广告

关于铁腐蚀需要知道和理解的8件事

通过Shivananda您正在
发布日期:2021年2月15日
关键的外卖

由于铁腐蚀产生的氧化膜不能自愈,通常采用涂层和阴极保护方法来保护铁的表面。

暴露在潮湿和氧气中,它就会被腐蚀,这是什么氧化失去电子的过程。这个反应也叫生锈的,在此过程中通常会产生红褐色的水合氧化铁。

广告

铁的腐蚀涉及形成FeO(OH)或Fe(OH)3.在氧气和水分的存在下。这是最低要求电化学反应是一个电解液(如水粒子)和有足够氧气的环境。污染物加速了腐蚀过程。

铁的腐蚀当精炼铁和它的合金转化为化学稳定的铁化合物。对于精炼的金属来说,这是一个渐进的过程退化.这种反应在本质上是电化学的或化学的。

广告

本文讨论了铁腐蚀的一些显著特征。

生锈是金属铁在含氧和潮湿的环境中腐蚀的结果。

图1所示。生锈是金属铁在含氧和潮湿的环境中腐蚀的结果。

1.铁腐蚀不会产生可靠的氧化膜保护

而一些重要的金属,如铝,在腐蚀初期会产生腐蚀保护膜金属氧化物这是一个有效的屏障底物为了防止它进一步恶化,铁不会产生氧化物保护膜。相反,铁腐蚀会产生一种红褐色的片状粉状物质(水合氧化铁),称为铁锈,它不能作为防止进一步腐蚀的稳定屏障。随着水合氧化铁层的形成,它反复剥落而不是粘附在基板的表面,从而使基板易于持续的电化学反应,涉及进一步的腐蚀在氧气,水分和其他污染物的存在。

广告

2.水合氧化铁层不能自我修复

铝产生自我修复氧化膜而水合氧化铁层是由于金属铁的腐蚀而形成的不会自行愈合当它被破坏时。(想了解更多,请阅读自我修复金属氧化物作为防腐蚀方法的研究.)因此,亚铁除非通过其他方法阻止材料暴露在氧气和湿气中,否则材料仍然容易受到持续腐蚀。

3.氧化铁的磁铁矿型(Fe3.O4)可阻止铁件进一步腐蚀

蓝黑色的氧化铁叫做磁铁矿能在铁表面形成一层保护膜,保护铁在富氧环境中免受进一步的腐蚀破坏。然而,铁的形成3.O4这种氧化物会转变成其他形式的铁氧化物,如铁2O3.它是铁的红色氧化物,与氢反应2O,从而形成水泡和薄片。这对磁铁矿膜提供的保护有不利影响。氧化铝(Al2O3.,另一方面,提供稳定的腐蚀保护,没有氧化形成变化的风险。

4.不锈钢可以是无腐蚀性的

不锈钢铬含量最低为11%,可形成氧化铬钝化膜,防止钢中的铁元素腐蚀。氧化铬的膜层也是自愈合的,因此氧化铬提供的防腐保护是稳定和持久的。(相关阅读:不锈钢为什么耐腐蚀?

5.钢一般比纯铁更容易腐蚀

腐蚀是一个阳极和一个或多个阴极之间的耦合电化学反应。在碳钢可以有两个或多个阶段;其中一相作阳极,另一相作阴极。腐蚀作为氧化反应发生在阳极上。

例如,铁素体相与相(如)形成电偶马氏体,比马氏体更容易腐蚀。在铁素体-马氏体相组合中,随着铁素体比例的增加,腐蚀电流密度增大。

纯铁具有较好的抗氧化-腐蚀能力,但对腐蚀性和其他活性化学物质的抵抗力不足。相比铁艺在美国,纯铁具有更高的耐蚀性,这是因为其结构均匀,在其外部表面生锈,而锻铁具有层压结构会产生锈蚀层在叠层之间。

高纯度的铁金属不受腐蚀在实验室环境中工作了很多年.但在含盐环境或受污染的工业环境中,纯铁的耐腐蚀性较差。

纯铁在水中的耐腐蚀性取决于水的pH值和任何溶解氧出现在它。如果pH值大于5,溶解氧可以忽略不计,则腐蚀速率几乎可以忽略不计。如果pH值略低于5,则腐蚀风险增加。

腐蚀的风险也取决于腐蚀的程度黑色表面。如果表面持续完全浸没,则腐蚀速率最小,耐蚀性最大。如果浸渍是局部的和周期性的,其中一些部件循环暴露在空气中,则腐蚀风险和腐蚀速率会增加。

6.铸铁的耐蚀性与合金元素有关

通过选择正确的合金元素组合,提高了合金的耐蚀性铸铁可针对特定的操作环境进行优化。钼、铜、铬、镍和硅是一些重要的合金元素。

钼增加了铸铁的机械强度,并显著提高了对盐酸的耐腐蚀性。在铸铁中加入约4%的钼以提高这些性能。

少量的添加到铸铁中可提高其对盐酸和硫酸等酸的耐腐蚀性。

一个以较小的比例添加有助于提高耐盐水腐蚀性能。较高的百分比(高达30%)会产生不利影响延性,但有助于提高金属的抗硝酸腐蚀能力。

,通常用于改善机械性能,还可以通过在铸铁表面形成氧化镍膜来提高其耐腐蚀性。这有时借助于合金元素,如硅和铬。通过提高金属的硬度,镍也可以防止空泡腐蚀侵蚀腐蚀这是由于流体中的固体与金属接触而造成的。

当硅含量低于14%时,对铸铁的耐蚀性略有提高。在此水平以上,耐腐蚀性能有了极大的提高,通常是以牺牲延展性、机械强度和切削加工性能

在低合金铸铁中应用涂层可提高其耐蚀性。

7.低碳钢比高碳钢和中碳钢耐腐蚀

低碳钢(含碳率在0.08以上和0.28以下的低碳钢)常用于需要耐腐蚀的应用场合。通过提供表面处理,如涂层应用,其耐蚀性得到改善。环境中的湿气和氧气引起低碳钢的初期腐蚀。如果软钢完全浸入流动的水中,它比浸入静止的水中腐蚀得快。

由于工业污染物、环境湿度和海洋环境的影响,低碳钢的腐蚀速率增加。混凝土腐蚀通常通过实现阴极保护技术。(在本文中发现其他技术纠正和预防混凝土腐蚀.)用于船舶、公路桥、铁路桥和商业建筑的低碳钢,通过仔细选择合适的材料,可以使其经久耐用、耐腐蚀保护涂层和阴极保护系统。

8.可以防止铁腐蚀

一些流行的铁防腐方法包括:

  • 防护涂料

当仔细选择和应用涂层时,它可以起到物理屏障的作用介质阻挡阻止电荷的转移,从而防止导致铁基腐蚀的电化学反应。适用于铁表面的涂料包括聚脲聚氨酯环氧树脂丙烯画等等。

  • 牺牲金属涂层

如果一个锌涂层应用在铁表面,锌将首先腐蚀(氧化)和保护下的铁表面。这个过程叫做镀锌.锌比黑色金属活性更高。

  • 发蓝处理

这个过程会在亚铁表面产生一层磁铁矿(一种蓝黑色的铁氧化物)。火器通常通过发蓝保护免受腐蚀.除了磁铁矿涂层外,枪支还保持良好的润滑油。

  • 阴极保护方法

这种方法通过使金属表面腐蚀,降低了金属表面的腐蚀速率阴极在电化学电池电路中,将牺牲金属(如锌)连接成一个阳极.如果无源电流不足,比如保护大型结构时,阴极保护系统会连接一个单独的直流电源。因此,阴极保护系统提供黑色金属衬底所需的电子,使其相对于系统中提供的牺牲阳极成为阴极。

结论

通过了解与铁腐蚀有关的电化学反应,腐蚀工程师可以及早发现腐蚀问题,并确保采取补救措施。涂层可以防止电化学反应过程,从而减少对铁的腐蚀损伤。同样,阴极保护也可以保护铁表面不受腐蚀损伤。

广告

分享这篇文章

  • 脸谱网
  • LinkedIn
  • 推特
广告
Shivananda Prabhu的头像

Shivananda Prabhu是印度卡纳塔克邦迈索尔大学的工程师研究生,也是XLRI的PGDBM(相当于MBA), XLRI是一个排名前十的管理学院。他曾在Jamshedpur的塔塔钢铁公司(Tata Steel)担任维护经理和摩擦学、润滑、磨损预防、腐蚀预防、维护管理和状态监测方面的专家。他对损失预防和价值工程以及知识管理倡议做出了贡献。

他后来担任过技术培训师、安全培训师、ISO 9001、ISO 14001首席审核员、管理培训师、培训和人力资源专家。

在大约四年的时间里,他在PG机构的学术机构工作,担任教授,后来在浦那担任IPS(管理学院)主任。他还担任了三年的研究论文、报纸、行业期刊和网站的编辑和作者。总的来说,他的经验超过25年。

相关文章

回到顶部
Baidu