-
1 # 大明DOM
-
2 # 物語花香
要搞清這個問題,我們首先要搞清楚輪船腐蝕的原因:
吸氧腐蝕通常,金屬在酸性很弱或中性溶液中時,空氣裡的氧氣會溶解於金屬表面水膜中而發生電化學腐蝕,又稱吸氧腐蝕。輪船在海水中的腐蝕就是典型的吸氧腐蝕,其反應原理如下:
負(陽)極:2Fe - 4e- = 2Fe2+
正(陰)極:2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
總反應方程式 :2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
Fe(OH)2 不穩定,極易被空氣中的氧氣氧化為Fe(OH)3, Fe(OH)3受熱分解生成Fe2O3,也就是我們所說的鐵鏽的主要成分。
影響腐蝕的外部因素相對溼度
當相對溼度達到一定數值時,腐蝕的速度迅速上升,這個數值稱為臨界相對溼度,鋼鐵的臨界相對溼度約為70%。
溫度
環境溫度與相對溼度密切關聯,乾燥環境中,溫度再高鋼鐵也不容易鏽蝕。但是當相對溼度達到臨界值時,溫度每增加10℃,鏽蝕速度將提高兩倍,因此在高溫潮溼的海上,輪船很容易腐蝕。
氧氣
透過吸氧腐蝕的反應原理看,在沒有水和氧氣的情況下,鋼鐵就不會生鏽,通常空氣中氧氣含量為21%,作為氣體氧氣可說是無孔不入。
輪船防腐——犧牲陽極的陰極保護法發生吸氧腐蝕的必要條件——金屬的電位比氧化還原反應的電位低。由於吸氧腐蝕是典型的氧化還原反應,而在氧化還原反應中,氧化性或者還原性強的先反應。從上面的化學式我們知道,在吸氧腐蝕中O2氧化劑,Fe是還原劑,所以人們就想如果找到一種比Fe還原性更強的物質,Fe不就不會被腐蝕。
基於上述理論,人們發明了犧牲陽極的陰極保護法,此法應用了原電池原理,找一種活潑性比Fe強的金屬作為陽極,讓被保護鐵作為陰極。因此我們經常見到輪船的外殼會裝一些金屬塊(一般是Zn塊),其目的就是利用犧牲陽極的陰極保護法避免輪船腐蝕。其反應原理如下:
負(陽)極:Zn-2e-==Zn2+
正(陰)極:O2+4e-+2H2O==4OH-
但是隨著時間的推移,Zn塊不斷被腐蝕消耗,因此需要定期拆換,以使鋼鐵得到保護,避免輪船生鏽。
其它常見的防腐措施表面覆蓋保護層法
1、在鋼鐵表面塗礦物性油脂、油漆或覆蓋塑等材料。
2、用電鍍方法,在鋼鐵表面鍍上一層耐腐蝕的金屬,如鋅、鉻等。
3、表面鈍化技術,採用化學方法使鋼鐵生成一層緻密而穩定的Fe3O4保護膜。
外加電流的陰極保護法
此法應用電解原理,讓被保護金屬作陰極,惰性電極作輔助陽極,兩極都置於海水中,接上直流電源,可用此法防止腐蝕。此法中陽極上放電的微粒是海水中的陰離子,陰極上放電的微粒是海水中的陽離子。
隨著材料科學的不斷髮展和進步,也許不久的將來,人類將研發出新型耐腐蝕材料,徹底解決輪船腐蝕難題。
(我是小武漫談,希望多多交流。)
回覆列表
塗層保護:防鏽油漆之類.
電化學保護:電化學保護是防止海水腐蝕常用的方法之一,但只在全浸帶才有效.電化學法又分為外加電流法和犧牲陽極法.常用的犧牲陽極有鋅合金,鎂合金和鋁合金.