A. 为了控制腐蚀在选材上应考虑哪些问题
举例说明研究腐蚀的重要意义.
金属的主要腐蚀形态有哪些
画出各腐蚀形态的示意图.
表示均匀腐蚀速度的方法有哪些
它们之间有何联系
已知铁在介质中的腐蚀电流密度为
1mA
/
Cm2
,求其腐蚀速度
V
失和
V
深.试问铁
在此介质中是否耐蚀
.合金氧化有什么特点
如何提高合金的抗氧化性能
指出其理论依据.
金属的高温硫化与氧化相比较有什么特点.
右图有哪些作用
举例说明.
如何防止和阻碍金属与合金
的碳化
腐蚀倾向的热力学判据是什么以
Fe为例,
说明它在潮湿大气中
可否自发生锈.
如何用电化学判据说明金属.
电化学腐蚀的难易,有何局限性?
何谓电位――
pH图举例说明其用途及局限性.
何谓腐蚀电池,有哪些类型.
举例说明可能引起的腐蚀种类.
什么是极化.
何谓电化学极
化,何谓浓差极化.
举例说明有哪些可能的阴极去极化剂.
当有几种阴极去极化剂同.
B. 如何防止金属装饰品表面的氧化
这些都是抗氧化保护膜类
Sr对原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料
通过真空感应炉中氩气保护,在ZM5熔体中加入Si获得原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料。采用OM、ESEM、XRD等探讨了Sr对这种复合材料的组织与性能的影响规律。
AXfa0002 SiCw/LD2Al复合材料超塑变形协调机制的研究
SiCw/LD2Al复合材料具备高比强度、高比刚度、耐磨、耐热、热膨胀系数小并可调等一系列优异性能而在航空、航天领域得到了广泛的应用,但是差的机械加工性能限制了它的进一步发展。为了解决这一问题,提出了近终形成型技术,高应变速率超塑性是近终形的关键。金属基复合材料的高应变速率拉伸超塑性已经进行了很深入的研究,但是对于压缩变形,尤其是SiCw/LD2Al复合材料的压缩变形机制研究的很少。本文主要从SiCw/LD2Al复合材料界面应力集中的角度研究超塑变形的协调机制。
AXfa0003 TiCp/W复合材料热冲击损伤行为的数值模拟
为了揭示Tic颗粒增强的钨基复合材料(TiCp/W)高温下的失效规律,采用有限元方法从宏观和微观两个方面对该复合材料在氧乙炔热冲击中的损伤行为进行了数值模拟。复合材料非稳态温度场的模拟结果、材料的宏观与微观损伤行为的模拟结果都与实验结果吻合。
AXfa0004 Ti-Al-B合金中铝含量对硼化物的存在方式和形态的影响
用熔铸法制备了硼化物颗粒增强钛基复合材料,通过XRD和SEM,详细研究了含铝量变化时合金的相组成及硼化物的形态和存在方式的变化规律。
AXfa0005 SiCw/MB15镁基复合材料超塑性变形空洞行为
用金相显微镜、扫描电镜对SiCw/MB15镁基复合材料在340℃,应变速率为1.67×10-2s-1变形条件超塑性变形过程中空洞的行为进行了研究。结果表明空洞最先在三叉晶界处形成,空洞的长大在变形初期由扩散控制,变形后期由基体塑性变形控制。
AXfa0006 原位TiB晶须和TiC颗粒复合增强Ti复合材料的压缩性能及微观结构
采用反应热压方法制备了原位TiB晶须和TiC颗粒复合增强钛复合材料,对复合材料进行了高温压缩试验,对变形前后的微观结构进行了分析。
AXfa0007 时效对SiCw/2024Al复合材料点腐蚀行为的影响
利用273恒电位仪测试了在室温下3.5%NaCl溶液中时效状态对SiCw/2024Al复合材料电化学腐蚀行为的影响规律。结果表明,不同的时效状态对复合材料的点蚀电位没有影响,但却使其点蚀电流发生较大的变化。三种时效状态下复合材料表面点腐蚀程度的不同,是由于复合材料微观组织结构的差别导致点腐蚀速率不同造成的。
AXfa0008 激光熔敷Ti5Si3/γ耐磨复合材料涂层组织与耐磨性
以Ti-Si-Ni合金粉末为原料对BT9钛合金进行激光熔敷处理,制备出以金属化合物Ti5Si3为增强相、以镍基固溶体γ相为基体的快速凝固"原位"耐磨复合材料表面改性层,整个改性层组织均匀、致密、与基体结合良好,具有很高的硬度及较好的抗滑动磨损性能。
AXfa0009 金属基复合材料的自发浸渗制备工艺
一般而言,金属基复合材料中增(补)强相与基体相的复合需要借助外力,如粉末冶金中烧结前粉体的两组分机械混合,以及压力铸造中熔体在外压驱使下进入多孔颗粒预制件。提供这类外力通常需要复杂工艺条件下的昂贵设备,制品在尺寸和形状上又有诸多限制。寻求经济简便的复合材料制备方法一直是一项极具挑战性的任务。
熔体自发浸渗颗粒预制件是一项前景看好的尝试。自发浸渗就是熔体在无外力作用下,借助浸润导致的毛细管压力自发进入颗粒多孔预制件。用传统成型工艺,陶瓷粉末可预制成所需要的形状和尺寸,金属性熔体自发渗入并充满预制件中的空隙,冷却凝固后获得颗粒在连续基体中均匀分布的复合材料。若组分间匹配得当、复合良好,可期望复合材料具有理想的力学性能。
AXfa0010 铜/钢复合材料的研究及应用
为了使金属材料最大限度地发挥出其所具有的性能,其方法之一就是把性能不同的材料加以组合制成复合材料。钢/钢复合材料(钢表面复铜或铜合金)由于具有防腐蚀、抗磨损、导电导热性能优良、美观、成本低等优点,在军工、电子、造币、炊具及建筑装饰等领域有着广阔的应用前景,其研究也越来越引起国内外的关注。本文主要介绍了铜/钢复合材料的应用、生产方法的新进展。
AXfa0011 喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术的发展
分析了喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术的研究现状。系统地介绍了原位反应喷射沉积成形过程中进行的各类反应。在总结国内外喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术优缺点的基础上,发展了溶铸-原位反应喷射沉积成形金属基复合材料制备新技术。
AXfa0012 铝基复合材料的腐蚀控制研究进展
铝金属基复合材料(MMCs)具有比强度和比刚度高,耐磨蚀等优点,被视为在航空航天及汽车工业等领域中最有前途的新型结构材料之一。多年来,国内外均致力于铝MMCs的制备和提高机械性能的研究。相对而言,对该材料腐蚀性能特别是腐蚀控制的研究则少得多。这显然与铝MMCs应用日益增长的现状不适应,研究铝MMCs的腐蚀及腐蚀控制问题已成为材料科学中的一个重要的课题。
AXfa0014 电子封装材料的研究现状
电子及封 装技术的快速发展对 封装材料的性能提出了更为严格的要求。综述了种新型封装材料的发展现状;并以金属基复合材料为重点,分别从增强体,基体材料,制备工气及微结构几个方面讨论了它们对材料热性能的影响;据此进一步提出了改善封装材料热性能的途径及未来的发展方向。
AXfa0015 内部因素对金属基复合材料磨损性能的影响
综述和分析了金属基复合材料内部因素对磨损性能的影响。这些因素包括增强体种类、大小、形状和取向、体积人数。分析表明,上述因素通过影响复合材料的磨损机制而影响磨损性能。金属基复合材料在各种条件下表现的磨损机制的多样性是造成其磨损性能不稳定的原因。
AXfa0016 金属层状复合材料的超塑变形行为
通过热压合和轧制的方法研制了金属多层复合材料,对复合材料的超塑性变形行为进行了研究,发现在一定的变形条件下,高塑性材料对低塑性材料存在"牵动效应"。并对复合和各组元的流变应力、应变速率敏感性指数m进行了理论推导和实验研究。
和单一合金相比金属复合材料有许多优点,一方面它可以很好地增强材料功能,另一方面它具有优良 的性能价格比,因而具有强劲的市场竞争能力,在许多工业领域里获得了广泛的应用。本课题在双层复合材料的基础上研制了多层金属复合材料,后者除了具有双层复合材料的优点之外,还有其自身的特点,即组元之间存在界面层,扩散良好的界面层的性能介于两组元之间,在超塑变形时高塑性组元对低塑性组元产生带动作用,使复合材料获得较好的整体超塑性。
AXfa0017 外部因素对金属基复合材料磨损性能的影响
综述和分析了正载荷、滑动速度、滑动距离、环境温度等外部因素对金属基复合材料磨损性能的影响。与复合材料内部影响因素类似,外部因素通过影响复合材料磨损机制而影响复合材料磨损率。
AXfa0018 颗粒增强铝基复合材料的研制、应用与发展
颗粒增强铝基复合材料(如SiCp/Al)具有高比强度和比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀系数、低密度、高微屈服强度、良好的尺寸稳定性和导热性等优异的力学性能和物理性能,可广泛应用于航天、军事、汽车、电子、体育运动等领域。因此,从上世纪80年代初开始,世界各国竞相研究开发这类材料,从材料的制备工艺、微观组织、力学性能与断裂特性等角度进行了许多基础性研究工作,取得了显着成绩。目前,各国相继进入了颗粒增强铝基复合材料的应用开发阶段,在美国和欧洲发达国家,该类复合材料的工业应用已开始,并且被列为21世纪新材料应用开发的重要方向。
本文通过介绍和分析国外颗粒增强铝基复合材料的研制、应用和发展趋势,并在分析国内该材料现状的基础上,根据"十五"期间国内需求,探讨和分析我国颗粒增强铝基复合材料的发展对策,期待提出的建议和对策对于提高国内颗粒增强铝基复合材料的应用发展有所贡献。
AXfa0019 金属层状复合材料的研究状况与展望
回顾了金属层状复合材料在工艺、机制方面的研究现状,分析了存在的问题,并对今后的研究进行了展望。
随着科学技术突飞猛进的发展,社会对材料提出了更为严格、苛刻的要求,复合材料由于在设计上了各组元的优点,并弥补了各自的不足,具有单一金属或合金无法比拟的优异综合性能,成为当今材料科学的研究热点之一。
复合材料一般可以分层状复合材料、颗粒增强复合材料和纤维增强复合材料,其中层状复合材料比颗粒增强、纤维增强复合材料的生产工艺简单,因而倍受欢迎,广泛应用于宇航、石油、化工、轻工、汽车、造船、电子、电力、冶金、机械、核能及日用品等领域。
AXfa0020 SiC/Wn层状复合材料力学性能与显微结构的研究
在陶瓷/金属层状复合材料中,由于金属在破坏以前,通过塑性变形吸收大量的能量,既阻碍了裂纹的失稳扩展,又能起到预报材料失效的作用。与此同时金属与陶瓷之间的性非常强,能极大地提高复合材料的可靠性,因此,对金属作为陶瓷增韧相的层状复合材料的研究有着非常诱人的前景。
用金属钨作为延性层,增韧碳化硅陶瓷,设备了SiC/W层状复合材料,并测试了其力学性能。结果表明,在保持强度不变的同时,断裂韧性提高了1倍。XRD和SEM分析发现,W和SiC发生化学反应,界面产生新相,增强了层状复合材料的界面结合,但同时降低了金属对陶瓷的增韧效果。
AXfa0021 低体积分数AL2O3颗粒增强铝基复合材料的制备工艺
颗粒增强铝基复合材料由于价格低廉,性能优越,目前已经被广泛的应用于国民生产的各个部门之中.目前制备颗粒增强铝基复合材料比较成熟的工艺有粉末冶金、搅拌铸造、挤压铸造等方法,这几种方法各有其优缺点.挤压铸造法是一种成本低,制备的材料性能优良的制备方法.但是挤压铸造法制备颗粒增强铝基复合材料的体积分数高,所得的材料难以进行挤压等塑性变形.为了使通过挤压铸造工艺得到的复合材料能够进行塑性变形,本文通过在预制块中掺入铝粉来降低预制块的体积分数,从而降低复合材料的体积分数,使之能够进行塑性成形.
AXfa0022 内应力蠕变对SicW/A1复合材料残余应力的影响
碳化硅增强铝基复合材料经历一定的温度变化后就会在材料内部产生热错配应力。当材料冷却到室温,该应力就成为了残余应力。由于该力对复合材料的微观组织结构、和性能有较大的影响,所以近年来得到了广泛的重视。最近,我们的研究表明,热处理可以改变材料的热错应力和残余应力。本文探讨了热处理工艺对SiCwA1复合材料残余应力的影响。
AXfa0023 SiCw/60601A1复合材料瞬间液相焊接接头界面形成机理
研究了SiC/6061A1复合材料瞬间液相焊接接头界面结构形成机理,在焊接过程中采用Zn-A1合金作为中间层,并辅助了刮擦、搅拌工艺。观察了Zn-A1合金/母材界面行为,从润湿、溶解角度分析了Zn-A1合金与母材之间的相互作用。
AXfa0024 热挤压SiCp/2A12复合材料才组织的性能
研究了热挤压对17vol.%SiCp/2A12复合材料型材组织和性能的影响。结果表明,热挤压加工可改善增强颗粒在基体中分布,消除热压坯料内部的孔隙,明显改善P/M法制备的SiCp/2A12复合材料型材组织和力学性能。
AXfa0025 15vol% A12O3颗粒增强6061铝基复合材料高温压缩变形行为
颗粒增强铝基复合材料具有比强度高、比模量高、导热性及尺寸稳定性好等优点,但其塑性较差,在塑性加工过程中常伴随着颗粒的断裂及表面开裂现象,严重地影响了产品的性能。有人发现在接近固液两相区进行塑性成形具有比较好的效果。本文对亚微米级A12O3颗粒增强6061铝合金复合材料进行了高温压缩变形试验研究。
AXfa0026 SiCp颗粒尺寸及含量对铝基复合材料拉伸性能的影响
对粉末冶金法制备的不同尺寸和体积含量碳化硅颗粒增强铝基复合材料的拉伸性能进行了研究。
AXfa0027 ZrCp/W复合材料的高温拉伸行为
为了提高W的高温强度,在W中加入20vol%ZiC颗粒形成ZrCp/W复合材料。在20~1400℃的拉伸试验结果表明:随温度的升高,复合材料的应力――应变曲线的非线性行为加剧,杨氏模量降低,抗拉强度和断裂应变随温度的升高而增大,强度在1200℃时出现峰值480.4MPa。复合材料在高温下的强化机理是ZrC颗粒的载荷传递和基体的位错强化。
AXfa0028 PSZ/Ni系复合材料高温氧化行为
采用粉末冶金法制备出PSZ/Ni系复合材料,对不同组成的复合材料分别在700℃、900℃空气中的等温,对材料中金属的氧化行为进行了分析。结果表明,金属Ni组元的氧化程度随陶瓷组元的增加而增加且高温时更加严重。其原因主要是一方面,PSZ具有较高的氧离子传导率,导致氧向材料内部迅速扩散;另一方面,复合材料中存在大量的金属与陶瓷的界面,大大缩短了氧的扩散途径。PSZ高的氧导率以及金属(陶瓷)是呈颗粒分散存在,使金属的表面积大大增加导致金属相氧化加剧。
C. 钢结构防腐的纳米技术
纳米技术在各种表面改性层与不同用途的涂料中具有广泛的应用前景。这里只针对钢结构腐蚀控制的特殊要求进行讨论。
(1)无机覆盖层主体结构纳米化:在无机防腐涂层或表面处理层的情况下,使用某些特殊方法,可以使覆盖层呈现纳米结构,从而带来一系列膜层性质的变化。通常,覆盖层在化学性质上相对钢基体总是惰性的。如要达到好的防蚀效果与长久不失效,就要求它与基体的结合强度要高,覆盖完整,孔隙率与缺陷少,均匀性好,耐冲击,具有高的强度与一定的韧性。其中韧性与一定的形变能力是重要的。许多情况下无机涂层失效的主要原因就是它的韧性差。当然还有结合力的总量。纳米结构无疑会使无机覆盖层的与强度得到改善,从而提高它的抗失效能力。由于形变协调性增加,还会提高它与钢表面的结合强度。还应注意到,一般涂层防腐靠的是它对介质的传输减缓和界面键合的作用,有时通过合适组分加入,也可有钝化和阴极保护作用。对这些作用,层结纳米化也不可避免地带来有益或无益的影响。
(2)传统有机涂料的性能的提升:通过向涂料中添加某些各类的纳米粒子形成的纳米复合涂料,可以导致性能的大幅度提高。如TiO2、SiO2、ZnO、Fe2O3等纳米粒子通过对紫外线的散射作用,可以地提高有机涂料的耐老化性。此外还可用以改善某些各类涂料的流变性、附着力、膜的机械强度、硬度、光洁度、耐光性和耐候性等。纳米粒子在这些方面的作用,对于钢结构防腐涂料与其它用途的涂料来说在本质上并无差别。这方面的工作相对较多,但距离在重防腐中得到有效应用还有一段路要走。
(3)钢结构自防护腐蚀产物形态控制:耐候钢相对于碳钢有较好的耐大气腐蚀性能,一般不需要表面处理就具有抗蚀性,因而得到广泛应用。原因在于其表面形成的腐蚀产物阻碍了腐蚀介质的进入,从而保护了基体。但它也存在腐蚀失效问题。近年研究发现,通过表面忏悔处理,可以得到更加致密的腐蚀产物层,使防蚀性能得到大幅度提高。研究表明,所得产物具有纳米结构。这里的关键是如何能够有效地人为控制腐蚀产物的形态。
D. 金属材料几种主要局部腐蚀产生的条件,机理,影响因素及防护措施
金属的腐蚀与防护
金属有许多优良的性质,例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。金属材料至今依然是最重要的结构材料,广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。金属制品在生产和使用的过程中,受到各种损坏,例如,机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。
1、金属腐蚀的定义
金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。金属的腐蚀还有其他的表述。所谓环境是指和金属接触的物质。例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等,以及生产生活用的原材料和产品。由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀,在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。金属发生腐蚀的部分,由单质变成化合物,至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。因此,在绝大多数的情况下,金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。
2、金属腐蚀的分类
有多种分类方法。
(1)按腐蚀过程的分,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀,非电解质对金属的腐蚀等。引起金属化学腐蚀的介质不能导电。电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏,在腐蚀过程中有电流产生。引起电化学腐蚀的介质都能导电。例如,金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程,而化学腐蚀没有这个特点。电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。
(2)按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布,分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀,是指腐蚀分布于整个金属的表面。全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀;也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。尽管此种腐蚀的腐蚀量不大,但是由于其局部腐蚀速度很大,可造成设备的严重破坏,甚至爆炸,因此,其危害更大。金属在不同的环境条件下可以发生不同的局部腐蚀。例如孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀;干腐蚀和湿腐蚀等。
当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4.2%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。
金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。
(1)改善金属的本质
根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。
(2)形成保护层
在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法,物理方法和电化学方法实现的。
①金属的磷化处理
钢铁制品去油、除锈后,放人特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。
磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5 μm~20 μm,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。
②金属的氧化处理
将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.5 μm~1.5 μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。
③非金属涂层
用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。例如,船身、车厢、水桶等常涂抽漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁。色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。
搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。
④金属保护层
它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。
热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如Zn、Sn、Pb和A1等,热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。
(3)改善腐蚀环境
改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。
(4)电化学保护法
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
①牺牲阳极保护法
牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电池,被保护金属作为阴极而得到保护。
牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。
②外加电流法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。
金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害,但也可以利用腐蚀的原理为生产服务,发展为腐蚀加工技术。例如,在电子工业上,广泛采用印刷电路。其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀,就可以得到线条清晰的印刷电路板。三氯化铁腐蚀铜的反应如下:2FeCl3 + Cu==2FeC12 + CuCl2
此外,还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术,比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好,分辨率更高。
E. 提高混凝土耐化学腐蚀性,可采取哪些措施专题研究的目的和意义
提高混泥土耐化学腐蚀性的措施专题研究的目的和意义:
1、原材料的选择
(1)水泥
水泥是水泥砂浆和混凝土的胶结材料。水泥类材料的强度和工程性能,是通过水泥砂浆的凝结、硬化而形成。水泥石一旦遭受腐蚀,水泥砂浆和混凝土的性能将不复存在。由于各种水泥的矿物质组份不同,因而它们对各种腐蚀性介质的耐蚀性就有差异。正确选用水泥品种,对保证工程的耐久性与节约投资有重要意义。
水泥按其用途及性能要求分为三类,即通用水泥、专用水泥和特殊水泥。
腐蚀环境中水泥品种可按下表选用。
施工现场若有条件,应按直接指标控制;若无条件时,可按最大水灰比、最小水泥用量和设计强度双控制。
为减少水泥和混凝土中碱的含量,应尽量采用低碱水泥。同时合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺和料,也是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。
3、针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度。
4、加强混凝土养护,控制混凝土表面裂缝,确保施工质量。
F. NACE认证
NACE成立于1943年,当时的创始人是11为管道行业的仿佛工程师。现在,MACE是世界上最大的传播腐蚀知识的组织,其职责是提高公众对腐蚀控制和预防技术的认识,NACE现有300个技术协调委员会,主要工作包括调查,研究和介绍腐蚀技术的发展动态,设置共同的行业标准,为美国,加拿大和其他许多国家的会员和非会员提供各种各样的培训项目等。
MAEC实施会员制,会员可以享受一些培训课程和出版物的费用折扣;NACE每年召开一次年会,是世界上专业人员了解新产品,获得技术信息,与腐蚀专家建立联系的平台,NACE标准覆盖了腐蚀防控的各个领域,包括方法,设计和材料选择等研究热点。NACE标准是技术委员会为腐蚀预防和控制领域设定的非强制性指南。
NACE为地下管线提供腐蚀判定,并为相关产品提供材料认证。NACE还为技术人员提供专业资格认证,如涂料专业服务工程师的认证。
G. 急!!求关于飞机腐蚀与防护方面的资料。
B757飞机腐蚀重点部位及防腐措施
前言
飞机在使用过程中随着年日的增长,结构腐蚀会日见严重,在波音系列飞机的大修中,经常会发现腐蚀。这不但对飞机的适航性有较大影响,而且也给航空公司带来较高的防腐维修费用。如果能提前发现腐蚀,并采取相应的预防措施,则可避免或减少严重腐蚀问题的发生。因此,摆在飞机机务工程维修工作者面前的一项重要任务便是飞机机体结构腐蚀的防与治,加强对飞机腐蚀的监控,适时对维修方案进行动态修改,做到预防维修。
另一方面,是否腐蚀的预防工作仅仅是在飞机上采取一些技术手段,而与其它飞机的使用部门无关呢?进一步思考,是否仅凭借飞机制造厂在飞机上采取的防腐措施来抵抗日益恶化的自然环境和人造恶劣环境,待到腐蚀发生恶化以后再进行处理。答案是显然的,一是因为腐蚀的发生和发展会带来飞行安全问题;二是处理腐蚀会带来经济成本。
下面就具体分析一下造成腐蚀的物理原因、自然原因和人为原因,从而让我们大家明白,怎样做才能将腐蚀的预防和处理工作做得更好地保证飞行安全,减少维修成本,为公司创造更好经济效益。
飞机腐蚀
为什么飞机结构会有这么多的腐蚀呢?
从飞机设计和制造来看,有一些原因是不可抗拒的腐蚀根源。为了让飞机自身重量尽量的轻,而承载能力尽量的大,飞机设计的时候,大部分材料使用的是2024和7075的铝合金。而需要强度大或有耐磨要求的地方又不得不使用钢件或铜件。因此带来不同的金属相接的问题,造成不同金属之间的电位差和导电通路。而各个部件组装在一起时,缝隙会存水和赃物形成电解质。有些结构由于受力的需要又处于高应力状态形成应力腐蚀的根源。而在制造过程中,由于生产工艺不当,保护性涂层做得不好,缺乏腐蚀控制措施等等原因,都可能带来腐蚀的隐患。
在飞机使用过程中,飞行环境的恶劣,飞机表面涂层损坏,运输畜生、海鲜等易产生强电解液体的货物都会使飞机结构产生腐蚀问题。偶然污染如水银外溢,化学品外溢,厕所、厨房污物外溢和灭火剂残留物等,也都可能造成直接或间接的腐蚀。而不负责任的飞机维修和勤务,也会使飞机面临更多的腐蚀问题。以宝塔航空公司的飞机为例,之所以发现这么多的腐蚀,很多情况是由于上次定检中不负责任的修理造成的,许多发现腐蚀的地方都是以前修理过的地方。
本章对飞机结构的常见腐蚀类型和检查作一介绍。
1.1 腐蚀的类型
腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀,飞机的腐蚀主要是电化学腐蚀。腐蚀的产生主要由两种不同金属之间存在的导电介质在微电流作用下,正极金属逐渐消耗的过程。飞机的结构腐蚀大概可分为10种
1.1.1均匀腐蚀
金属表面上发生的程度比较均匀的大面积的腐蚀。
均匀腐蚀是最常见的腐蚀类型,当表面没有保护的金属暴露在含有腐蚀介质的大气中时,将会发生均匀腐蚀,在光亮的金属表面上,这种腐蚀首先使表面失去光泽,如果腐蚀继续下去,金属表面将变的粗糙;刻蚀将变的斑痕累累,而且往往伴生粉末状沉积物。腐蚀程度可用单位面积的失重或腐蚀深度来表示。
均匀腐蚀以从属表面的均匀脱落为特征,通常,当金属与腐蚀溶液接触时将会发生均匀腐蚀,有时金属在高温下和干燥大气中发生的高温氧化也属均匀腐蚀。有些微生物导致的腐蚀也易呈均匀型,也属均匀的范畴。
1.1.2应力腐蚀
某些合金材料或构件,在特定腐蚀介质中受到恒定拉应力作用导致脆性损坏的现象,称为应力腐蚀。一般来说,合金,拉应力和腐蚀介质是产生应力腐蚀的三要素。
通常,只有合金才会产生应力腐蚀。飞机结构中经常出现的是铝合金的应力腐蚀,如铝锌合金(LC4和7075铝合金),铝铜合金(LY12和2024铝合金)。
合金构件中的拉应力是应力腐蚀的必要条件之一,只有在拉应力的作用下,才会发生应力腐蚀,压应力能够抑制应力腐蚀。这拉应力可以是外加应力或残余应力。而残余应力是构件在热处理,加工,焊接以及装配过程中产生的。
合金材料不是在所有的环境介质下都发生应力腐蚀的,而是在特定的活性介质中才会发生的,它们的浓度有时甚至很低也足以引起应力腐蚀。对于飞机上大量使用的铝合金来说,应力腐蚀是由于受到潮气,水和水溶液(氯化钠水溶液)等介质的侵蚀而产生的。
1.1.3电偶腐蚀
这种腐蚀是两种或以是的具有不同电位的金属相互联结在潮湿环境下形成的腐蚀。
飞机上采用了不同金属件连接,电化学腐蚀是不可避免的。这种腐蚀通常发生在视线不及的部位。
1.1.4缝隙腐蚀
也叫浓差腐蚀,这类腐蚀是水分进入缝隙后,由于缝隙口处与位于缝隙中间及底部的水分含量不同形成电位差。在含氧量高的缝隙口处,金属就成为正极而被腐蚀。该类腐蚀一般出现在飞机的登机门门槛结构,飞机的货舱地板结构,以及飞机客舱、厨房、卫生间下部。
1.1.5点腐蚀
金属表面上产生的针状,点状,小孔状的一种极为局部的腐蚀形态称为点蚀。
点腐蚀对结构的破坏较大,它以腐蚀向材料厚度方向迅速扩展为特征,给清除腐蚀产物和修复构件带来极大的困难,因点腐蚀处的打磨超标造成构件报废的情况是常见的。
由于它特殊的动力学过程,反应是在自催化作用下加速进行的,点腐蚀一旦发生,孔内溶解速度相当大。所以点腐蚀的危害性很大,经常突然之间导致事故的发生,具有极大的隐患性和破坏性。
1.1.6剥离腐蚀(分层)
是一种形成层状松散腐蚀物形态的晶间腐蚀。
剥离腐蚀从金属表面开始,进入晶间后沿着平行于该处的轧压平面的晶界继续腐蚀。腐蚀破坏了晶粒之间的结合力,腐蚀产物的体积大于所蚀损的金属体积,于是形成一种张力而使丧失结合力的晶粒向上撬起。这样沿着晶间一层一层地剥离下去,从而形成层状的外观。
剥离腐蚀发生后,易用肉眼发现,因为它通常有外表的腐蚀产物,结构表面有“肿涨凸起”或起层裂的迹象。
1.1.7丝状腐蚀
丝状腐蚀是一种特殊形式的缝隙腐蚀,多数情况下,发生在保护膜下面,故以称为膜下腐蚀或漆下腐蚀。这种腐蚀呈浅沟状,外观呈绿丝线及网状,它在某些金属保护层下以难以预知的方向发展,经常发生在坚固件的头部和蒙皮的边缘处。紧固件头部的漆层老化开裂后形成缝隙,由于潮气、水分、液压油和滑油等的侵入,成为一种腐蚀源。
丝状腐蚀可看作是一种轻微的表面腐蚀。腐蚀初期,在坚固件孔的端部附近,表面漆膜已破损的区域出现小的鼓泡,泡内由于腐蚀介质的作用而开始电化学腐蚀。腐蚀产物的增加使得漆膜和金属之间出现间隙,而间隙处的贫氧便形成氧浓差电池,致使腐蚀端部不断向前发展。丝状腐蚀的机理也可用典型的缝隙腐蚀机理来解释,只是它具有沿漆膜下的不定方向推进的特性。显然,漆膜破损或存在氯一类的活化剂均会促生丝状腐蚀。
影响丝状腐蚀最主要的因素是大气的相对湿度。丝状腐蚀主要发生在65%至90%的相对湿度之间,低于65%则不会发生。
摩擦腐蚀
这是两种相连接的结构件,由于震动所造成的相对运动使结构件磨损,将新的磨损表面暴露于电化学腐蚀的环境中,而加速磨损产生腐蚀。如飞机发动机吊架与机翼安装点的主螺栓,机身对接,机翼对接的安装螺栓等。
腐蚀介质一般是指流动的液体,气体或含有固体颗粒和气泡的液体等。腐蚀表面常出现有方向性的沟,槽,波纹或呈山谷状。当结构或零件的保护膜受损时,介质直接接触基体,腐蚀加速,因而其腐蚀速度要比单纯腐蚀快。有固体悬浮的液体介质尤其有害。
微生物生物腐蚀
环境促使霉菌繁殖所产生的分泌物对构件的腐蚀称为微生物腐蚀。
微生物腐蚀主要发生在机翼整体油箱内,霉菌通常在燃油和水的分界处繁殖,开始时成线状,而后形成簇状或离散的球状,具有粘性,呈棕色,粘附的油箱底层表面。
1.1.10 汞腐蚀
飞机上水银的溢溅是一个非常令人烦恼的问题。水银有毒,不但它的蒸气对人类健康有危害,而且它对铝材结构始终是一种腐蚀威胁。
水银很容易使外露的,未经防护的铝材“汞齐化”。当有湿气存在时,汞腐蚀会加速,尤其是铝材处于有盐水的环境中,腐蚀会更快。汞齐化时,受污染的铝材迅速分解,留下的是灰白色的粉末(一层茸毛状的腐蚀覆盖物)。如果受汞腐蚀的铝材处于应力的作用下,则腐蚀结果有可能迅速发展成多处裂纹。
1.2 腐蚀的检查
在日常维护工作中,我们可以根据下列现象来检查是否发生腐蚀:
1)在蒙皮边缘或铆钉头周围是否出现腐蚀产物(铝合金的腐蚀产物一般呈现白色或灰白色的粉末)。铆钉头的后部是否出现黑色尾迹,如果有,则说明该铆钉的连接降低了连接和密封作用,容易使潮气进入到蒙皮接缝中去,从而产生腐蚀。
2)由于腐蚀的产物体积比原金属的体积大,所以,积累的腐蚀产物可使蒙皮鼓起,从而使蒙皮在铆钉处呈现明显的凹坑现象。
3)铆钉断头或变形,说明蒙皮内表面可能产生腐蚀。
4)如果蒙皮上出现针眼大小的目视可见的小孔,这也说明蒙皮可能产生了腐蚀。
5)金属材料的表面,特别是沿接缝处的涂层变色,剥落,隆起,裂纹,预示可能产生了腐蚀。
6)结构变形或连接缝隙变宽,预示可能产生腐蚀。
7)用手触摸构件,可通过手感鼓起发现剥层腐蚀。
8)长期存在碎屑或污染处,也会产生腐蚀
对对腐蚀的早期检查很重要,可及时进行修复,以将损伤和昂贵的修理费用减少到最低限度。
腐蚀检查是常规维修计划的一个组成部分,在常规的维修工作中应对腐蚀进行例行检查。同时,在飞机上执行与腐蚀检查无关的各项任务时也应注意观察腐蚀,对初始腐蚀和将要腐蚀的地方作标记,便于进行预防。除此之外,在飞机使用过程中,对装运的特种货物如水银,酸,碱,海鲜及活畜等,应对货物包装及在飞机上的安置情况认真地检查。
普遍性的检查是目视检查。检查人员必须熟悉飞机结构,不仅要找出实际的腐蚀损伤,同时还要找出可能很快产生腐蚀的部位。(GAMECO 的结构检查员大都是在一线上有多年结构修理经验的)
腐蚀检查的前期工作:
1)良好的光线
2)打开检查通道的盖板和隔热棉,如有必要,还要拆下结构件或设备以便检查。
3)清洗检查部位,如有必要,还要清除涂层。
4)为了完成检查,常常需要去掉密封胶,虽然这是件麻烦事,但也要做,而且检查完成后要及时从新封胶。
以下介绍几种检测方法:
1.2.1目视检查:
要求检查员具有丰富的经验,好的眼力和耐心。
目视检查法用到的工具包括:手电筒,反光镜,放大镜,朔料刮刀,孔探仪等。
1.2.2超声波检查:
超声脉冲波在物体中传播遇到不同声阻的分界面时,会发生反射,散射,透射乃至波型变换。
将探头放置在构件表面使超声波束沿探头垂直方向传播。波束遇到界面时会返回探头,在荧光屏上在始波之后出现一个或多个波形(回波)。自第一次回波至第二,第三回波之间的距离就等于所测材料的实际厚度(其精度可达0.001mm),和已知的材料厚度进行比较,所测厚度小于已知厚度,就说明这个部位可能产生了腐蚀。
在不做任何拆卸的情况下,这种超声波测厚法应用于腐蚀探伤检查能得到较好的效果。而超声波在弹性介质中传播时遇到相异界面时就产生反射,因此,这种方法只适用于同一种材质的单层检查。
1.1.3涡流检查
涡流检查是以电磁感应原理为基础的,通交变电流探头靠近要检查的构件就会在被检查的构件上产生感应涡流,如果被检查件上有缺陷,则感应涡流发生畸变,从而判断被检查件有没缺陷。
涡流渗透深度与检测频率呈反比关系。频率越低,渗透深度越深,可检测深度也越深,因此高频涡流(数百KHz至数MHz)只能检测材料表面和接近表面的腐蚀,低频涡流可检查到更深层的腐蚀。
涡流检查的优点是对晶间腐蚀及较小的缺陷很敏感,轻便,准备工作量少;缺点是仅适用于金属件,无永久性记录,要人员有较高的技术水平。
1.1.4 X射线检查:
X射线照相法在飞机不需要做大量拆卸和清洁的情况下,就可以进行。也可以对其它无损检测方法的检查结果进行验证。
X射线照相要求射线束垂直地穿透被检查构件并到达胶片,当射线束穿过腐蚀区域时,因腐蚀产物以失去原金属的特性,对X射线的吸收能力大大降低,所以增强了在该区域胶片的黑度。
从胶片上观察到的腐蚀缺陷,仅仅是从黑度的反差中得出,很难确定深度。所以X射线检查法只能定性,大致给出腐蚀的情况,如果要测深度,可采用超声波法。
1.1.5 染色渗透检查:
染色渗透检查所需的费用少,操作简单。用于检查小裂纹,独孔或其它露在表面但目视检查可能漏掉的不连续处。
被检查件的表面一定要十分干净,如果表面有油漆,可根据实际情况决定是否清除。
涂上渗透剂,充分渗透后,将多余的渗透剂清除掉,然后加上适当的显影剂。残留在缺陷中的渗透液就会被显影剂吸收到表面上,形成放大的可视显迹信息。
染色渗透检验对于进一步证实腐蚀是否已被完全清除是很实用的
2.B757飞机腐蚀情况
目前机龄老化,飞机的腐蚀日趋严重。在日常维护中,经常出现因腐蚀迫使飞机临时停场的情况;在定检中,也常由于意想不到的腐蚀情况,延长停场时间。这不仅给航空公司带来很大的经济损失,而且对飞机安全飞行构成重大威胁。
一般说来,用于飞机结构维修的费用是昂贵的。据国际航空运输协会报告统计,由于腐蚀导致飞机的定期维修和结构件更换费用每小时为10至20美元。美国空军每年用于与腐蚀有关的检查及修理费用多达十多亿美元,约占其总维修费用的1/4。而一家英国航空公司,老龄波音飞机防腐费用已占整个结构维修费用的一半。
波音757飞机是波音公司生产的双发窄体中远程运输机。1982年2月19日波音757首飞,同年12月取得适航证,1983年1月投入航线运营。2004年10月28日最后一架B757出厂,波音757正式停产,波音总共生产1050架波音757。
我国现役的757都已进入老龄化了。从飞机的整体情况来看,在老龄飞机757中飞机结构腐蚀比机械疲劳问题更为严重。飞机机体的腐蚀,特别是结构件的应力腐蚀和疲劳腐蚀往往会造成灾难性事故。
飞机结构的腐蚀主要是电化学腐蚀,而要产生电化学腐蚀,就必须具备三个条件。一是两种不同金属相接触,二是两种金属要有电位差,三是要有电解质。随着飞机的老龄化,飞机长期工作在恶劣的环境中,同时还要承受交变应力的作用,在这种交变应力的作用下,飞机结构就会出现疲劳裂纹,同时,随着飞机使用时间的增加,腐蚀部位会越来越多,腐蚀程度越来越严重,就会加速疲劳损伤的程度,成倍的增加潜在的危险。飞机的腐蚀会使飞机的各个受力部件的刚度,强度降低,使部件的机械性能下降很快,导致系统及附件的工作失灵。这不但会增加维修工作量且用于维修结构腐蚀损伤的费用也是相当高的。同时还会影响飞机的持续适航性和航班的正常率以及飞机的使用寿命。航空器的腐蚀损伤是航空器损伤最严重的损伤形式之一,它会经常发生一些不可预料的情况,危及着航空器的飞行安全,因此,我们维护人员必须重视航空器的腐蚀,及时发现,并采取相应的维修措施。
以下是在757定检工作中总结的腐蚀重灾区:(前后货舱底部,厨房厕所区域,排污口区域,龙骨粱区域,轮舱)
2.1 前后货舱底部
货舱地板梁都会发现严重的腐蚀,主要是分层,都发生在地板螺丝孔和系留座处,每次C检中腐蚀超标的地板梁数量都过半数。
货舱左右侧的托板腐蚀,也都发生在地板螺丝孔和系留座处,拆下地板后,看到的是腐蚀到爆开了的情况。
Z形隔框和剪切连接件间的腐蚀,一般都产生在舱底部位,大部分是表面腐蚀和分层腐蚀,且经常出现隔框下缘条(加强角铝)蚀穿的情况。
货舱各长桁和长桁接头的零件大部分易产生点腐蚀,最大腐蚀深度超过该位置材料厚度的50%以上。货舱前后隔板处的地板角形支承件一般都产生大面积的均匀腐蚀。
后贷舱前隔板前部的底部蒙皮开口处也经常发生腐蚀超标情况;前后贷舱底部漏水口周围的蒙皮也会有腐蚀;还有前后贷舱底部的蒙皮与长桁连接面出现表面腐蚀和外部蒙皮紧固件周围出现丝状腐蚀。这些部位都是污水和污物的积聚区。
前货舱门框底部,经常产生局部腐蚀。
2.2 厨房厕所区域
厨房厕所区域是湿区,此区域虽然设计上作了多重防护,但还是腐蚀的重点区域。
厕所地板梁经常产生腐蚀,一般腐蚀最深处超过缘条厚度的50%,要作更换或加强。
客舱座椅导轨的腐蚀现象比较普遍,一般都产生在厨房、厕所、食品柜的位置,常常在导轨上表面、导轨凹槽内产生点腐蚀。
2.3 排污口区域
排污口区域,由于污水,污物在飞机的使用和勤务过程中的飞溅和渗漏日积月累,堆积的污染物是很强的腐蚀源,所以,此区域很容易产生腐蚀。
不久前,南航一架777在北京做航后时发现后货区域蒙皮有一个小孔,马上拆开货舱,发现是排污管泄漏,泄漏区域出现严重腐蚀,局部已穿孔了。
2.4龙骨粱区域
龙骨粱区域由于盖板多缝隙多,处于飞机最下部容易积聚污物和承爱非常大的交变应力,所以龙骨梁区域极易产生腐蚀。
龙骨梁下缘条出现腐蚀的情况最多,多数是剥离腐蚀,点腐蚀和应力腐蚀。
2.5轮舱
轮舱这个特殊部位,很容易积聚水份,在飞机滑跑过程中又受到沙尘的侵袭,且轮舱上布满的液压管路,液压油的渗漏也是对轮舱结构的一大威胁。
3.腐蚀的防护
腐蚀的发生是不可避免的,加强防腐工作抑制和延缓腐蚀显得尤为重要。而且对于飞机的每一个使用者都有义务参与到它的防腐工作中。比如在货物装卸过程中,造成地板破损,液体渗漏;在厨房间工作时,发生饮料外溢漏洒,卫生间溢水,维护工作中液压油、滑油渗漏。这些,都是产生腐蚀的重要源头。
发生结构腐蚀后,首先应严格按照结构维修手册SRM、防腐手册CPM的有关章节的要求,彻底清除腐蚀或更换腐蚀件,早作处理,将腐蚀消灭在萌芽状态。彻底清洗腐蚀,该道工序非常重要,否则,腐蚀将继续扩展。据观察,有的工作者因担心清除腐蚀会造成打磨深度过大,使金属材料去处量过多,造成了残留腐蚀。而残留腐蚀本身就是一种更加严重的腐蚀根源,它会在结构内继续扩展,维持到下一次维修间隔而平时又无法检查到。当再次发现腐蚀时所作的工作量反而更大,时间更长。在彻底清除腐蚀后,应按照SRM 对腐蚀的结构进行修理,若超过了SRM的范围,则应与飞机制造厂商取得联系,重新制订维修方案并获适航当局的批准。
在防腐中最普遍使用的是漆层,它主要是将金属结构与环境及腐蚀介质隔绝开。因此,漆层质量的好坏,直接影响防腐效果,这一步是作好防腐工作的关键。而修理过程中若达不到要求,这样的部件装上飞机后其防腐性就会大打折扣,所以在清楚腐蚀时一定要认真彻底,喷漆要严格按工艺要求执行。
正确使用和喷涂防腐剂,是控制腐蚀的又一种方法。在出现应力腐蚀、电化学腐蚀、缝隙腐蚀、坑点腐蚀、丝状腐蚀、摩擦腐蚀等腐蚀发生的地方和区域,正确使用防腐剂,可以大大地抑制腐蚀的形成,延缓腐蚀的发生。例如前后货舱底部,厨房厕所区域,排污口区域,龙骨粱区域,轮舱区域要使用浓的防腐剂,而且要喷涂两次,喷涂的防腐剂要达到标准的厚度。
树立质量意识,加强飞机使用及维护人员的基础教育,增强人员素质,严把质量关口,是保证飞机防腐工作得以顺利实施的关键。任何好的飞机维修方案和腐蚀控制方案,再先进的飞机,都需要依靠各类人员按工作程序认认真真地执行。
应根据维护工作中的信息反馈,对飞机的腐蚀控制方案的内容和间隔及时进行更改和调整。比如飞机的货舱地板受到不同程度的损伤,部分密封带也受到了损伤,这样就给腐蚀的生成提供了扩展条件,也给维护工作带来了很大的困难。目前没有一架飞机的货舱地板是完好的,可以说是千疮百孔。均系重、大货物在装卸过程中撞击所致。当地板遭到破坏后,在这期间,如果遇到货舱所装货物发生液体渗漏,就会通过受损地板侵蚀飞机结构使腐蚀迅速生成。如果长期发展下去,后果不堪设想。
因此,作为飞机的每个使用者都应当意识到防腐的重要性。如客舱厕所发生渗漏时,厨房间发生渗漏,特别是发生饮料洒漏,货舱运送海鲜发生渗漏;都应及时向飞机维修部门报告,以便及时做出处理或是在定期维护中增加检查项目和维修工作项目,避免发生腐蚀。对于海鲜运输问题,采用货盘或集装箱,以及装在水密的箱内。为什么说运输活牲畜可能会导致飞机机身结构的严重腐蚀呢?这有两方面的原因,一是牲畜的粪便,二是牲畜比人产生的热量多,这会使飞机内部温度升高,湿度增大,机内有更多的机会出现凝水。
由于航空公司所处的地理环境无法选择,潮湿恶劣的天气无法改变,各种工业废气和尘埃日益增多,飞机不断老化,使腐蚀难以最终杜绝。但飞机使用部门和清洁人员严格案《飞行运行手册》要求进行货物包装和运输及客舱清洁工作。同时飞机维修人员在维修工作中按照工艺卡或工作指令的要求,认真执行。对每一个环节,每一道工序都应仔细地完成。现场维修质量检验人员也要做到不折不扣地检查。防腐质量就能得以保证,腐蚀的机率就会减少,就能把腐蚀所造成的影响和危害降低到最低程度。
H. 金属腐蚀有哪些危害能如何有效解决
金属腐蚀的防护主要方法有:①改变金属的内部结构。例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。②在金属表面覆盖保护层。例如,在金属表面涂漆、电镀或用化学方法形成致密耐腐蚀的氧化膜等。③电化学保护法。因为金属单质不能得电子,只要把被保护的金属做电化学装置发生还原反应的一极——阴极,就能使引起金属电化腐蚀的原电池反应消除。具体方法有:a.外加电流的阴极保护法。利用电解装置,使被保护的金属与电源负极相连,另外用惰性电极做阳极,只要外加电压足够强,就可使被保护的金属不被腐蚀。b.牺牲阳极的阴极保护法。利用原电池装置,使被保护的金属与另一种更易失电子的金属组成新的原电池。发生原电池反应时,原金属做正极(即阴极),被保护,被腐蚀的是外加活泼金属——负极(即阳极)。此外,还有加缓蚀剂等方法,减缓或防止金属被腐蚀。
当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4.2%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。
金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。
(1)改善金属的本质
根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。
(2)形成保护层
在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法,物理方法和电化学方法实现的。
①金属的磷化处理
钢铁制品去油、除锈后,放人特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。
磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5 μm~20 μm,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。
②金属的氧化处理
将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.5 μm~1.5 μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。
③非金属涂层
用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。例如,船身、车厢、水桶等常涂抽漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁。色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。
搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。
④金属保护层
它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。
热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如Zn、Sn、Pb和A1等,热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。
(3)改善腐蚀环境
改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。
(4)电化学保护法
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
①牺牲阳极保护法
牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电池,被保护金属作为阴极而得到保护。
牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。
②外加电流法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。
金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害,但也可以利用腐蚀的原理为生产服务,发展为腐蚀加工技术。例如,在电子工业上,广泛采用印刷电路。其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀,就可以得到线条清晰的印刷电路板。三氯化铁腐蚀铜的反应如下:2FeCl3 + Cu==2FeC12 + CuCl2
此外,还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术,比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好,分辨率更高。
I. 引黄管道内壁镀锌
厂水的化学稳定性及管网污染防治?
供水系统水质的化学稳定性是指水在输配过程中,由于各种因素的影响,水中含有的各化学物质之间或者与外部特别是管道之间发生化学反应而引起稳定性改变,主要的化学变化有氧化、水解、还原等。水质的化学稳定性研究涉及到水在管道输送过程中结垢或腐蚀的倾向,水质化学稳定性好,在水工业中常被定义为既不溶解又不沉积CaCO3。水中的CaCO3 溶解平衡体系一般是指重碳酸钙、碳酸钙和二氧化碳之间的平衡。如水中游离二氧化碳含量少时,则发生碳酸钙沉淀;如超过平衡量时,则发生二氧化碳腐蚀,反应式如下:
Ca( HCO3)2≈ CaCO3+ CO2+ H2 O (1.1)
当水中的CaCO3 过饱和时,倾向于沉淀出CaCO3。这种水在管道中流动时,会产生CaCO3 沉淀,沉积在管壁上,引起结垢,称之为结垢性的水。当水中CaCO3 含量低于饱和值时,则倾向于使已沉淀的CaCO3 溶解。这种水遇到混凝土的管道和构筑物就会产生侵蚀作用,在金属管道中流动时则会溶解管道内壁碳酸钙保护摸,对金属产生腐蚀作用,称之为腐蚀性的水。二者都是不稳定性的水。既无沉淀CaCO3 倾向,也无溶解CaCO3 倾向的水,才是化学稳定的水。
国内外学者对供水系统水质化学稳定性的研究主要集中在水质化学稳定性的判别指数及模型、管道内壁腐蚀瘤的形态特征及结构分析、腐蚀产物的释放及有色水形成的机理、水质化学稳定处理及腐蚀控制方法等方面
水质化学稳定性的判别
为了对水质的腐蚀性和结垢性进行控制,必须要有一个能评价水质化学稳定性的指标体系,以便对水质化学稳定性进行鉴别,从而采取相应的稳定性控制措施。水质化学稳定性的判别指数分为两大类,一类主要是基于碳酸钙溶解平衡的指数,如Langelier 饱和指数、Ryznar 稳定指数、碳酸钙沉淀势CCPP 等;另一类则是基于其它水质参数的指数,如Larson 比率等。
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