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大气腐蚀的防护措施

1.提高材料的耐大气腐蚀性能

通过合金化的方法可以改善材料的耐大气腐蚀性能,如在碳钢中加入Cu、P、Cr、Ni及稀土元素可提高其耐大气腐蚀性能。目前国外比较著名的耐候钢叫Corten钢(Cu-P-Cr-Ni系低合金钢),其耐大气腐蚀性能为碳钢的4~8倍。我国耐大气腐蚀钢于20世纪60年代才开始发展,根据资源特点有铜系、磷钒系、磷稀土系、磷铌稀土系和仿Corten型等。

2.采用表面涂层保护

对长期暴露在空气中的金属,在其表面采用涂层保护,起机械隔离作用,避免潮湿空气与金属直接接触,是防止大气腐蚀的有效手段。保护层可分为有机、无机涂层及金属镀层,同时根据防护时间又可分为暂时性覆盖层和长期性覆盖层,是防止大气腐蚀最简便的方法之一。

金属产品在加工、运输、储存过程中也存在腐蚀问题,为解决这个问题,对其进行的保护措施叫暂时性保护,其保护物易于去除。暂时性保护层包括防锈油、防锈脂、防锈水、可剥性塑料等。防锈油是以矿物油为基体添加油溶性缓蚀剂和辅助添加剂(抗氧化剂、防霉剂、助溶剂、消溶剂)所配成的,可用浸涂、刷涂或喷涂等方法涂覆在金属表面上达到防锈的目的,是目前在金属制品和金属材料加工、使用和储存过程中常用的防锈方法。防锈脂中除了含有机油、凡士林等基础油脂外,还含有石油磺酸盐、溶于石油的羊毛脂及其衍生物等,用于金属制品的封存防锈。防锈水,如2%~20%的NaNO 水溶液,可用于黑色金属零件(如轴承)的加工工序间防锈。在暂时性保护层中常加有阳极阻滞性的颜料,以增加防蚀效果。可剥性塑料是以塑料为基体作为成膜物质,再加入矿物油防锈剂、增塑剂、稳定剂、防霉剂等经加热或溶解而成。可用浸、刷、涂、喷等方法将其涂在被保护材料或产品上,待冷却或溶剂挥发后,即形成一层塑料薄膜,从而防止金属腐蚀。启封时可将塑料膜剥开。

长期性保护层包括电镀、热喷涂、渗镀、磷化、发蓝、氧化、涂料、热浸镀、砖板衬里、衬胶、玻璃钢等。

3.缓蚀剂

金属产品在加工、运输、储存过程中,人们广泛应用油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂,制成各种防锈液和防锈包装材料,都可有效地抑制或减缓大气腐蚀的发生和发展。这在第8.4节缓蚀剂中有详细介绍。

4.控制环境

控制环境是指主要控制密封金属容器内的相对湿度、温度及含氧量,以使制件与外围介质隔离,从而避免锈蚀,并使非金属件防霉、防老化。其方法有充氮封存法、吸氧剂法和干燥空气封存法等。

(1)充氮封存。将产品密封在容器内,抽真空后充入干燥而纯净的氮气,利用干燥剂使内部保持在相对湿度40%以下,因无水分和氧,故金属不会生锈。某些非金属材料也不易老化变质。此法适用于具有多种金属和非金属材料的产品、忌油产品、精密仪表和仪器的长期封存。

(2)吸氧剂法。吸氧剂法是在密封容器内控制一定的湿度和露点,并除去大气中的氧。常用的吸氧剂是NaSO ,它是在催化剂CoCl 和微量水的作用下,使NaSO 吸收氧而变成硫酸钠。一般在CoCl 中加水和NaSO 混合装入塑料袋内,悬挂在零件附近。

(3)干燥空气封存法。它也叫控制相对湿度法,是常用的长期封存方法之一。基本依据是金属在相对湿度不超过35%的洁净空气中不会生锈,非金属不会长霉。要做到这一点就必须在密封性良好的包装内充以干燥空气或用干燥剂降低包装内的湿度,造成比较干燥的环境。根据包装材料的不同,干燥空气封存可分为封套包装、罐式包装、茧式包装等几种。

此外,把大气相对湿度保持在临界值以下,就可以有效地防止金属发生显著的大气腐蚀。通常湿度控制在50%以下,最好保持在30%以下比较安全。通常采用加热空气、利用吸湿剂以及冷冻除水等方法控制湿度。常用的吸湿剂有活性炭、硅胶、氯化钙、氮化锂等,这种方法主要用于金属材料及制品的库房管理中。

5.合理设计和保护环境

合理设计构件、防止缝隙中存水、去除表面附着物和灰尘、净化空气等都有利于减轻大气腐蚀的危害。尤其要开展环境保护,减少大气污染,这不仅有利于人民健康,而且对延长金属材料在大气中的使用寿命也是相当重要的。

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