海洋平台腐蚀与防护

2022-08-14

第一篇：海洋平台腐蚀与防护

材料腐蚀与防护

航空材料的腐蚀与防护

姓名：王俊专业：材料物理学号：1320122111

航空材料的腐蚀与防护

摘要：材料腐蚀的概念和研究材料腐蚀的重要性，航空材料的分类和演变，航空材料腐蚀防护技术的历史和现状特点，航空材料腐蚀现象及其机理，腐蚀对航空材料的影响，解决航空材料腐蚀问题及其防护与治理。

关键词：航空材，腐蚀，防护。前言

金属和它所在的环境介质之间发生化学、电化学或物理作用，引起金属的变质和破坏，称为金属腐蚀。随着非金属材料的发展，其失效现象也越来越引起人们的重视。因此腐蚀科学家们主张把腐蚀的定义扩展到所有材料，定义为：腐蚀是材料由于环境的作用而引起的破坏和变质。

腐蚀现象在人们在社会生产及使用到的各种材料中都普遍存在，由于服役环境复杂多变, 不同构成材料相互配合影响, 导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀，增加了飞行器的运营成本，对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。因此开展航空产品的腐蚀与防护的研究具有明显的经济和社会效益。

1.航空材料的历史与发展

1.1航空材料的概论

航空材料是航空工业主要基础，航空材料与航空技术的关系极为密切，航空航天材料在航空产品发展中具有极其重要的地位和作用.航空材料既是研制生产航空产品的物质保障，又是推动航空产品更新换代的技术基础。 1.2.航空材料的分类航空材料有不同的分类方式。按成份可分为四大类: 

1)金属材料:铝合金、镁合金、钛合金、钢、高温合金、粉末冶金合金等。 

2)无机非金属材料:玻璃、陶瓷等。 

3)高分子材料:透明材料、胶粘剂、橡胶及密封剂、涂料、工程塑料等。 

4)先进复合材料:聚合物基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料、碳 /碳复合材料等。

按使用功能可分为两大类:结构材料和功能材料。 1.3航空材料的演变

早期飞机的结构以木材、蒙布、金属丝绑扎而成，后来又发展为木材与金属的混合结构。到了二十世纪三十年代，随着铝合金材料的发展，全金属承力蒙皮逐渐成为普遍的结构形式。二十世纪

三、四十年代，镁合金开始进入航空结构材料的行列。

四、五十年代，不锈钢成为航空结构材料。到五十年代中期开始出现钛合金，嗣后并被用于飞机的高温部位。二十世纪六十年代，开发出树脂基先进复合材料，后来在树脂基复合材料的基础上又出现了金属基复合材料。现代飞机大量采用新型材料。 2.航空材料的不同腐蚀

航空器包括很多不同种类的航空材料，这些材料的种类不同，所处工作环境不同，导致航空材料的腐蚀具有多样性。

2.1环境作用下的电化学腐蚀

电化学腐蚀是一种非常普遍的现象，很多材料物品都会受到其影响。而电位差与电解质溶液就是形成电化学腐蚀的两个基本条件。在飞行器结构中，不同的结构由于承担的功能不同，所使用材料的性质也不同。例如，飞行器的蒙皮多采用具有出色延展性而强度相对较低的铝合金，起落架和龙骨梁则多选用高强度的合金钢。材料不同，它们的电极，如果接触就有可能产生腐蚀的隐患;就算是同种类的材料，由于其内部杂质的存在或其自身就是由不同电极电位多相组成。因此, 构成飞行器的航空材料客观上都存有电化学腐蚀的可能。仅有电极电位差，而没有在电极间传递电荷的电解质溶液, 并不会形成导致腐蚀现象的腐蚀电池，但现实中飞行器的电化学腐蚀现象说明电解质溶液在飞行器中普遍存在。

2.2 承力结构应力腐蚀

材料除受环境作用外还受各种应力作用，因此会导致较单一因素下更严重的腐蚀破坏形式。应力腐蚀是应力和腐蚀环境共同作用下的材料破坏形式。应力腐蚀仅发生在特定的腐蚀环境和材料体系中，其特点是造成此种破坏的静应力远低于材料的屈服强度，断裂形式为没有塑性变形的脆断，且主要由拉应力造成。

以起落架的应力腐蚀为例，飞行器的起落架结构为飞行器的主要受力结构之一，当飞行器处于停放状态时，起落架的轮轴受拉应力作用，可能在相应的腐蚀介质作用下发生应力腐蚀。起落架材质一般为镀铬的高强钢，铬镀层强度高、耐磨但镀层较脆，容易在飞行器起降的交变载荷作用下沿缺陷剥落而失效。

2.3 发动机的高温腐蚀

发动机的主要腐蚀表现形式是高温氧化腐蚀。推力大、效率高、油耗低、寿命长是航空发动机发展趋势。只有对涡轮进口燃气温度进行提升，才能供给出需要的增压比与流量比，实现提升推力的同时降低油耗。所以发动机涡轮叶片的抗高温腐蚀性能极其关键。对此主要可采取以下几种方法:保障性能前提之下，提高叶片材料本身的熔点及高温抗氧化能力;使用与基体材料亲和力更好、高温性能更好的抗氧化保护涂层。

2.4 意外腐蚀

飞行器服役中还存在意外腐蚀。这种腐蚀与飞行器的设计、选材及运行环境无关，完全是由人为不当操作造成。比如机上承载强腐蚀性物质，发生泄漏而造成飞行器发生腐蚀。通过编制详细的操作流程与有关部门加强监督管理，并制定相应的强制性规定规范，并由专人进行负责落实便可完全避免人为因素而造成的腐蚀现象。

3.腐蚀机理和测试技术研究

高强度航空材料在力学-环境因素的交互作用下可能会发生应力腐蚀而导致灾难性的事故。因此开展应力腐蚀的测试和研究是腐蚀和防护的一项重要内容。目前已经发展了一些应力腐蚀敏感性的测试标准。这些试验标准在研究新研材料和引进飞机材料的应力腐蚀性能方面发挥了重要作用。另外也有人设计了一些非标准的应力腐蚀试验来模拟试件的服役条件，试验的结果与实际情况符合的较好。由于实际的应力腐蚀往往发生在大气环境中,所以设计了一种便携式拉伸应力腐蚀试验器,用于开展户外大气应力腐蚀的研究。

飞机结构往往由多种材料构成,在一定条件下不同材料的相互接触会导致接触腐蚀和电偶腐蚀。研究者对钢与铝合金和钛合金接触时的电偶腐蚀和防护方法进行研究,得到了很多对实际工程有指导价值的结论。随着复合材料在航空产品上得到应用,复合材料和金属材料接触时所引起的相容性问题开始得到人们的重视,并提出了一些防护措施。现役飞机铝合金构件的主要腐蚀形式是点腐蚀，点蚀形成的蚀坑通常是腐蚀疲劳的裂纹的裂纹源，航空材料的腐蚀疲劳损伤往往是在腐蚀点上的裂纹生成和扩展导致的。点蚀形成现在比较公认的是蚀点内部发生的自催化过程。铝合金材料点蚀形成是一种自发催化闭塞电池作用的结果，蚀点不断向金属深处腐蚀，并使在钝化过程受到抑制，由于闭塞电池的腐蚀电流使周围得到了阴极保护，因而抑制了蚀点周围的全面腐蚀，但是加速了点蚀的迅速发展。随着腐蚀时间的延长，点蚀的深度和表面半径都在不断的增大，相邻的蚀点会相互交错形成更大更深的蚀点。

4.表面强化和防护

4.1 航空发动机高温防护涂层

航空发动机所用的高温防护涂层一般可分成扩散涂层和包覆涂层。目前我国已经发展出多种发动机部件所使用的镍镉扩散涂层、渗Al，Al+Si料浆涂层、Pt-Al涂层、包覆型M、Cr、Al、X涂层、热障涂层、抗氧化防脆化涂层、封严涂层等,部分涂层进入批量生产阶段。MC r A IY 涂层是一种包覆性涂层,它克服了传统铝化物涂层与基体之间互相制约的弱点，进一步提高了发动机材料的抗氧化的能力。随着航空燃气轮机向高流量比、高推重比、高进口温度的方向发展,燃烧室中的燃气温度和压力不断提高,我国开展了热障涂层(thermal barrier coatings,简称TBC s)的研究。热障涂层是由陶瓷隔热面层和金属粘结底层组成的涂层系统。ZrO2 是目前陶瓷隔热面层中研究最多的成分。热循环试验证明柱状晶组织较普通的纤维状组织具有更高的抗热疲劳性能另外我国还开展了纳米陶瓷热障涂层的研究。 4.2表面强化

表面强化工艺技术涉及到各种金属材料(钢、铝合金、钛合金、高温合金、金属基复合材料等)，对于不同的晶体结构(面心立方、体心立方、密排六方)有多种不同的强化方法和工艺参教;同时根据航空高强度构件外形的几何形状不同，选择不同工艺参教和前后顺序的搭配方式。但是，所有强化工艺处理后材料都会因为塑性变形引起表层组织结构、残余应力和硬度的梯度以及表面形貌等发生变化，起到降低外加拉应力和应力集中系数的作用，从而对耐磨性和疲劳性能产生影响。电子束表面处理是利用高能量密度的电子束对材料表面进行加工，是不同于机械加工的一种新型加工方法悄。

12I，其中电子束物理气相沉积以及电子束表面处理等在工业上的应用最为广泛。电子束加工方法起源于德国，经过几十年的发展，目前全世界已有几千台设备在核工业、航空航天工业、精密加工业及重型机械等工业部门应用，现已完全被工业部门所接受。电子束表面改性技术是20世纪70年代才发展起来的新技术。电子束表面改性处理包括金属材料的表面淬火、表面合金化、表面清洗及熔覆、薄极退火，以及半导体材料的退火和掺杂等。目前，电子束表面非晶态处理及冲击淬火等先进处理工艺的研究也已经在世界各国广泛展开。激光冲击强化(Laser Shock Pening，LSP)技术是一种利用激光冲击波对材料表面进行改性，提高材料的抗疲劳、磨损和应力腐蚀等性能的技术。目前激光冲击技术在工程中应用最广泛的领域是合金材料的表面强化，与滚压、喷丸、冷挤压等材料表面强化处理的方法相比，激光冲击强化处理具有非接触，无热影响区和强化效果显著等突出的优点。其原理是当短脉冲(十几纳秒)的高峰值功率密度(大于109W/cm2)的激光辐射金属靶材时，金属表面吸收层吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发，产生高温(大于10000K)、高压(大于1GPa)的等离子体，该等离子体受到约束层约束时产生高强度压力冲击波，作用于金属表面并向内部传播。材料表层就产生应变硬化，残留很大的压应力。激光束经过凸透镜聚焦后，功率密度可以达到1～50 GW/cm2，接着大部分激光能量将被涂层吸收，能量转化成冲击波的形式，透明物质水即所谓限制层，它将基体和基体表面的涂层包覆起来。

5.航空材料的腐蚀与防护的意义

我国的腐蚀和防护研究为我国航空工业的发展做出了应有的贡献,在腐蚀机理和测试、航空发动机高温防护涂层以及表面处理和防护技术等方面都取得了不小成绩。

参考文献

[ 1]《航空材料与腐蚀防护》--------------讲义中国民航大学理学院材料化学教研室------------苏景新

[ 2]《我国航空材料的腐蚀与防护现状与展望》----------蔡健平，陆峰，吴小梅. [3]《航空材料腐蚀疲劳研究进展.腐蚀与防护》-------耿德平，宋庆功。[4] 《TA 15钛合金与铝合金接触腐蚀与防护研究》-------------张晓云，孙志华，汤智慧等 [5]《航空材料的腐蚀问题与防治对策》------------------------------崔坤林. [6]《民机结构外露关键部位涂层加速腐蚀环境谱研究》--------杨洪源，刘文。

[7]《材料腐蚀与防护》-------------冶金工业出版社------------孙秋霞主编。

第二篇：大气腐蚀与防护论文

大气腐蚀与防护

摘要：金属材料是我们生产生活中运用最广泛的材料，它有着强度大，硬度高等优点，在实际应用过程中，人们逐渐发现金属材料容易被大气腐蚀，每年因为大气腐蚀人们要承受巨大经济损失，本文主要探究大气腐蚀的原理和原因，以及主要的防护措施。

关键字：金属材料，大气腐蚀，原因，防护措施。

前言：据统计，材料的大气腐蚀所造成的损失占全部腐蚀的一半以上，因此，材料的大气腐蚀与防护对策的研究在本世纪处成为一个重要的研究对象。美国试验与材料学会(ASTM)自1916年开始大气腐蚀研究，并进行大量的大气腐蚀数据积累，近年来的大气腐蚀试验研究项目主要集中在工程材料户外长期腐蚀暴露试验，我国材料环境腐蚀试验自1982年开始国产常用材料大气，海水，土壤环境长期系统的腐蚀试验研究，至今也取得了大量有价值的研究成果。那么究竟为甚么大气会腐蚀金属呢?其原理是怎么样的呢?

一、大气腐蚀的原理

金属腐蚀，是指金属材料与周围环境发生化学、电化学和物理等作用而引起的变质和破坏。大气腐蚀是金属腐蚀中最普遍的一种，在一定的相对湿度下，大气中的水气在金属表面上凝聚或吸附成水膜是造成金属大气腐蚀的主要原因之一。由于在大气环境中，金属表面存在着一层饱和了氧的电解液膜，所以在合适的湿环境中大气腐蚀阴极过程优先以氧的去极化过程进行。

金属材料的大气腐蚀过程所涉及的体系是一个复杂的多相系统。影响大气腐蚀的因素复杂众多, 主要取决于金属材料种类及其表面状态,环境湿度，温度等气候条件的影响,以及大气中污染物质的影响。人们通过研究发现大气腐蚀与微滴的出现有着密切联系。微液滴现象是一种新发现的实验现象!当易被腐蚀的金属表面上预先形成有腐蚀性主液滴时!在合适的条件下!主液滴的周围有更小的微液滴出现并不断扩展" 微液滴的形成和扩展遵循一定的规律!并与大气腐蚀起始过程密切相关" 电化学极化结果显示!大气腐蚀过程中的腐蚀电流是微液滴形成和发展的推动力" 当大量的微液滴出现，诱导期的长短取决于由材料，主液滴及环境气氛所组成体系腐蚀性的强弱。体系的腐蚀性越强，腐蚀发生得越快，微液滴出现的诱导期越短。我们通过对微液滴的形成和扩展来探究大气腐蚀的影响因素。影响微液滴形成和扩展的因素 1. 环境气氛

由前可知，微液滴现象与大气的腐蚀过程密切相关。而大气腐蚀过程是一种在饱和了氧的液膜下所发生的电化学腐蚀过程，其阴极过程优先以氧的去极化反应进行。因此气氛中有无氧化性气体必将影响微液滴的形成与扩展。实验结果表明：当实验箱中的空气被惰性气体替代时，不管金属材料的耐腐蚀性好还是不好，也不管预先形成的主液滴是否具有腐蚀性，微液滴均不能形成，即微液滴的形成是以腐蚀过程的发生为前提。因此，在合适的条件下只要有腐蚀过程发生就能出现微液滴现象，这是微液滴现象与大气腐蚀过程密切相关论断的直接证据之一。

2.相对湿度

由于大气腐蚀是一种薄电解液膜下的电化学反应，空气中的水气分子在金属表面凝聚而生成水膜和空气中氧气通过水膜进入金属表面是发生大气腐蚀的基本条件。作为与大气腐蚀过程密切相关的微液滴现象肯定要受大气中的相对湿度的影响。

3.环境温度

材料所处的环境温度及其变化是影响大气腐蚀的又一重要因素。因为它能影响金属表面水蒸气的凝聚水膜中各种腐蚀气体和盐类的溶解度，水膜电阻以及腐蚀电池中阴极和阳极过程的反应速度。当大气中的相对湿度超过临界值时，温度的影响更为明显。在微液滴的形成和扩展过程中，温度同样起着很重要的作用。在一定的相对湿度下，温度越高，气相中水分子密度越大，越有利于水蒸气的吸附和凝聚，微液滴也更容易形成和扩展。结论

微液滴的出现是一种与大气腐蚀密切相关的实验现象，其形成与扩展与环境气氛、相对湿度、温度及主液滴的浓度等环境参数密切相关。同时，微液滴的形成和扩展与主液滴的表面扩散有关。对于腐蚀性体系，由于主液滴中央与边缘之间的电势差而形成的腐蚀电流是微液滴形成和扩展的推动力。微液滴的形成机理及其在大气腐蚀过程中所起的作用仍在研究中。

二、各种金属的大气腐蚀对比

过总结各种金属材料在中国不同环境下的长期大气腐蚀试验结果，环境中包括了亚热带、温带，工业性、海洋性，干燥环境及湿热环境等各种典型环境。材料中包括了最常用的碳钢及低台金钢、不锈钢，铝及铝台金、铜及铜合金等典型材料。分析了环境对大气腐蚀的作用，碳钢、低合金钢在不同腐蚀环境中所显示的大气腐蚀性规律在初期与后期大不相同。环境对碳钢的影响极为明显，不同环境的腐蚀率可以相差三十倍。不锈钢随铬、镍含量和环境的不同，其大气腐蚀行为有较大差异。环境中的盐粒子含量是造成铝及铝合金腐蚀的主要因素;铜及铜合金中的其他合金元素对其大气腐蚀有较大的影响。

三、大气腐蚀的防护措施

1.金属腐蚀的危害：金属腐蚀的危害首先在于腐蚀造成了巨大的经济损失。这种损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗以及为防止腐蚀所采取的涂层保护、电化学保护、选用耐蚀材料等的费用。由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的30% ,造成地球上的有限资源日益枯竭. 全世界每90s就有1t钢被腐蚀成铁锈,而炼制1t钢所需的能源可供一个家庭使用3个月,因此,腐蚀造成了对自然资源的极大浪费。因腐蚀而造成的间接损失往往比直接损失更大,甚至难以估计。这些损失包括因腐蚀引起的停工停产,产品质量下降,大量有用有毒物质的泄漏、爆炸,以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡,直接威胁着人民群众的生命安全。为了提高金属材料的使用寿命和使用性能，减少因为腐蚀带来的经济损失，我们需要对金属的腐蚀进行防护。 2.金属腐蚀防护的方法

1.改变金属的组成这种方法最常见的是不锈钢材料。通过在钢铁中加入12-30%的金属铬而改变钢铁原有的组成从而改善性能不易腐蚀。如目前迅速发展起来的不锈钢炊具餐具等就是以此为材料的。 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。可以形成以下几种保护层来对金属腐蚀进行防护

(1)磷化处理: 钢铁制品去油、除锈后放入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20μm在大气中有较好的耐蚀性。

(2)氧化处理将钢铁制品加到NaOH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1.5μm 的蓝色氧化膜(主要成分为四氧化三铁)以达到钢铁防腐蚀的目的此过程称为发蓝处理。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、喷漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、沥青、高分子材料(如塑料、橡胶、聚酯)等涂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、水桶等常涂油漆汽车外壳常喷漆枪炮、机器常涂矿物性油脂等。

(4)金属保护层它是以一种耐腐蚀性较强的金属或合金镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。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

3 阴极保护法金属的腐蚀是一阳极过程。因此,防治金属腐蚀的第三大对策就是将金属置于阴极,即阴极保护法。阴极保护法具体又分为两种。其一是将被保护的金属(阴极) 和电极电势较低的金属(作为牺牲性阳极而溶解掉) 接在一起,这也称为牺牲阳极保护法。比如海上航行的船只,在船底四周镶上锌块,此时,船体是阴极受到保护,锌块是阳极代替船体而受腐蚀。其二是将被保护的金属接在外加电源的负极上使之成为阴极,正极则接到一些废铁上作为牺牲性阳极或接到某些导体如石墨、高硅铸铁、铅银合金、镀铂钛等上面作为惰性阳极。在化工厂中一些装有酸性溶液的容器或管道以及地下的水管或输油管常用这种方法防腐。 3.4 缓蚀剂法缓蚀剂是一类能够防止或减缓金属腐蚀的无机物或有机物目前应用范围较广,具有用量少、保护效能高、不改变金属制品性能,使用方便等优点。无机缓蚀剂如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、亚硝酸盐等。有机缓蚀剂如炔醇类、羧酸盐类、杂环类、有机磷酸盐类、胺类、醛类等譬如医院中常用&解新洁尔灭和多亚硝酸钠溶液浸泡钢制器械, 以达到消毒和防腐蚀的双重目的。 3.5 寻找新的耐腐蚀替代品上述四大对策只能防护不能根治。解决金属腐蚀问题的根本方法是研制开发新的耐腐蚀材料,如特种合金、新型陶瓷、复合材料等。比如实验室中常用铂作坩锅或惰性电极,防腐效果很好,但因其成本太高而不可能在工业上大规模使用。不锈钢则是便宜得多因而也用得较为普遍。钛也是一种很好的耐腐蚀金属。由爆炸焊接新技术制造出的一种钛钢复合材料,既不怕酸、碱、盐等的腐蚀,价格也较低。化工厂的反应罐、输液管道,用钛钢复合材料来替代不锈钢,使用寿命可大大延长。科学家研制成功的一种貌似玻璃的透明金属,称“金属玻璃”,它具有很高的抗张强度,还对外界酸碱的侵蚀显现出惊人的抵抗力。精密陶瓷,已开始在精密机械和化工领域取代金属材料和高分子材料。在宇航、核能等领域中,工程陶瓷可取代昂贵的耐蚀、耐热合金。随着科技的进步,新的耐腐蚀材料正层出不穷。

参考文献：

[1] 陶琦等.金属腐蚀及其防护措施的研究进展.湖南有色金属.2007,23(2):43-46 [2] 包月霞.金属分类和防护方法.广东化工.2010,37(207):199-216 [3] 祝耀昌.实验室环境试验项目顺序剪裁探讨[J]. 军用标准化,2003(3) [4] 柯伟.中国腐蚀调查报告[M].北京：化学工业出版社.2003.

[5] 曹楚南.王光雍，李兴濂，等.中国材料科学的自然环境腐蚀[M] 北京：化学工业出版社.2004.

第三篇：材料腐蚀与防护学习心得

经过一学期的学习，以及老师的精心讲解，我对过程装备腐蚀与防护这门课程有了更深的认识。现在就本人的学习心得与对课本的认识作如下讲述：

腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。例如，各种机器、设备、桥梁在大气中因腐蚀而生锈;舰船、沿海的港口设施遭受海水和海洋微生物的腐蚀;埋在地下的输油、输气管线和地下电缆因土壤和细菌的腐蚀而发生穿孔;钢材在轧制过程因高温下与空气中的氧作用而产生大量的氧化皮;人工器官材料在血液、体液中的腐蚀;与各种酸、碱、盐等强腐蚀性介质接触的化工机器与设备，腐蚀问题尤为突出，特别是处于高温、高压、高流速工况下的机械设备，往往会引起材料迅速的腐蚀损坏。

目前工业用的材料，无论是金属材料或非金属材料，几乎没有一种材料是绝对不腐蚀的。因此，研究材料的腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防止腐蚀的措施。对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率无疑具有十分重要的意义。

比如说管道吧，管道腐蚀产生的原因： 1外界条件

① 输管道涉及的土壤性质比较复杂，准确评定其腐蚀性非常困难道周围介质的腐蚀性介质的腐蚀性强弱与土壤的性质及其微生物密切相关，然而对于长。

② 周围介质的物理性状的影响：主要包括地下水的变化、土壤是否有水分交替变化等情况，以及是否有芦苇类的根系影响等。

③ 包括环境温度和管道运行期间产生的温度。温度的升高，腐蚀的速度会大大加快。温度的高低与管路敷设深度有直接的关系，同时更受地域差别的影响。 ④ 蚀速度，杂散电流可对管道产生电解腐蚀。

⑤油气本身含有氧化性物质：如含水，及H S 、 C O 等酸性气体可造成类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应，可造成管道内壁的腐蚀。

2. 防腐措施的问题

防腐层失效是地下管道腐蚀的主要原因，轻度失效可增大阴极保护电流弥补防腐作用;特殊的失效，如因防腐层剥离引起的阴极保护电流屏蔽及防腐层的破坏，管道就会产生严重的腐蚀。腐蚀发生的原因是防腐层的完整性遭到破坏，主要产生于防腐层与管道剥离或是防腐层破裂、穿孔和变形。

①防腐层剥离，即防腐层与管道表面脱离形成空问。如果剥离的防腐层没有破口，空间没有进水一般不产生腐蚀。若有破口，腐蚀性介质进入就可能出现保护电流不能达到的区域，形成阴极保护屏蔽现象。在局部形成电位梯度，管道就会因此产生腐蚀。管道内壁有足够大的拉应力，拉应力与腐蚀同时作用，可产生危害更大的应力腐蚀破裂。

②防腐层破裂、穿孔、变形，可直接破坏防腐层，腐蚀介质从破口进人防腐层，还能进一步促成防腐层剥离，在一定条件下产生阴极屏蔽，破裂严重时可导致管道腐蚀。破裂的主要原因为土壤应力、外力和材料老化。穿孔多由施工时的创作不当或外力所造成。还有报道认为，腐蚀层不完整造成局部腐蚀加剧，如某油田计量站管道防护层多处破损点，形成小阳极，造成局部腐蚀。

③有些工程未能对金属管道及时有效地实施阴极保护措施。阴极保护对延长金属管道使用寿命十分重要，尤其是当管道老化或局部破损后阴极保护的作用显得非常重要。

④) 管道补口、维修没有完全按防腐标准规范执行。管道补口要求将粘附在金属管道表面残留物清除干净，然后用电动钢丝刷等除锈达到2级标准，再刷防腐漆或缠防腐胶带，如果除锈2级标准达不到2级标准容易造成底漆与管道粘结不牢，发生剥离或阴极剥离，为管道腐蚀埋下隐患。

石油管道腐蚀的分类

(1) 和一般的腐蚀一样，按照最基本的可以分成3大类，一般化学腐蚀、电化学腐蚀、与物理腐蚀，其中石油管道以其所处的的复杂环境，是这3中腐蚀都占有，但是是以电化学腐蚀为主。

(2) 按石油管道破坏形式的分类：石油管道被破坏就只有内壁及外壁，更具体的是

① 点蚀：在点或孔穴类的小面积上的腐蚀叫点蚀。这是一种高度局部的腐蚀形态，孔有大有小，一般孔表面直径等于或小于它的深度，小而深的孔可能使金属板穿孔;孔蚀通常发生在表面有钝化膜或有保护膜的金属(如不锈钢﹑钛等)。

② 缝隙腐蚀：金属表面由于存在异物或结构上的原因而形成缝隙(如焊缝、铆缝﹑垫片或沉积物下面等)，缝隙的存在使得缝隙内的溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难，由此而引起的缝隙内金属的腐蚀，称为缝隙腐蚀。由于石油管道都是里程很长不可能一根钢管做的那么长，所以都是通过焊接技术将其连接起来的，所以这中腐蚀在石油管道中最常见。 ③晶间腐蚀：沿着合金晶界区发展的腐蚀叫间晶腐蚀。腐蚀由表面沿晶界深入内部，外表看不出迹象，但用金相显微镜观察可看出晶界呈现网状腐蚀.这种腐蚀可使金属在表面上看不出有任何变化的情况下丧失强度，造成构件或设备的严重破坏.晶间腐蚀易发生在不锈钢﹑镍合金上。

④丝状腐蚀：涂有透明清漆或油漆膜的金属暴露在潮湿的大气中时，金属表面由于漆膜能渗透水分和空气而发生腐蚀.腐蚀产物呈丝状纤维网样，这种腐蚀称丝状腐蚀。其产生原因是潮湿大气的作用，其机理为氧的浓差电池作用。

⑤应力腐蚀开裂：也称SCC。金属和合金在腐蚀与拉应力的同时作用下产生的破裂，称为应力腐蚀开裂。这是一种最危险的腐蚀形态，但它只是在一定条件下才能发生：一是有一定的拉应力;二是有能引起该金属发生应力腐蚀的介质;三是金属本身对应力腐蚀敏感.如“奥氏体不锈钢—氯离子”,“碳钢-硝酸根离子”等。应力腐蚀的裂缝形态有：沿晶界发展的晶间破裂和穿越晶粒的穿晶破裂，也有二者的混合型。一般认为纯金属不会发生应力腐蚀的，含有杂质的金属或是合金才会发生应力腐蚀

⑥电偶腐蚀：当两种金属浸在腐蚀性溶液中，由于两种金属之间存在电位差，如相互接触，就构成腐蚀电偶。较活泼的金属成为阳极溶解，不活泼金属(耐腐蚀性较高的金属)则为阴极，腐蚀很小或完全不腐蚀。这种腐蚀称为电偶腐蚀，或接触腐蚀，亦称为双金属腐蚀

管道防腐对策

目前石油管道防护工程上主要由四类防腐腐蚀技术，分别是覆盖层技术电化学保护技术、缓蚀剂技术和合理选材优化结构。前两种技术直接与管道材料——环境界面，是应用最广泛的技术类别;缓蚀剂着眼与环境，最后一种技术着眼与材料本身，似乎是机械设计部分的事。但是搞设计的一定要多知道防腐需要考虑的角度，可以达到事半功倍的效果。

以上是本人对这门课的认识，感谢老师的讲解。

第四篇：《材料腐蚀与防护》思考题

《材料腐蚀与防护》思考题第一章绪论

何谓腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义?

表示均匀腐蚀速度的方法有哪些?它们之间有何联系?

镁在海水中的腐蚀速度为1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚?若铅以这个速度腐蚀，其深(mm/a)多大?

已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度失和深。问铁在此介质中是否耐蚀?

第二章电化学腐蚀热力学

如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向?如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向? 何谓电势-pH图?举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。何谓腐蚀电池?有哪些类型?举例说明可能引起的腐蚀种类。金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么?

a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势(相对于SHE)。 b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀?

Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应?当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止? 第三章电化学腐蚀反应动力学

从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么? 浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么?

混合电位理论的基本假说是什么?它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论? 何谓腐蚀极化图?举例说明其应用。

试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。何谓腐蚀电势?试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。

铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V(相对1mol/L甘汞电极)时的氢过电势是多少?

Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V(相对1mol/L甘汞电极)，计算该电极的极化值。该电极发生的是阴极极化还是阳极极化?

碳钢在pH=2的除去空气的溶液中，腐蚀电势为-0.64V(相对饱和Cu-CuSO4电极)。对于同样的钢的氢过电势(单位为V)遵循下列关系：(=0.7+0.1lg，式中单位为A/cm2。假定所有的钢表面近似的作为阴极，计算腐蚀速度(以mm/a为单位)。第四章析氢腐蚀与吸氧腐蚀

在稀酸中工业锌为什么比纯锌腐蚀速度快?酸中若含有Pb2+离子为什么会降低锌的腐蚀速度?

说明影响析氢腐蚀的主要因素及防止方法，并解释其理由。影响吸氧腐蚀的主要因素是什么?为什么?

假定所有的Zn表面起阴极作用，Tafel斜率为±0.10V，Zn和H2在Zn上的交换电流密度分别为0.1和10-4A/m2，求Zn在1mol/L盐酸中的腐蚀电势和腐蚀速度(以mm/a为单位)。计算纯铜与含质量分数为30%锌的铜合金在非含氧酸中的腐蚀速度比。第五章金属的钝化画出金属的阳极钝化曲线，并说明该曲线上各特性区和特性点的物理意义。衡量金属钝化性能好坏的电化学参数是什么? 何谓过钝化现象?过钝化对金属的腐蚀有何影响? 4 金属自钝化必须满足的两个条件是什么?

5 试用成相膜理论、吸附膜理论解释金属的钝化现象，并比较两种理论的不同之处。第六章局部腐蚀

点蚀产生的条件和诱发因素是什么? 简要阐述点蚀机理及防止措施。

铁铬合金在质量分数为3.5%NaCl水溶液中遭受点蚀时，其蚀孔为什么会成为较深的坑? 从电化学保护的观点论述铁基体上多层镍铬镀层体系的耐蚀性。什么是电偶腐蚀?用混合电势理论阐述其基本原理。铁板上装铜铆钉浸入海水，铁的腐蚀为何增加不多? 白铁(铁上镀锌)制成的容器为什么不宜用来盛沸水?

何谓晶间腐蚀、石墨化腐蚀、选择性腐蚀?这些腐蚀各有何特点? 哪些金属材料易产生选择性腐蚀?阐述黄铜脱锌的机理和防止办法。

根据贫Cr理论指出合金元素Cr、Ni、C、Ti、Nb等对奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀的作用及它们之间的相互关系。

暴露于海水的18-8不锈钢中的一个蚀坑以每年0.5cm的深度增长，这个速度相当于蚀坑底部流过多大的平均电流密度?

5个铁铆钉，每个的总暴露面积为3.2cm2，插入暴露面积为7430cm2的铜板中，此板浸入一充空气的搅拌着的电解液中。已知该溶液中未铆接时铁以0.165mm/a的速度腐蚀。试问铆接后铁铆钉的腐蚀速度为多大(以mm/a计)?

若同样尺寸的5个铜铆钉插入同样尺寸的铁板，问铁板的腐蚀速度多大? 第七章应力作用下的腐蚀

比较应力腐蚀断裂、氢损伤和腐蚀疲劳在产生条件上各有何特点? 应力腐蚀断裂有何特征?防止应力腐蚀断裂的主要措施有哪些? 金属中的氢是怎么来的?在金属中以什么形式存在? 何谓疲劳腐蚀，试述疲劳腐蚀机理第八章金属在自然环境中的腐蚀与防护为什么说大气腐蚀属于电化学腐蚀的范畴?

影响大气腐蚀的主要因素有哪些?SO2和固体尘粒为什么会加速大气腐蚀? 在大气中长期暴露的钢材，其腐蚀速度逐渐变慢，请叙述其变慢的原因。海水腐蚀的主要特点是什么?与海水的组成和性质有何关系? 阐述土壤腐蚀的特点及其电极过程控制因素。

土壤中细菌和杂散电流为什么会引起土壤中金属的腐蚀?如何控制这两种腐蚀? 金属构件埋设在粘土处比埋设在沙土处的腐蚀速度为什么严重些? 第九章高温腐蚀

如何判断高温下氧化膜的稳定性?

决定金属氧化膜的完整性的条件是什么?金属氧化膜的保护性取决于哪些重要因素? 金属氧化膜生长的动力学有哪几种主要规律?每种氧化的控制过程是什么?

试用Wagner氧化膜生长模型推导金属高温氧化的抛物线动力学规律，并用导出结果对氧化过程进行分析，指出该理论的指导意义。提高合金抗氧化性能的途径有那些?

纯镍在1000℃氧气氛中遵循抛物线氧化规律，常数K=39×10-12cm2/s,如这种关系不受氧化膜厚度的影响，试计算使悬挂在此气氛中0.1cm厚镍板全部氧化所需要多少年? 第十章金属材料的耐蚀性

1.利用合金化提高金属耐蚀性的途径有哪些? 2.简述金属耐蚀合金化机理。

3.试比较铁在氧化性酸和非氧化性酸中的腐蚀规律。

4.耐候钢的主要合金成分是什么?其耐大气腐蚀的主要原因是什么? 5.不锈钢的主要腐蚀类型有哪些?简述其腐蚀原理。

6.黄铜的主要腐蚀形态是什么?说明腐蚀原因、机理和预防方法。

第五篇：家用燃气灶的腐蚀与防护

摘要：随着嵌入式家用燃气灶的兴起及嵌入式家用燃气灶在使用中因腐蚀所带来的使用性、维修性、安全性等一系列问题，家用燃气灶的“腐蚀与防腐蚀”越来越受到人们的重视。本文从家用燃气具的主要腐蚀问题、腐蚀原因分析入手，提出减少家用燃气灶腐蚀的五条主要措施及两点建议。其措施为：(1)改善设计，提高燃气灶的保洁功能;(2)正确选择灶具材料及其相应的防腐保护层;(3)铝合金件要进行防护处理;(4)加强涂层、镀层等的工艺、质量控制;(5)加强使用过程中的维护保养。其建议为：(1)以不锈钢面板替代采用涂料作防护层的碳钢材料面板;(2)应重视非金属材料面板的研究及应用。本文对解决家用燃气灶腐蚀问题有一定的参考作用。

关键词：燃气灶腐蚀防护

前言

金属材料的腐蚀问题在我们日常生活中随处可见，钢铁“生锈”就是一种最为普遍的金属材料腐蚀现象。

家用燃气灶的腐蚀并不是一个新鲜问题，它伴随着家用燃气具的发展一直存在着。随着嵌入式家用燃气灶的兴起及嵌入式家用燃气灶在使用中因腐蚀所带来的使用性、维修性、安全性等一系列问题，家用燃气灶的“腐蚀与防护”越来越受到人们的重视。尤其是家用燃气具的生产厂家，更应尽早采取措施，从设计入手，解决已出现或可能出现的腐蚀问题。

本文将从家用燃气具的主要腐蚀问题、腐蚀原因分析入手，提出减少家用燃气灶腐蚀的主要措施及相关建议。希望能对解决家用燃气灶的腐蚀问题提供一点参考作用。

一、家用燃气灶的主要腐蚀问题

1. 不锈钢材料腐蚀采用不锈钢材料作面板、壳体、聚热圈、反射罩、火盖、炉头(燃烧器主体)等的燃气灶，可能会在不锈钢材料表面出现腐蚀。腐蚀多呈锈斑状，除去锈斑，可以在材料表面发现明显的腐蚀坑。锈斑一般出现在油污等赃物的残留处，以面板、承液盘及其附近出现锈斑更为突出。

在高温区工作的不锈钢材料，其腐蚀处表面多呈灰褐色，不锈钢材料失去光泽;因高温所造成的腐蚀，腐蚀坑细、密、浅，并连成片状，有的则可能出现浅表锈斑。

2. 碳钢材料腐蚀

采用碳钢材料制成的灶具面板、壳体、锅架、聚热圈、炉头(燃烧器主体)、进气管等，其表面一般都有涂层(不粘油涂层、漆层、喷塑层、搪瓷层等)、镀层(锌层、铬层等)。腐蚀多出现在涂层、镀层损坏处，也有从涂层下面的金属材料表面先产生腐蚀，然后导致涂层脱落损坏。腐蚀处表面均呈铁锈色，一旦出现腐蚀，腐蚀会较快发展，然后连成片状。碳钢材料的腐蚀，其腐蚀坑一般较深、较大。灶具面板、承液盘及其附近以及灶具的各棱角处，由于接触腐蚀介质较多，或容易擦、划、碰伤，因此，更容易产生腐蚀。尤其是锅架或承液盘放置处、炉头周围的灶具面板上腐蚀问题更为突出。

表面搪瓷或镀铬的锅架、聚热圈等，首先在搪瓷层或镀层损坏处产生腐蚀。接触高温燃气的锅爪等，由于高温燃气的烧蚀作用，其表面的搪瓷层或镀层更容易损坏，因此，腐蚀更为突出。

3. 铸铁件、铝合金件腐蚀

燃气灶通常采用铸铁材料或铝合金材料制作炉头(燃烧器主体)，采用铝合金材料制作燃气阀阀体、燃气输送管等。

腐蚀主要集中在用铸铁材料制作的炉头及用铸造铝合金材料制作的炉头(含相关零组件)等上。

不论是铸铁炉头还是铝合金炉头，腐蚀多产生在炉头与火盖的结合部位、炉头组件相互间的连接部位、使用过程中容易接触液体及其它赃物且不容易清洁的部位、炉头的外部转角、棱角处等。腐蚀可能造成火盖与炉头间、不同炉头组件间相互粘接，以致难于分解;对于有螺钉定位、连接的炉头来讲，还会因腐蚀问题造成螺钉拧下困难或无法拧下，这一问题在嵌入式燃气灶上尤为突出。

铸铁炉头的腐蚀从涂层、镀层损坏处开始，台式燃气灶炉头腐蚀比嵌入式燃气灶炉头腐蚀更为严重。腐蚀重者，炉头外表布满锈斑。

铝合金炉头主要用于嵌入式燃气灶。铝合金炉头腐蚀部位，一般有明显的腐蚀坑。

曾发现位于嵌入式燃气灶底壳内的铝合金炉头部件及其他铝合金件产生腐蚀，腐蚀部位长出成片的“白毛”，连接件间难于正常分解;刮掉“白毛”，可以看到明显的腐蚀坑。

在台式燃气灶上，也曾发现铝合金燃气阀阀体长“白毛”的腐蚀现象。

4. 铜合金材料腐蚀

家用燃气灶上所使用的铜合金材料，主要用于制作火盖、火盖装饰座、燃气喷嘴，燃气阀阀体、燃气输送管等，也有用于制作炉头(燃烧器主体)的。铜合金材料的腐蚀主要集中在火盖、火盖装饰座上。经过抛光处理后的火盖、火盖装饰座，放置一段时间后，有的抛光表面光泽会变暗;还有的表面会产生斑痕;经过使用后的火盖、火盖装饰座，表面会完全失去光泽，甚至出现细小的腐蚀点等。

5. 燃气阀腐蚀

由于嵌入式燃气灶燃气阀腐蚀问题越来越突出，本文特将燃气阀腐蚀问题单独列出。

燃气阀腐蚀发生在燃气阀的顶部，主要集中在阀杆与阀体配合处及其周围，与此部位相邻的碳钢件、铝合金件等都可能产生腐蚀，腐蚀处可以看到明显的锈斑或腐蚀产物堆积，严重时阀芯不能正常转动，甚至“卡死”。

燃气阀腐蚀，不仅影响灶具正常使用，而且可能带来安全隐患。

二、家用燃气灶腐蚀原因分析

1. 不锈钢材料腐蚀的主要原因

灶具上的不锈钢面板、侧板等是否会产生腐蚀，关键取决于不锈钢材料的抗腐蚀性能，其次是腐蚀介质。

燃气灶上所使用的不锈钢材料，按材料的金相组织结构分主要有三大类：一类是铁素体不锈钢，典型的有1Cr17，对应国外材料牌号，通常称为“430”(日本材料牌号为SUS430);另一类是马氏体不锈钢，典型的有1Cr

13、2Cr13，对应国外材料牌号，通常称为“410”、“420”(日本材料牌号为SUS410，SUS420);还有一类是奥氏体不锈钢，典型的有0Cr19Ni

9、1Cr18Ni

9、1Cr17Ni

7、0Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni

9、0Cr18Ni9Ti等，对应国外材料牌号，通常称为“304”、“301”、“301”、“202”、“201”(日本材料牌号为SUS30

4、SUS30

2、SUS30

1、SUS20

2、SUS201)等。由于铁素体、马氏体不锈钢具有磁性，因此，被人们俗称为不锈铁。

不锈钢材料抗腐蚀的关键在于材料中铬元素的含量，镍、铌、钛等元素的含量对不锈钢的抗腐蚀性能也有重要影响。

奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能远远优于铁素体不锈钢及马氏体不锈钢。采用铁素体或马氏体不锈钢材料的灶具容易产生腐蚀;采用奥氏体不锈钢材料的灶具不容易产生腐蚀。

不锈钢“不锈”是有条件的，在含氯离子介质的作用下(如食盐等，食盐又称氯化钠，富含氯离子)，会加速不锈钢的腐蚀;随着腐蚀介质温度的升高，不锈钢的腐蚀会加剧。

烹饪过程中，含有盐份等腐蚀介质的汤、水、菜、油等附着在灶具面板或侧板上，由于不及时擦洗，时间长了，就可能出现腐蚀，铁素体、马氏体不锈钢腐蚀是肯定无疑的;奥氏体不锈钢的腐蚀相对较轻，且不明显，但是，如果腐蚀产物较多，加上温度的影响(例如，面板在靠近炉头周围，温度就高于其他部位;温度增高会加速腐蚀的程度)，也可能会产生明显的腐蚀。

含有钛元素的奥氏体不锈钢的含腐蚀性能优于不含钛元素的奥氏体不锈钢，其原因是钛元素有减缓不锈钢材料腐蚀(晶界腐蚀)的作用。

抗腐蚀性能较好的奥氏体不锈钢，存在高温敏化区，在550℃左右温度下，会析出高铬碳化物，形成贫铬区，在潮湿环境中，也会象普通碳钢一样出现“铁锈”。

经常在较高温度下使用的不锈钢材料，如灶具的聚热圈、热反射罩、火盖等，表面会失去光泽，也会象普通碳钢一样 “生锈”。

由于灶具面板、灶具承液盘及其附近容易被溅上油、汤、水等腐蚀介质，因此，这些部位出现腐蚀的程度要比灶具其他部位更为严重。

对于经常保持灶面清洁的用户来讲，不锈钢材料腐蚀问题可能不会太明显，但对于不太讲究灶面清洁的用户来讲，不锈钢材料腐蚀问题可能就会突出。

2. 碳钢材料腐蚀的主要原因

采用碳钢材料制作的灶具零组件，多集中在灶具壳体、面板、底壳、锅架、承液盘、燃烧器壳体及其他小零件上。

嵌入式燃气灶及台式燃气灶的面板，一般都是采用不粘油涂层、油漆涂层或搪瓷层进行保护;台式燃气灶的侧板，多采用不粘油涂层、油漆涂层或塑胶涂层进行保护;嵌入式燃气灶的底壳，一般都是采用油漆涂层或塑胶涂层进行保护。承液盘、燃烧器壳体等，多是采用搪瓷涂层保护。锅架多采用搪瓷层或镀铬层进行保护，也有厂家采用高温漆层的。小零件则多是采用镀层进行防护。

用碳钢材料制作的灶具零组件，其腐蚀的主要原因：

(1)涂层或镀层质量不合格，涂层或镀层损坏。

涂层质量不合格，关键在壳体喷涂过程中的质量控制。碳钢材料在喷涂前，为增加材料与涂层的结合力及增强材料的抗腐蚀性能，一般都要进行磷化处理，处理后的零件，要烘干，要保持清洁，不得有锈蚀、油污、汗斑等赃物存在，为防止零件在喷涂前因环境影响造成表面形成水膜而影响质量，一般对喷涂环境都有相对湿度的要求，并要求磷化后的零件在规定时间内(一般不超过8小时)喷涂完。

待喷涂零件的表面处理是涂层附着力是否牢固关键。

作者几年前曾在广东某喷涂厂亲眼目睹这样的情景：灶具的面板等零件，磷化处理后，表面并无磷化处理所形成的结晶层;零件经冲洗后，竟直接放在露天的地上，让太阳晒干;工人直接用手拿零件……这样的工艺，其喷涂质量可想而知了。

在灶具面板的内转角处，如出现涂层脱落，底层还有锈蚀，多是由于磷化后清洗不净所残留的腐蚀物所致，这种情况一般在喷涂后一个月左右就能发现，有的时间更短。

经过磷化处理的零件表面如存在锈斑、油垢、汗斑等，会导致该部位涂层因结合不牢而脱落。

还有，有的零件喷涂后存放一个月左右时间，在非转角部位也会产生锈蚀，尤其在零件的边沿部位，这多是由于磷化处理不当或涂层底层处理不当所致，当然，也会因为喷涂不当所致。

如出现大面积涂层脱落，一定是喷涂过程中(含喷涂前处理)存在问题所致。

喷涂后的零件或产品在生产、运输过程中，因操作不当，也会造成涂层损坏。

除搪瓷涂层具有优良的抗磨性外，不粘油涂层、油漆涂层的抗磨性都较差。使用过程中，灶具首先在涂层容易产生碰撞、摩擦的部位产生损坏，从而导致腐蚀，如锅架放置处、承液盘放置处、经常擦洗部位、棱角部位等;如使用中清洁灶具方法不当，采用金属丝等擦洗灶具，则会使涂层损坏。

镀层质量不合格主要是镀前处理不当或工艺参数选择不当、操作不当所致，导致镀层出现气泡、针眼、起层、剥落、镀层不均等缺陷，使镀层的防护效果降低。

涂层或镀层质量不合格，涂层或镀层损坏，在汤、水、菜、油等腐蚀介质及潮湿气氛的作用下，首先从涂层或镀层质量不合格处、损坏处产生腐蚀。

(2)设计不合理

a、防护层选择不当，不能充分起到防护作用。

采用不粘油涂料、油漆涂料作为燃气灶碳钢材料面板、壳体的防护层，实践证明，是欠妥的。这些涂层的耐久性、抗磨性都不能满足灶具使用要求，导致材料腐蚀现象十分突出，许多用户灶具使用不到三年，面板或壳体已严重腐蚀，导致灶具不能使用。这不仅对消费者是不利的，而且对资源也是一种浪费。

采用漆层作为锅架的保护层，不论从保护效果还是从对消费者负责的角度看，都是极不妥当的。

b、灶具结构设计不合理，致使汤、水、油垢等腐蚀介质通过燃烧器及灶具面板上的孔隙处进入灶具内腔，造成相关零组件腐蚀，此问题在嵌入式燃气灶上尤为突出。

3. 铸铁材料、铝合金材料腐蚀的主要原因

燃气灶炉头是灶具上工作环境最差的部件之一。

燃气灶在使用中，会有汤、水等液体及油垢等赃物落在炉头上形成腐蚀介质，炉头表面保护层损坏，使炉头在腐蚀介质的作用下产生腐蚀;炉头的高温，加速了炉头的腐蚀。

炉头腐蚀主要集中在铸铁炉头及采用压铸方法成型的铝合金炉头上，铸铁炉头的腐蚀更比铝合金炉头突出。

造成铸铁材料、铝合金材料腐蚀的主要原因是：

(1)设计不合理，加速材料腐蚀

设计不合理表现在下列几个方面：

a、嵌入式燃气灶设计不合理，致使汤、水等腐蚀介质通过燃烧器处、面板上的孔隙处等流入灶具内腔，从而使内腔的铸铁炉头或铝合金炉头部件在汤、水及潮湿气氛的作用下出现腐蚀。

b、炉头表面未采取防护措施。设计人员缺少铝合金腐蚀与防护方面的知识，误认为铝合金压铸件不会产生腐蚀，因此未采取相应的防护措施。

由于设计不合理，加速了燃气灶铸铁材料、铝合金材料的腐蚀。

(2) 铸铁炉头表面防护层选择不当，防护层质量不合格或防护层损坏

铸铁炉头一般采用镀铬、喷锌、喷涂(或浸涂)漆层进行表面防护。镀层或涂层质量不合格，镀层或涂层损坏，即可造成炉头腐蚀。

七、八年前，铸铁炉头主要采用镀铬层进行防护，后来又采用热喷涂锌层进行防护，近几年，出于装饰等的需要，采用喷涂(或浸涂)漆层进行防护。

这三种保护层，从防护及使用的角度看，应以镀铬层为佳。

镀铬层具有表面硬度高、抗磨的特点，但由于铬层空隙率较高，如果不在镀铬前先镀铜(镀铜层组织致密，空隙率低)，镀铬层的防腐效果就会大受影响。镀铬工艺选择不当或质量控制不当，铬层会出现针眼、气孔、起层、剥落等现象，镀铬层的防腐效果会大受影响。锌层虽然组织致密，但由于较软，极易因为碰撞造成锌层损坏导致腐蚀。另外，经“打砂”处理过的炉头不及时喷锌，或经“打砂”处理过的炉头表面还残留氧化物、油污、汗斑等，热喷涂过程中喷涂工艺参数(预热温度、预热时间、喷涂温度、喷涂速度、喷涂距离等)选择不当，喷锌层容易产生气孔、起层、剥落等现象。

漆层的抗腐蚀性能主要取决于漆料的选择。现在炉头上所用的油漆，多为高温漆，耐温150~500℃不等。由于油漆选择不当，有的炉头在室温下放置一个月就产生锈蚀。另外，漆层不抗磨，也容易因为碰撞等造成涂层损坏。还有，漆层存在老化问题，炉头的使用环境(温度高，腐蚀介质多)会进一步加速了漆层的老化，使炉头腐蚀更为突出。当然，炉头在喷漆或电泳涂漆的施工中，底层处理不当及工艺参数选择不当，也会加速漆层的脱落、损坏。

表面搪瓷的炉头，腐蚀往往是从搪瓷层损坏处或缺陷处开始。

由于炉头表面防护层选择不当，防护层质量不合格或防护层损坏，导致炉头在腐蚀介质的作用下产生腐蚀。

(3)铝合金材料自身的缺陷及表面缺少防护处理

铝合金材料腐蚀，一般都出现在压铸成型的铝合金炉头、燃气阀阀体或其他压铸成型的铝合金件上。

出现腐蚀的铝合金件，压铸成型后一般都未进行表面防护处理。

压铸成型的铝合金件，表面存在铸造特有的微孔，有的还存在气孔、针眼等铸造缺陷，如果不进行表面防护处理，在腐蚀介质的作用下就会产生腐蚀，在潮湿环境中就可能长出“白毛”。

4. 铜合金件腐蚀的主要原因

(1)使用过程中，汤、水等液体及油垢等赃物在火盖或火盖座上形成腐蚀介质，高温工作条件加速了火盖及火盖座的腐蚀。

(2)抛光过程中抛光膏等未清洗净或抛光表面粘有汗斑等，致使火盖、火盖座抛光表面出现局部腐蚀。

(3)抛光部位未进行防护处理，致使零件在存放过程中受潮湿气氛的影响抛光面变暗。 5. 燃气阀腐蚀的主要原因

燃气阀腐蚀主要集中在嵌入式燃气灶上。其腐蚀原因，主要是设计不合理。

(1)燃气灶设计不合理

灶具在阀体杆与面板配合处有间隙，且缺少有效的密封，灶面上的液体及腐蚀介质通过灶具面板与燃气阀阀杆间的空隙处，流落到阀体上，对阀体上的碳钢件、铝合金件等产生腐蚀。

(2)燃气阀设计不合理

燃气阀顶部在阀杆与阀体配合处缺少密封措施，导致液体及腐蚀介质直接流落到阀体顶部，造成相关零件腐蚀，阀芯不能正常转动。

(3)铝合金燃气阀阀体未采取表面防护措施，导致在潮湿环境中容易产生腐蚀。

三、减少家用燃气灶腐蚀的主要措施

1. 改善设计，提高燃气灶的保洁功能

减少家用燃气灶的腐蚀问题，设计是关键。只有从设计这个源头抓起，才能从根本上减少或避免燃气灶腐蚀问题。

目前，家用燃气灶的保洁功能普遍存在不足。汤、水及油垢等脏物容易通过燃烧器处，通过灶具面板上的空隙处进入灶具内腔，导致零组件腐蚀。嵌入式燃气灶更为突出。

改善设计，提高燃气灶的保洁功能，可从下述几个方面采取相应的措施：

(1)嵌入式燃气灶：

a、燃烧器宜采用上进风燃烧器;

b、燃烧器中心火与外圈火之间的二次空气通道，不能直接与灶具内腔相通;火盖上的火孔不宜设计在液体及脏物能够直接进入的部位;

c、灶具面板上，燃烧器炉头与面板之间的配合处及连接处、燃气阀阀杆与面板之间的配合处应高于其他部位不少于2毫米;面板上与相关零组件配合、连接处，所有孔缝隙处，均应作密封处理; d、灶具面板及燃烧器，形状、线条宜简洁，利于清洁，应尽可能避免容易造成腐蚀介质堆积的死角存在;

e、表面有涂层保护的面板，锅架底部应增加胶垫或塑料垫，减少锅架对涂层的损伤;

f、燃烧器处的连接螺钉，宜采用不锈钢螺钉;采用碳钢螺钉，表面可镀铜，防止使用中腐蚀粘结;螺钉装配时，可涂防粘结油膏。

(2)台式燃气灶

a、灶具面板、壳体及燃烧器，形状、线条宜简洁，利于清洁，应尽可能避免容易造成腐蚀介质堆积的死角存在;

b、燃烧器火盖上的火孔不宜设计在液体及脏物能够直接进入的部位;

c、表面有涂层保护的面板，锅架底部应增加胶垫或塑料垫，减少锅架对涂层的损伤。

(3)燃气阀

将嵌入式灶的燃气阀阀体顶部结构由敞开式改为封闭式，并在燃气阀杆部增加橡胶密封装置，防止液体等腐蚀介质通过阀体顶部或通过阀杆与阀体配合处之间隙，对相关零件造成腐蚀。

2. 正确选择灶具材料及其相应的防腐保护层

从材料的抗腐蚀性能及耐久性上看，燃气灶的金属材料面板宜采用奥氏体不锈钢，其次是铁素体或马氏体不锈钢。

在搪瓷涂层、不粘油涂层、油漆涂层中，搪瓷涂层的防腐蚀效果及抗磨性、耐久性均优于其他涂层，更适宜作为灶具碳钢材料面板、聚热圈、锅架、燃烧器壳体等的防护层。不足的是，搪瓷工艺对碳钢材料有选择性，否则会影响搪瓷质量;还有，搪瓷工艺对零件的配合尺寸难于控制，对尺寸较严要求的零件，不宜采用搪瓷工艺。

对于燃气灶铸铁炉头的防护层，不论是防护效果还是耐久性、抗磨性，铬层均优于锌层、漆层。由于镀铬层尺寸容易控制，因此，它比搪瓷涂层更具有优势。不足的是，镀铬层颜色较单一，难以满足装饰需要，如采用镀黑铬工艺，可解决此问题，但成本会有所增加。镀铬前须先镀铜，方能使铬层的防护作用得到充分发挥。有厂家将高温漆用于锅架的装饰及防护，这不仅对消费者是不负责的，对生产厂家自身也是不负责的。

对于火盖及火盖装饰座的抛光表面，可以采用喷涂高温清漆或镀铬的方法，缓解或避免其腐蚀。

3. 铝合金件要进行防护处理

燃气灶上的铝合金件应进行表面防护处理，以提高铝合金件的抗腐蚀能力。

可通过采取下述措施，提高铝合金件的抗腐蚀能力：

(1)铝合金件表面进行喷丸处理

铝合金压铸件，不仅晶粒较粗大，而且还存在一定的孔隙，这些对于其抗腐蚀能力都是不利的。对铝合金件进行喷丸处理，不仅可以去除压铸后其表面残留的腐蚀介质，而且可以使喷丸部位材料表面晶粒细化、孔隙消除，从而增强铝合金件的抗腐蚀能力。

铝合金件喷丸宜选用玻璃丸，丸粒直径φ0.16～0.3毫米为宜。

喷丸时要正确选择喷丸压力(指压缩空气的压力)、喷丸距离、喷丸角度、喷丸时间等，确保喷丸质量。选择水喷丸工艺时，喷丸后零件要烘干处理。

(2)阳极化处理

铝合金件经阳极化处理后，可以显著提高其在大气条件下的防腐蚀能力。

(3)表面喷漆保护

选择适应于铝合金件的漆料，对其进行喷漆处理，这样可以大大提高铝合金件的抗腐蚀能力。宜采取先喷底漆再喷面漆的方式进行防护。