大氣腐蝕(氣候環境)

大氣腐蝕(氣候環境)

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金屬在大氣自然環境條件下的腐蝕通稱為大氣腐蝕。大氣腐蝕在金屬腐蝕中是數量最多、覆蓋面最廣、破壞性最大的一種腐蝕。這是因為金屬暴露在大氣環境介質中的機會比在其他介質中的機會多。在戶外有眾多的高大金屬鋼架、橋樑、汽車、輪船及各種金屬建築設施,無時無處不受到大氣的侵蝕。

基本介紹

  • 中文名:大氣腐蝕
  • 定義:金屬在大氣自然環境條件下的腐蝕
  • 類型:乾、潮、濕大氣腐蝕
  • 影響因素:金屬表面狀態、大氣成分及雜質
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大氣腐蝕類型

金屬表面在大氣中的濕度,也就是它的潮濕程度是決定大氣腐蝕的主要因素。所以,大氣腐蝕按照金屬表面的潮濕程度不同,可以分成三種類型。

乾的大氣腐蝕

在這種情況下,大氣中基本沒有水汽,因此金屬表面沒有水膜。在這種狀態下的大氣腐蝕稱為乾的大氣腐蝕。

潮的大氣腐蝕

相對濕度在100%以下,金屬表面有肉眼看不見的薄液膜。這層水膜是由於毛細管作用、吸附作用或化學凝聚作用而在金屬表面上形成的。鐵等金屬在不直接被雨淋時所發生的腐蝕就是這種類型。

濕的大氣腐蝕

當空氣中的相對濕度為100%左右或當雨水直接淋濕金屬的表面時,水分已在金屬表面上形成了液滴凝聚,並已連成一片,薄層存在著肉眼可見的水膜,金屬在這種狀態下的腐蝕就稱為濕的大氣腐蝕。
實際情況中,並不能將這三種形式的大氣腐蝕分得很清楚。這要決定腐蝕的條件及因素。而且也有可能由一種形式的腐蝕過程過渡到另一種形式。

影響因素

金屬表面狀態

金屬表面的光亮度對大氣腐蝕影響極大,光滑的表面不易形成連續的水膜,甚至水膜不能附著,所以不容易產生電化學腐蝕。相反,如果金屬表面凹凸不平,或者很粗糙,那么就有利於水膜的形成,使金屬表面產生電化學腐蝕,即使在相對濕度很低的情況下腐蝕也可能發生。

大氣成分及雜質

1、氧對金屬大氣腐蝕的作用
空氣中含有大量的氧氣。在電解液薄膜下微電池的電化學腐蝕過程中,氧是以陰極去極化劑的作用,使金屬產生腐蝕的。
2、大氣中二氧化硫對腐蝕的影響
大氣腐蝕的程度主要決定於大氣的成分、溫度和濕度,所以各種大氣對金屬的腐蝕性,會根據各種不同的因素,在很大的範圍內變動著。腐蝕程度最大、最嚴重的是潮濕的受污染大的工業大氣,腐蝕程度最小的是乾燥而潔淨的大氣。對大多數工業結構的合金來說,最能加速腐蝕過程的是二氧化硫、硫化氫等含硫的污染物。
在污染的大氣中,當低於臨界濕度時,金屬表面沒有水膜。所受到的是化學作用的腐蝕,腐蝕速度是很小的。高於臨界濕度時,能夠形成一層薄水膜,便發生了嚴重的電化學腐蝕,其中二氧化硫起促進和加速腐蝕的作用。
3、大氣中鹽粒對金屬腐蝕的影響
海洋大氣中含有許多微小的鹽粒及鹽霧,當這些鹽分沉積到金屬表面時,就會產生嚴重的腐蝕。但是其程度決定於鹽分的數量,而鹽的沉積數量又決定於風浪的條件、距離海平面的高度以及曝曬的時間。海鹽都是氯化物,特別是氯化鎂及氯化鈣都是吸濕性很強的鹽分,很容易在金屬表面上吸水而形成電解質液膜。

危害性

金屬受到大氣腐蝕以後,首先是其表面顏色變灰暗並逐漸轉變顏色,嚴重的時候可看到銹跡斑斑,破壞了其表面的外觀。在短時間內可能不會有什麼大問題,但它的危險性是潛伏的,當腐蝕到一定的程度以後,就會產生明顯的破壞,甚至產生突發性的災難。因此,對金屬的大氣腐蝕,切不可等閒視之。
金屬腐蝕的破壞事故是經常發生的,從最小的螺釘到大型的金屬構件都可能出現。例如工廠設備所用的螺釘、螺母等緊固件,經常因為腐蝕生鏽而被卡死在裝備上,使設備難以拆卸維修或影響正常的操作。嚴重時整台設備受到破壞而報廢,造成浪費甚至巨大經濟損失;許多輸電鋼架、鐵道橋樑因為大氣腐蝕,使鋼架的截面積逐漸變小,單位面積的載荷增加,當超過極限時,就會發生崩塌,造成重大事故。一些年久失修的橋樑就是因為大氣腐蝕和應力腐蝕破壞而出現斷裂,造成交通事故。大氣腐蝕造成的危害數不勝數。

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