讓世界不再因腐蝕而浪費資源！
4月24日 世界腐蝕日，你必須知道的腐蝕基本知識
2016-04-24
2016年4月24日是第六個“世界腐蝕日”，設(shè)立世界腐蝕日的宗旨是喚醒政府、工業(yè)界以及我們每個人，認(rèn)識到腐蝕的存在——由于腐蝕引起的經(jīng)濟損失在各國每年的 GDP 中平均超過3%（中國約達5%）。腐蝕不僅僅給國民經(jīng)濟造成巨大損失，還會對人們的安全、健康和生活質(zhì)量造成重大影響。我們要重視腐蝕問題，用科學(xué)的武器應(yīng)對腐蝕。
腐蝕是什么？
腐蝕是材料與周圍環(huán)境（介質(zhì)）之間發(fā)生作用所引起的破壞或變質(zhì)，如金屬在環(huán)境作用下發(fā)生銹蝕。金屬之所以會發(fā)生腐蝕是因為它們在工作環(huán)境下化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。自然界中除了銅和金、銀、鉑等貴金屬在常態(tài)下是金屬態(tài)以外，從礦石中提煉出來的其他所有金屬，在自然工作環(huán)境下它們都是非穩(wěn)態(tài)的。非金屬材料也會發(fā)生腐蝕，如涂料、塑料和橡膠的膨脹、變形、開裂、老化等。
腐蝕：無聲無息的威脅
腐蝕造成的損失大于所有自然災(zāi)害的損失之和。腐蝕導(dǎo)致工程裝備、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)設(shè)施損壞，進而引起災(zāi)難性事故。
1981年我國臺灣民航客機B-737空中失事，其原因是機身下部高強度鋁合金結(jié)構(gòu)件多處發(fā)生嚴(yán)重的晶間腐蝕和剝蝕，進而形成裂紋；2001年四川宜賓市南門大橋轟然斷裂成三截，預(yù)計百年壽命實際僅僅使用了11年就發(fā)生斷裂，事故原因是承重鋼纜的應(yīng)力腐蝕；2013年青島管道爆炸，造成62人死、136人傷，經(jīng)濟損失達7.5億，其原因是腐蝕導(dǎo)致泄漏而進一步引起爆炸。
因此，無論是在自然環(huán)境（大氣、土壤、海水等）中，還是在苛刻工業(yè)環(huán)境（石油化工、核電、火電等）中，都需要開展系統(tǒng)研究，掌握材料的腐蝕損傷規(guī)律，研發(fā)各類低成本環(huán)保型腐蝕控制技術(shù)，實現(xiàn)降低腐蝕損失的目的。
腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，還會影響人類健康。腐蝕產(chǎn)生的重金屬離子會污染飲用水、土壤和農(nóng)作物等，進而通過飲食攝入而影響人類健康。美國、德國、日本、印度、中國等國家都有檢測證據(jù)。
腐蝕是材料與環(huán)境之間發(fā)生的化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)造成的，材料與環(huán)境的組合顯得很重要。在何種環(huán)境中使用何種材料具有較好的抗腐蝕性和安全壽命，需要進行研究。例如，由于月球環(huán)境與火星環(huán)境存在明顯差異，同樣是航天部件對于其耐腐蝕性就有不同的要求。
金屬腐蝕相關(guān)知識：
腐蝕是一種悄悄進行的破壞，卻常常造成令人措手不及的惡性事故。
一、金屬腐蝕的危害
重大的經(jīng)濟損失（停產(chǎn)損失、產(chǎn)品損失、效率損失 、產(chǎn)品污染 、過度設(shè)計 ）
災(zāi)難性重大事故（有毒物質(zhì)的泄漏，造成環(huán)境污染，危及人民健康）
資源與能源的巨大浪費
阻礙科技進步，延緩生產(chǎn)發(fā)展
二、金屬腐蝕的定義及分類
金屬材料由于受到介質(zhì)的作用而發(fā)生狀態(tài)的變化，轉(zhuǎn)變成新相，從而遭受破壞的現(xiàn)象，成為金屬腐蝕。
腐蝕的分類
1、按腐蝕的環(huán)境分
干腐蝕、濕腐蝕、無水有機液體和氣體中的腐蝕、熔鹽和熔渣中的腐蝕、熔融金屬中的腐蝕。
2、按腐蝕機理分
化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕
3、按腐蝕形態(tài)分
全面腐蝕（均勻腐蝕）、局部腐蝕、應(yīng)力作用下的腐蝕。
三、金屬腐蝕學(xué)的研究內(nèi)容
研究并確定金屬材料和環(huán)境介質(zhì)發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)和普遍規(guī)律；
研究在各種條件下防止或控制金屬腐蝕的方法與措施；
研究金屬腐蝕速率的檢測技術(shù)和方法。
對腐蝕的初步認(rèn)識－經(jīng)濟損失
因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占當(dāng)年國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的1.5％一4.2％。美國國會1978年發(fā)表的數(shù)字表明：1975年美國因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約700億美元，為美國當(dāng)年生產(chǎn)總估的4.2％。據(jù)1981年國家科委腐蝕科學(xué)學(xué)科組對全國10家化工企業(yè)的腐蝕損失調(diào)查表明，1980年這些企業(yè)因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約為其當(dāng)年生產(chǎn)總值的3.9％。
對腐蝕的初步認(rèn)識－事故
1967年12月，位于美國西弗吉尼亞州和俄亥俄洲之間的俄亥俄橋突然塌入河中，死亡46人。事后檢查，是由于鋼梁應(yīng)力腐蝕破裂和腐蝕疲勞而產(chǎn)生裂縫所致。同年，英國內(nèi)普羅石油化工公司，環(huán)己烷氧化裝置的旁通管發(fā)生硝酸鹽應(yīng)力腐蝕破裂，引起環(huán)己烷蒸汽管爆炸，死28人，傷105人，損失達1億美元。1965年3月4日，美國路易安那州輸氣管線破裂著火，死17人，事后檢查是由于管線產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。1970年，日本大阪地下鐵道的管道因腐蝕破壞而折斷，引起瓦斯爆炸，乘客當(dāng)場死亡75人。
部分橋梁腐蝕事故
2007 年8 月1 日，美國明尼蘇達州首府明尼阿波利斯市郊外35號洲際公路的一座大橋坍塌，約50輛汽車墜入密西西比河。據(jù)美國官員8月21日確認(rèn)，斷橋事故死亡人數(shù)為13人，傷者70 多人。我國宜賓的南門大橋，在1990 年11 月建成，2001 年11月7日發(fā)生吊桿腐蝕，造成橋面墜落事故，事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)纜索已經(jīng)嚴(yán)重生銹。我國廣州的海印橋，在1988 年年底建成，1995 年5 月25 日發(fā)生了9 號索腐蝕斷裂事故。為了防止事故的進一步發(fā)生，被迫進行全橋換索工程，耗資2000 萬元，工期半年。德國漢堡的Kohlbrand Estruary 橋，由于斜拉索腐蝕嚴(yán)重，建成的第三年就更換了全部的斜拉索，耗資達6000 萬美元，是原來造價的四倍。
部分國家橋梁腐蝕狀況
美國：美國是世界上擁有高速公路最長的國家，1993 年美國57.5 萬座橋中，受到腐蝕破壞的橋梁超過一半，40％的橋梁己承載不足。英國：1972 年，英國在一條高速公路上修建了11 座橋梁，然而幾年內(nèi)就出現(xiàn)了嚴(yán)重腐蝕。截至1987 年，15 年來為維修這11座橋梁所花的費用已經(jīng)相當(dāng)于建橋資金的1.6倍。英國現(xiàn)有橋梁中的35％～40% 必須修復(fù)；丹麥：在哥本哈根地區(qū)調(diào)查了102 座橋，其中50％有嚴(yán)重的鋼筋腐蝕現(xiàn)象。估計全世界每年因腐蝕報廢的鋼鐵設(shè)備約相當(dāng)于年產(chǎn)量的30%，并且約10%的鋼鐵因為腐蝕而一去不復(fù)返了，回爐再生的鋼鐵也要消耗大量的能源來重新生產(chǎn)。
不銹鋼的發(fā)明和應(yīng)用大大促進了硝酸和合成氨工業(yè)的發(fā)展。
美國的阿波羅登月飛船貯存N2O4的高壓容器曾經(jīng)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，經(jīng)分析研究加入0.6%NO之后才得到解決。美國著名的腐蝕學(xué)家方坦納認(rèn)為如果找不到這個解決辦法，登月計劃會推遲若干年。
化學(xué)腐蝕：
指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。其反應(yīng)歷程的特點是，金屬表面的原子與非電解質(zhì)中的氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成腐蝕產(chǎn)物。腐蝕過程中電子的傳遞在金屬和氧化劑直接進行的，因而沒有電流產(chǎn)生。
電化學(xué)腐蝕：
是金屬在電解介質(zhì)中，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞。任何電化學(xué)腐蝕反映至少包含一個陽極反應(yīng)和一個陰極反應(yīng)，并以流過金屬內(nèi)部的電子流和介質(zhì)中的離子流形成回路。其特點是，腐蝕過程可分為兩個獨立并可同時進行的過程。由于在腐蝕的金屬表面上存在著在空間上分開的陽極區(qū)和陰極區(qū)，腐蝕反應(yīng)過程中電子的傳遞可通過金屬從陽極區(qū)流向陰極區(qū)，其結(jié)果必有電流產(chǎn)生。
來源：中國科學(xué)院金屬研究所等網(wǎng)站，由啟瑁編輯整理
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