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摘要：在众多领域和工业中，随处可见金属材料的运用，实际生活中也经常可以见到金属材料的腐蚀现象，许多因素都可以引发金属材料的腐烂锈蚀，更有甚者会危害到部分材质为金属的产品质量或机械性能。因此，就金属材料腐蚀方面的预防和防护，开展深入研究，对我国现代化的建设起到至关重要的作用。选取金属材料的表面作为研究对象，分析其主要成因并制定一系列的防护措施，推动我国现代化建设的发展。

关键词：金属材料;表面腐蚀;防护措施

一、引言

金属材料腐蚀是工业生产中常见的现象。导致金属材料腐蚀的影响因素和腐蚀类型很多，因此金属材料的表面腐蚀无法从根本上避免。为了实现对金属材料的有效保护，需要结合金属材料所面临的腐蚀环境采取一定的保护措施，从而达到提高金属材料的耐腐蚀性，保证工业生产安全的目的。

二、金属材料腐蚀现象

（一）电化腐蚀

在金属材料和电解质溶液共同作用后形成了电化腐蚀。通常来说，在使用压力容器时，由于某种因素的影响，导致其内部产生阴极部分，继而造成电化学电池的形成。除此之外，阴极区域的形成与众多因素密切相关，例如不同金属材质制成的物品、部分金属纯度较低等，金属材料也就因此受到腐蚀。

（二）均匀腐蚀

在众多腐蚀中，均匀腐蚀是危害程度较低的一种，金属材料的表面产生均匀的腐蚀点时就是均匀腐蚀的象征。一般情况下，在设计金属材料时，只要配比合理就可以对均匀腐蚀现象起到缓解作用。

（三）应力腐蚀

当金属受力的同时，加上腐蚀性介质的共同作用，造成腐蚀裂纹并快速扩散的现象就称为应力腐蚀，金属早期出现脆性破坏时就体现于此。通常只要金属的应力值范围设计合理，其腐蚀速度就会减缓，但针对某些特殊的金属，腐蚀性介质和温度同时作用时，该金属就会产生应力腐蚀的现象。

三、金属材料腐蚀的原因

（一）pH值

衡量金属加工液控制腐蚀的一个关键参数就是pH值。倘若PH值超出9后，就可以对黑色金属起到保护作用，但不利于有色金属的腐蚀防护，比如铝、黄铜和青铜。当处于单击条件下时，倾倒和清洗是处理较低pH值最简单的措施，也可以通过适当添加新鲜金属加工液达到pH值适宜的效果。针对用于黑色金属加工的中央槽系统而言，可利用添加剂对pH值起到调节作用，促使pH值调整在8.8到9.2之间。倘若pH值过高，通常表示该金属加工液已被污染，需要将其倾倒并更换新的液体。

（二）水

一般情况下，水中都是积累化学物质的，往往加工液的腐蚀程度与之有关。一切的水中都含有离子成分，其中还有部分离子具有侵蚀特性，会造成大多数金属遭受腐蚀。通常水中的以下离子会被认定为富有腐蚀性：超过100×106的氯化物、超过100×106的硫化物，或50×106硝酸盐。金属表面的防护层往往都会遭受氯化物、硫化物和硝酸盐的侵蚀，导致腐蚀。

（三）偏低的浓度

金属加工液的成分往往只有在设计范围内才会发挥作用。倘若浓度较低，那么该金属加工液的成分往往无法符合预期浓度效果。防锈抑制剂同样如此，也不能减缓新加工或磨削工件遭受腐蚀的速度。

四、金属材料表面腐蚀的防护措施分析

（一）涂料防腐技术

为确保金属材质不受腐蚀介质的影响，可以将防腐材料均匀地涂抹于金属材料表面，防腐材料的密封性能很好，这也可以帮助金属材料不直接接触外部腐蚀介质，上述过程称为涂料防腐技术。在最初涂抹防腐涂料后，必须参照目前的老化速度进行深入研究和分析，并对防腐层定期保养维护，同时必须及时开展喷砂除锈，针对掉漆的部分，做好填补工作。

当被涂物地材表面干燥固化后，形成的涂层被称为防腐涂料，他主要起屏蔽功效，参照电化学腐蚀原理，引发钢铁腐蚀的关键主要是以下三方面：（1）氧气，（2）水和离子，（3）电力导通和传输的路径。而漆膜主要作用于材料表面，减少了材料表面腐蚀介质的产生，并在腐蚀电源电力流通途中添加电阻，阻碍电流流通，避免因电力因素引发的金属锈蚀，但众多试验结果表明，水、氧和离子渗透于漆膜的效率有所差异，其中水的渗透速度最快，但其理直渗透漆膜最少，因此可以不纳入考虑范围内。

由于聚脲弹性涂料中富含高密度的过氯乙烯漆喷涂，因此在国际上备受欢迎，成为国际防腐蚀技术中的关键部分，国际社会针对石油管道提出了新要求，规定石油。公司必须涂抹该防腐层，受大众关注的是，管道接口上喷涂聚脲弹性涂料具有良好的施工性能，通常可以确保直管部分的完整合连贯，促使整个管道系统封闭完好，这也进一步保障了管道整体的防腐蚀性能。在以下五个领域中会使用到防腐涂料，分别是：新兴海洋工程、现代交通运输、能源工业、大型工业企业、市政设施。

（一）缓蚀剂防腐

在金属的防腐措施中，缓蚀剂是较为常见的一种措施，其成本低廉、技术要求不高且便于使用，并且金属材料的结构构成也不会遭受破坏。从性质的角度区分，通常可以将缓蚀剂分为：氧化缓蚀剂、沉淀缓蚀剂以及吸附缓蚀剂，对于不同的缓蚀剂而言，其防腐原理也有所不同。

下文详细介绍了常见的缓蚀剂产品以及其用途：

1.BTA

BTA的作用过程具体如下：首先在金属表面进行大量的附着，进而形成一层薄膜覆盖于金属表面，促使腐蚀介质与铜类金属之间形成隔离层;将多种阻垢剂、杀菌灭藻剂与铜缓蚀剂BTA结合，并投入循环冷却水系统之中使用，有效缓解该系统的腐蚀现状，避免了过度腐蚀现象的产生，同时需要注意循环水中铜缓蚀剂BTA用量必须控制在1升2到4毫克之间。BTA还被广泛运用于多个领域，比如作为铜银的防变色剂、汽车冷却液、润滑油添加剂。

2.MBT

在循环冷却水系统的防腐蚀中，一般将MBT列为常用的铜缓蚀剂。而MBT的缓蚀作用过程包含两部分：（1）利用该物质可以和金属铜表面上的活性铜原子或铜离子产生化学反应的特性，将MBT附着于金属表面;达到保护金属的作用;（2）以螯合作用帮助金属表面的保护膜形成，该保护膜具有密封且稳定的特性;同时需要注意MBT的用量必须控制在1升4毫克。MBT还被广泛运用于多个领域，比如作为增塑剂、酸性镀铜光度剂等。

3.TTA

铜缓蚀剂TTA必须经由醇或碱溶解后才能投入循环水中使用，同样必须控制该物质的浓度在1升2到10毫克之间，倘若水系统中的有色金属已经遭受严重腐蚀，可以适当将浓度调整为5到10倍之间，促使本系统迅速钝化。

4.盐酸酸洗缓蚀剂

在清洗介质为盐酸、硫酸、氨基磺酸，清洗对象为黑色金属的基础上，可以选用盐酸酸洗缓蚀剂。该物质可以酸洗各种型号的高中低压锅炉、大型设备及管道。设定酸液中的加药量在千分之一到千分之三之间，设定其腐蚀速度在1g/m2.h的范围内。并且使用该物质时，必须向其中加入一定浓度且完成稀释的酸液，同时开启循环泵循环清洗，清洗时也必须不断根据比例添加酸洗缓蚀剂。

（三）电化学防腐技术

根据电化学原理，开发创造出电化学防腐技术，该技术通过更改电极的方式，缓解金属材料表面的腐蚀，利用阴性电极改善腐蚀现象。所以，在土壤中埋藏较深或是处于海洋中的金属管道可以利用该技术达成保护。从技术原理来看，电化学防腐技术就是通过金属与附加电极的作用更改金属表面的极性，以实现电流保护的作用。换句话说，电化学腐蚀技术主要保护金属的方式就是减少阳极的使用，并且金属管道的材质必须是铝、锌等金属。所以将该技术投入使用时，一方面必须保障给电充足，另一方面必须减少蚀产物膜出现于金属表面，同时还需保障阳极溶解必须均匀，这样才能确保金属保护程度的最大化。

电化学防腐技术可适用于各种钢筋混凝土结构中，比如住宅、办公楼、医院和学校建筑，桥梁，隧道等。

针对氯离子侵蚀的钢筋结构中，可以选用电化学防腐技术进行预防，对于氯离子而言，其往往产生于混凝土本身或是海水等物质中。该技术同样被建筑界推崇，尤其是钢筋框架砌体结构方面，将电化学防腐技术运用于该结构中，可以有效减少钢筋框架出现锈蚀进而导致膨胀的现象，这样一来砌体结构开裂的现象也得以缓解。

国外的一些重要建设也在被氯离子侵蚀，因此他们在预防钢筋锈蚀时，也同样选用了阴极保护法。尤其是环境湿度较高的地区，例如下水、涌浪区和浪溅区之间的界面区，由于阳极的选用、安装和控制难度较高，这也是选用阴极保护的重要措施。

五、结论

随着时代的高速发展，金属材料的腐蚀防护工作已备受工业界的关注，倘若无法真正处理好金属材料的腐蚀问题，那么在损害设备的基础上还会加快设备的报废速度，进而增加经济成本，更有甚者会威胁人们的生命财产安全。所以，我们必须不断地学习有关金属材料的防腐工作，将国外先进技术引入国家，根据自身企业设备的实际情况，确保金属材料防腐工作落实到位。

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