1正確選材和設計

了解不同材料的耐蝕性能，正確地、合理地選擇防腐蝕材料是最行之有效的方法。眾所周知，材料的品種很多，不同材料在不同環(huán)境中的腐蝕速度也不同，選材人員應當針對某一特定環(huán)境選擇腐蝕率低、價(jià)格較便宜、物理力學(xué)性能等滿(mǎn)足設計要求的材料，以便設備獲得經(jīng)濟、合理的使用壽命。

如果能消除環(huán)境中引起腐蝕的各種因素，腐蝕就會(huì )終止或減緩，但是多數環(huán)境是無(wú)法控制的，如大氣和土壤中的水分，海水中的氧等都不可能除去，且化工生產(chǎn)流程也不可能隨意更改。但是有些局部環(huán)境是可以被調整的，如鍋爐進(jìn)水先去除氧（加入脫氧劑亞硫酸鈉和肼等），可保護鍋爐免遭腐蝕；又如空氣進(jìn)入密閉的倉庫前先出去水分，也可避免貯存的金屬部件生銹；為了防止冷卻水對換熱器和其他設備造成結垢和穿孔，可在水中加入堿或酸以調節PH值至最佳范圍（接近中性）；煉油工藝中常加堿或氨使生產(chǎn)流體保持中性或堿性。溫度過(guò)高時(shí)，可在器壁冷卻降溫，或在設備內壁砌襯耐火磚隔熱，等。這些都是改變環(huán)境且不影響產(chǎn)品和工藝的前提下采用的方法，在允許的前提下，建議工藝中選用緩和的介質(zhì)代替強腐蝕介質(zhì)。

通常，在腐蝕環(huán)境中加入少量緩蝕劑就可以大大減緩金屬的腐蝕，我們一般將它分為無(wú)機、有機和氣相緩蝕劑三類(lèi)，其緩蝕機理也各不相同。

3.1 無(wú)機緩蝕劑

有些緩蝕劑會(huì )使陽(yáng)極過(guò)程變慢，稱(chēng)之為陽(yáng)極型緩蝕劑，它包括促進(jìn)陽(yáng)極鈍化的氧化劑（鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鐵離子等）或陽(yáng)極成膜劑（堿、磷酸鹽、硅酸鹽、苯甲酸鹽等），它們主要在陽(yáng)極區域反應，促進(jìn)陽(yáng)極極化。一般陽(yáng)極緩蝕劑會(huì )在陽(yáng)極表面生成保護膜，這種情況下的緩蝕效果較好，但也存在一定風(fēng)險，因為如果劑量不充足，會(huì )造成保護膜不完整，膜缺陷處暴露的裸金屬面積小，陽(yáng)極電流密度大，更容易發(fā)生穿孔。另一類(lèi)緩蝕劑是在陰極反應，如鈣離子、鋅離子、鎂離子、銅離子、錳離子等與陰極產(chǎn)生氫氧根離子，形成不溶性的氫氧化物，以厚膜形態(tài)覆蓋在陰極表面，因而阻滯氧擴散到陰極，增大濃差極化。除此之外，也有同時(shí)阻滯陽(yáng)極和陰極的混合型緩蝕劑，但加入量一般都需要先通過(guò)試驗才可確定。

3.2 有機緩蝕劑

有機緩蝕劑是吸附型的，吸附在金屬表面，形成幾個(gè)分子厚的不可視膜，可同時(shí)阻滯陽(yáng)極和陰極反應，但對二者的影響力稍有不同。常用無(wú)機緩蝕劑有含氮、含硫、含氧及含磷的有機化合物，其吸附類(lèi)型隨有機物分子構型的不同可分為靜電吸附、化學(xué)吸附及π鍵（不定位電子）吸附。有機緩蝕劑的發(fā)展很快，用途十分廣泛，但是使用它同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生一些缺點(diǎn)，如污染產(chǎn)品，特別是食品類(lèi)，緩蝕劑可能對生產(chǎn)流程的這一部分有利，但進(jìn)入另一部分則變?yōu)橛泻ξ镔|(zhì)，也有可能會(huì )阻抑需要的反應，如酸洗時(shí)使去膜速度過(guò)緩，等。

3.3 氣相緩蝕劑

這類(lèi)緩蝕劑是揮發(fā)性很高的物質(zhì)，含有緩蝕基團，一般用來(lái)保護貯藏和運輸中的金屬零部件，以固體形態(tài)應用居多。它的蒸汽被大氣中的水分解出有效的緩蝕基團，吸附在金屬表面，達到減緩腐蝕的目的。另外，它也是一種吸附性緩蝕劑，被保護的金屬表面不需要除銹處理。

陰極保護是依靠外加直流電流或犧牲陽(yáng)極，使被保護金屬成為陰極，從而減輕或消除金屬的腐蝕的方法。因為在應用陰極保護之前，大多數產(chǎn)生腐蝕的金屬結構上都存在著(zhù)陰極區和陽(yáng)極區，如果能把所有的陽(yáng)極區都變成陰極區，整個(gè)金屬構件變成陰極，也就達到了消除腐蝕的目的。對于一個(gè)具體的工程，在選擇陰極保護系統之前，應考慮的問(wèn)題很多：

4.1 所需總保護電流

進(jìn)行陰極保護，必須知道所需的總電流。這可用臨時(shí)的試驗裝置來(lái)測定電流的需要量。若所需要的保護電流不大（小于1.5~2A），最好選用犧牲陽(yáng)極保護，如果所需保護電流較大，采用外加電流保護比較經(jīng)濟。

4.2 環(huán)境的變化

在透氣性較差的土壤中，金屬相對容易極化，若在氧容易到達結構表面的土壤中，結構要極化需要較大的電流。另外，土壤電阻率最低的地方是最適合于安裝四聲陽(yáng)極或外加電流系統的陽(yáng)極。水的運動(dòng)有顯著(zhù)的作用，若水靜止，保護電流可取較小值。相反，湍流的水能沖刷結構表面，因此需要極強的機械去極化作用。

4.3 電的屏蔽

對間距小、結構復雜，且進(jìn)行陰極保護的構件，很容易發(fā)生電的屏蔽作用。從遠處陰極保護電源來(lái)的電流，很容易被外層構件所吸收，只有少量電流能達到內層構件中，于是外層構件就形成了一種電的屏蔽。此時(shí)，陰極的數量和配置應盡量做到與被保護結構的各部位距離大致相等，使電流的分散更加均勻。

4.4 經(jīng)濟因素

使用陰極保護時(shí)，應考慮陰極保護在經(jīng)濟上是否合算。如果陰極保護是解決腐蝕問(wèn)題的經(jīng)濟辦法，那么選擇的陰極保護系統應該是成本最低的，且其中需要考慮設計和安裝成本、電源成本以及系統維護的成本。

4.5 保護壽命

設計時(shí)，應該知道被保護結構預期的使用期限。在實(shí)際應用陰極保護的地方，應該使陰極保護系統的設計壽命與被保護結構的壽命相同，壽命過(guò)低，保護效果不好，過(guò)高會(huì )增加成本，造成浪費。

4.6 雜散電流的影響

在設計陰極保護系統之前，必須了解該地區是否有雜散電流。它主要來(lái)自電氣化鐵路、采礦機械、電焊等直流電源。雜散電流使被保護結構產(chǎn)生很快的腐蝕，通常比其他環(huán)境因素引起的腐蝕更加嚴重。因此，在設計陰極保護時(shí)，應該很好地選擇陽(yáng)極系統的位置，盡量避開(kāi)雜散電流。

4.7 溫度

溫度會(huì )改變介質(zhì)的電阻，由于土壤和水的電阻通常是隨著(zhù)溫度的升高而降低的。熱帶海水電阻比寒冷地區的同樣海水的電阻低很多就是這個(gè)原理。

4.8 犧牲陽(yáng)極材料

適合做犧牲陽(yáng)極的材料有鋁、鎂、鋅。陽(yáng)極材料可以澆鑄成多種不同形狀的犧牲陽(yáng)極，以滿(mǎn)足陰極保護設計的需要。

4.9 外加電流陽(yáng)極

用于外加電流陰極保護系統的陽(yáng)極，最好在輸出電流時(shí)有一個(gè)符合實(shí)際的最低的腐蝕率。廢鋼管、棒及類(lèi)似的廢鋼材料都可以用作外加電流保護系統的陽(yáng)極，雖然消耗較多，但來(lái)源十分廣泛?？傊?，陰極保護比較適宜于腐蝕性不太強的介質(zhì)，如海水、土壤、中性鹽溶液等，在強腐蝕性介質(zhì)中，由于電能與護屏材料消耗太大，一般不采用。

以設備作為陽(yáng)極，從外部通入電流，一般將加速腐蝕，且腐蝕電流隨陽(yáng)極極化而增大。但對可以鈍化的金屬則會(huì )出現另一種情況，當電位隨電流上升，達到致鈍電位后，腐蝕電流急速下降，甚至可下降幾萬(wàn)倍，以后隨電位上升，電流不變，直到鈍區為止。利用這個(gè)原理，以需要保護的設備為陽(yáng)極，導入電流，使電位保持在鈍化區的中段，腐蝕率可保持很低值，通入的電流就表示設備的腐蝕速度。

在基體金屬中加入能促進(jìn)鈍化的合金成分，當加入量達到一定比例后，便得到耐蝕性?xún)?yōu)良的材料。如鐵中加入12%以上的鉻，就稱(chēng)為不銹鋼；鉻鋼中加入鎳，可擴大鈍化范圍，還可提高機械性能；又如鐵中加入14%硅，就得到耐酸性?xún)?yōu)良的高硅鐵，等等。另外在某些活性金屬中加入微量超電壓低的陰極貴金屬，可以促進(jìn)鈍化。如不銹鋼和鈦在某些濃度和溫度的硫酸中是活性的，如在基體金屬中加0.1~0.15%的鈀或鉑，將在合金表面分布成為眾多的微陰極，促進(jìn)局部腐蝕電池的運轉，陰極電流很快增大，迅速達到鈍化區，使金屬耐蝕性增強。

金屬在接觸使用環(huán)境前先用鈍化劑或成膜劑處理，表面生成穩定密實(shí)的鈍化膜，抗蝕性大大增加。它與緩蝕劑方法不同之處，在于它在以后的使用環(huán)境中不需要再加入緩蝕劑，鋁經(jīng)過(guò)陽(yáng)極處理，表面可以生成比在大氣中生成的更為密實(shí)的膜，這類(lèi)膜在溫和的腐蝕環(huán)境中有優(yōu)良的抗蝕能力，鋼鐵部件表面發(fā)藍也是這個(gè)原理。

在鋼鐵底層上可用一薄層更耐腐蝕的金屬保護。常用的方法是電鍍，一般鍍2~3層，只有幾十微米厚，因而不可避免地存在微孔，溶液可滲入微孔，將構成鍍層-底層腐蝕電池。鍍層若為貴金屬，其電位比鐵高，將成為陰極，會(huì )加速底層鐵腐蝕。因此，這類(lèi)鍍層不適于強腐蝕環(huán)境，但可用于大氣、水等環(huán)境，緩慢產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物可將微孔堵塞，電阻增大，獲得一定的使用壽命。若用廉價(jià)的金屬，構成腐蝕電池的極性則與上述相反，使鋼得到陰極保護，可以保持較長(cháng)的壽命。除了電鍍外，還常用熱浸鍍（熔融浸鍍）、火焰噴鍍、蒸汽鍍和整體金屬薄板包鍍。后者因無(wú)微孔，耐蝕性強，壽命更長(cháng)，但價(jià)格稍高。

用有機涂料保護大氣中的金屬結構，是最廣泛的防腐手段。涂料覆蓋在金屬表面，干后形成多孔薄膜，雖然不能使金屬與介質(zhì)完全隔絕，但增大價(jià)值通過(guò)微孔的擴散阻力和溶液電阻，使腐蝕電流下降。在緩和的環(huán)境中，如大氣、海水等，微孔底金屬腐蝕緩慢，腐蝕產(chǎn)物可堵塞微孔，有很長(cháng)的使用壽命，但不適于強腐蝕溶液，因為金屬腐蝕速度較快，并伴隨有氫氣的產(chǎn)生，會(huì )使漆膜破裂。

襯里一般為整片材料，適用于和強腐蝕介質(zhì)接觸的設備內部。如鹽酸、稀硫酸的貯槽會(huì )用橡膠或塑料襯里，貯存硝酸的鋼槽用不銹鋼薄板作襯里等。搪瓷實(shí)際上是一種玻璃襯里，工業(yè)上稱(chēng)為搪瓷玻璃，它的耐酸性強，廣用于食品、醫藥等工業(yè)，可保證產(chǎn)品質(zhì)量，但是不能燒制太大的設備。