关于防锈.docVIP

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关于防锈

关于防锈 一、什么是锈 当铁长时间处于湿润状态时,会与溶解在水里的氧气发生反应,生成一种化合物,这种化合物就是锈。铁锈的成分比较复杂,通常简略用Fe2O3?xH2O表示。 铁锈是一种棕红色的物质,它不像铁那么坚硬,很容易脱落,一块铁完全生锈后,体积可胀大8倍。如果铁锈不除去,这海绵状的铁锈特别容易吸收水分,铁也就烂得更快了。铁锈一旦形成,即使在干燥的空气中也会扩展。这是因为粗糙的铁锈容易使空气中的水蒸汽冷凝下来,它吸收水蒸汽并储存它,这就是为什么预防铁生锈要比防止生锈处扩张容易得多的原因。 二、生锈原因 2.1 析氢腐蚀 主要的钢铁腐蚀是电化学腐蚀,钢铁在潮湿空气里,其表面因吸附作用而覆盖一层极薄的水膜,水微弱电离产生少量H和OH,㈠ H2O→H+OH,同时由于空气中CO2的溶解水里H增多,㈡ H2O+CO2→H2CO3→H+HCO3,这样表面就形成了一层电解质溶液薄膜,它跟钢铁里的铁和杂质或碳就形成了无数微小原电池。其中铁为负极,碳为正极,发生原电池反应:㈢ Fe-2e→Fe ㈣ 2H+2e→2H→H2↑,随着H浓度的降低,水的电离平衡向右移,OH浓度逐渐增大,则OH与Fe结合生成Fe(OH)2,㈤Fe+2OH→Fe(OH)2↓,Fe(OH)2被空气中氧所氧化生成氢氧化铁,㈥ 4Fe(OH)2+O2 +2H2O→4Fe(OH)3↓,这样钢铁表面即产生了铁锈。上述这种腐蚀过程中有氢气放出,叫做析氢腐蚀。析氢腐蚀是在较强的酸性介质中发生的。 2.2 吸氧腐蚀 如果钢铁表面形成的电解质薄膜,呈很弱的酸性或中性时,负极仍是铁被氧化成Fe,而在正极的主要反应则是水膜里溶解的氧气得电子被还原:㈠ Fe-2e→Fe㈡2H2O+O2+4e→4OH,这种由于空气里氧气的溶解促使钢铁的腐蚀,叫做吸氧腐蚀。 实际钢铁等金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀。 -2+2+ --2+2+-2++ ++-+-+- 图2-1 金属锈蚀的电化学示意图 1? ? 三、防锈技术及产品 3.1 VCI防锈 VCI是英文气相缓蚀剂(Volatile Corrosion Inhibitor)的缩写,它是一种经过特殊配料合成且具有一定挥发性的腐蚀抑制剂,简称为气化性防锈产品。而VCI气相防锈包装技术,就是在包装容器或封存空间放置一定量的气相缓蚀剂,或涂有气相防锈剂的气相防锈纸和气相塑料薄膜,其防锈剂不断缓慢挥发出防锈气体,形成一定的蒸汽压,充满封存空间,甚至装备元件的缝隙,有效地抑制金属部件锈蚀。由于此种方法在使用VCI时,可在不必直接接触金属表面的情下使金属制品的表面、内腔、管道、沟槽甚至缝隙部位都能得到保护。 VCI防锈简单讲就是挥发的粒子在金属表面形成薄膜,防止金属电子从阳极流向阴极,对生锈过程的开始阶段进行机制性封锁。但因为金属腐蚀和缓蚀过程的复杂性以及缓蚀剂的多样性,难以用同一种理论解释各种各样缓蚀剂的缓蚀机理,其缓蚀机理主要有三种情况——吸附缓蚀机理、成膜缓蚀机理、电极过程抑制机理。 金属所处的环境温度越高锈蚀率就越高。VCI产品可随温度的增减,自动在蒸气 范围内产生或多或少的VCI粒子。经过准确计算的 VCI处理方式,不仅可以降低锈蚀率,还可以在封闭的空间(空气不能快速流通包装缝隙的空间)为粒子的分散维持最佳的蒸气压力。在挥发的VCI粒子和凝固的VCI粒子之间形成动态平衡,这种平衡产生完美的保护,预防来自空气流通的损害。在封闭的空间内,VCI SYSTEM在包装内部与大气形成平衡,使包装内部形成VCI的防锈环境,从而阻断锈蚀过程并在高低不同温度下产生同等的效果。 图3-1 VCI粒子薄膜示意图 图3-1 VCI粒子自控防锈过程示意图 2? ? 3.1.1吸附缓蚀机理 类似于化学吸附或物理吸附机理,因为缓蚀剂的分子结构和表面活性剂相似,是由极性基(含弧电子对的N、O、S、P等原子)和非极性的疏水基(烃基等)两部分组成,其缓蚀机理是由于电子给予体的极性基和金属表层配位,形成化学或物理吸附,使金属表层生成双电层结构,而非极性基则作定向排列,形成疏水层,从而使H3O+离子难以接近金属,腐蚀反应受到抑制。 3.1.2成膜缓蚀机理 缓蚀剂能与金属或腐蚀介质的离子发生化学反应,其结果在金属表面生成具有保护作用的、不溶或难溶的化合物膜层,阻止腐蚀过程,起到了缓蚀作用。这类缓蚀剂中有一大部分是氧化剂,如铬酸盐、重铬酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等。它们和金属发生化学作用的结果,是使金属表面生成具有保护作用的氧化膜或钝化膜,从而起到将金属与介质机械隔开的作用。 3.1.3电极过

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