金屬材料和結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境或工作條件下,由于與其所處的環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而發(fā)生的變質(zhì)和損壞,稱為腐蝕,也包括上述因素與機(jī)械或生物因素的共同作用。一些物理效應(yīng)也可歸類為金屬腐蝕。
一般而言,“生銹”專指鋼鐵和鐵基合金而言,它們在氧和水的作用下形成了主要是由含水氧化鐵組成的腐蝕產(chǎn)物—“鐵銹”。有色金屬及其合金可以發(fā)生腐蝕但并不“生銹”,而是形成與鐵銹相似的腐蝕產(chǎn)物。
關(guān)于腐蝕和金屬腐蝕還有一些其他形式的定義。由于金屬和合金遭受腐蝕后又回復(fù)到了礦石的化合物狀態(tài),所以金屬腐蝕也可以說是冶煉過程的逆過程。上述定義不僅適用于金屬材料,也可以廣義的適用于塑料、陶瓷、混凝土和木材等非金屬材料。例如,涂料和橡膠由于陽光或化學(xué)物質(zhì)的作用引起變質(zhì),煉鋼爐從襯的熔化以及一種金屬被另一種熔融金屬腐蝕,這些過程的結(jié)果都屬于材料腐蝕,這是一種廣義的定義。
腐蝕破壞的形式種類很多,在不同環(huán)境條件下引起金屬腐蝕的原因不盡相同,而且影響因素也非常復(fù)雜。為了防止和減緩腐蝕破壞及其損傷,通過改變某些作用條件和影響因素而阻斷和控制腐蝕過程,由此所發(fā)展的方法、技術(shù)及相應(yīng)的工程實(shí)施稱為防腐蝕工程技術(shù)。
一般認(rèn)為,腐蝕損失是目前各類自然災(zāi)害之首,約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的3% ~ 4.2%。如果我們采取我們已經(jīng)掌握的現(xiàn)代防腐技術(shù)的措施,我們可以減少15%的腐蝕損失,這是一個極其重要的數(shù)字。陰極保護(hù)是金屬結(jié)構(gòu)在水和土壤中的 有效的腐蝕控制方法。它不僅適用于新管道、船舶、儲罐、碼頭等,還可用于腐蝕舊裝置,延長使用壽命,降低維修成本,創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
對于管道或碼頭,當(dāng)采用陰極保護(hù)技術(shù)時,可以有幾種不同的方案可供選擇。在技術(shù)可行性的前提下,經(jīng)濟(jì)合理性是決定因素,即投入與產(chǎn)出的比較。少投入,多產(chǎn)出是個好辦法。一般用陰極保護(hù)投資和壽命計算的年成本來評價方案的優(yōu)劣。
由于采用了陰極保護(hù)技術(shù),取消了“腐蝕余量”,延長了使用壽命,節(jié)約了能源,降低了維護(hù)成本。這種防腐措施的效益也是經(jīng)濟(jì)分析的主要內(nèi)容。在設(shè)計的每一個過程中,始終存在著按經(jīng)濟(jì)規(guī)律工作和優(yōu)化設(shè)計的問題。例如,電纜直徑、陽極尺寸、陽極類型、設(shè)備類型和容量的選擇可以通過經(jīng)濟(jì)分析進(jìn)行優(yōu)化。