，是一种高级涂料。

无机涂层中广泛应用的是以锌粉为主的富锌漆，以合成树脂为黏结剂，干后表面锌膜是导电的，作用和阴极保护相同，在大气中可使用很久，也可用于较高温环境。

（10）衬里

适用于跟强腐蚀介质接触的设备内部，如盐酸、稀硫酸的贮槽用橡胶或塑料衬里、贮放硝酸的钢槽用不锈钢薄板衬里等。

耐酸砖（硅砖）也广泛用于衬里。

耐火砖衬里则可起隔热作用。

搪瓷耐酸性强，广泛用于食品、医药等工业，可保证产品质量。

腐蚀的危害是非常巨大的。

据资料报道，全世界每年生产的钢铁约有10％因腐蚀而变为铁锈，大约30％的钢铁设备因此而损坏。

这不仅浪费了材料，还往往会带来停产、人生安全和环境污染等事故。

根据世界上几个主要工业发达国家的一些统计数字表明：

这些国家由于金属的腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的2～4%，可见数字是惊人的，损失是巨大的。

金属腐蚀定义及分类

定义

金属腐蚀：

金属与环境组分发生化学反应而引起的表面破坏称为金属腐蚀.

金属腐蚀发生的根本原因是其热力学上的不稳定性造成的，即金属及其本身较其某些化合物（如氧化物，氢氧化物，盐等）原子处于自由能较高的状态，这种倾向在条件（动力学因素）具备时，就会发生金属单质向化合物的转化，即发生腐蚀。

金属和金属的腐蚀主要是化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时包含机械﹑物理或生物作用。

单纯物理作用的破坏（如合金在液态金属中的物理溶解）仅是少数的例子。

单纯的机械破坏不属于腐蚀的范畴.

分类

腐蚀的分类方法很多，有的按腐蚀环境分，有的按腐蚀形态分，也有的按腐蚀的现象或原因分。

1.按环境分:

湿蚀：

如水溶液腐蚀，大气腐蚀，土壤腐蚀，化学药品腐蚀等.

干蚀：

如高温氧化，硫腐蚀，氢腐蚀，液态金属腐蚀，羧基腐蚀等.

微生物腐蚀：

如细菌腐蚀，真菌腐蚀，硫化菌腐蚀，藻类腐蚀等.

2.按形态分:

全面腐蚀（均匀腐蚀）：

腐蚀分部在整个金属表面上（包括较均匀的和不均匀的）。

在全面腐蚀过程中，进行金属阳极溶解反应和物质还原反应的区域都很小（甚至是超显微的），阴阳极区域的位置不固定，在腐蚀过程中随机变化，结果使腐蚀分布非常均匀，危害也相对小些。

局部腐蚀（非均匀腐蚀）：

腐蚀局限在金属的某一部位。

在局部腐蚀过程中，阴极区域和阳极区域是分开的，通常阴极区面积相对较大，阳极区面积很小，结果使腐蚀高度集中在局部位置上，腐蚀强度大，其危害性比均匀腐蚀大得多（如在化工设备的腐蚀损害中，70％是局部腐蚀造成的）。

局部腐蚀包括：

①点蚀：

在点或孔穴类的小面积上的腐蚀叫点蚀。

这是一种高度局部的腐蚀形态，孔有大有小，一般孔表面直径等于或小于它的深度，小而深的孔可能使金属板穿孔；孔蚀通常发生在表面有钝化膜或有保护膜的金属（如不锈钢﹑钛等）。

②缝隙腐蚀：

金属表面由于存在异物或结构上的原因而形成缝隙（如焊缝、铆缝﹑垫片或沉积物下面等），缝隙的存在使得缝隙内的溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难，由此而引起的缝隙内金属的腐蚀，称为缝隙腐蚀.

③晶间腐蚀：

沿着合金晶界区发展的腐蚀叫间晶腐蚀。

腐蚀由表面沿晶界深入内部，外表看不出迹象，但用金相显微镜观察可看出晶界呈现网状腐蚀.这种腐蚀可使金属在表面上看不出有任何变化的情况下丧失强度，造成构件或设备的严重破坏.晶间腐蚀易发生在不锈钢﹑镍合金上。

④丝状腐蚀：

涂有透明清漆或油漆膜的金属暴露在潮湿的大气中时，金属表面由于漆膜能渗透水分和空气而发生腐蚀.腐蚀产物呈丝状纤维网样，这种腐蚀称丝状腐蚀。

其产生原因是潮湿大气的作用，其机理为氧的浓差电池作用.

⑤应力腐蚀开裂：

金属和合金在腐蚀与拉应力的同时作用下产生的破裂，称为应力腐蚀开裂。

这是一种最危险的腐蚀形态，但它只是在一定条件下