Tầm quan trọng của sự ăn mòn và bảo vệ kim loại

Khái niệm ăn mòn
Các phản ứng hóa học và điện hóa xảy ra giữa bề mặt vật liệu kim loại và môi trường, dẫn đến suy thoái và thiệt hại vật liệu, được gọi là ăn mòn. Với sự phát triển nhanh chóng của các vật liệu kim loại không -, ngày càng không phải là - vật liệu kim loại đang được sử dụng làm vật liệu kỹ thuật. Bắt đầu từ thực tế này, nhiều nhà khoa học ăn mòn và thế giới - Các tổ chức học thuật ăn mòn nổi tiếng ủng hộ việc mở rộng định nghĩa ăn mòn cho tất cả các chất (bao gồm cả kim loại và kim loại không). Do đó, một định nghĩa rộng hơn: ăn mòn là sự phá hủy và suy giảm (suy thoái hiệu suất) của một chất gây ra bởi các yếu tố môi trường. Trong hầu hết các trường hợp, kim loại mất tính chất kim loại sau khi ăn mòn và thường trở thành một hợp chất ổn định hơn. Ví dụ, các vấn đề phổ biến trong cuộc sống hàng ngày bao gồm rỉ sét của ống nước và quá trình oxy hóa trong các quá trình gia nhiệt kim loại.
Từ góc độ nhiệt động, ăn mòn là một quá trình tự phát phá hủy các tính chất của vật liệu và khiến chúng thay đổi theo hướng ion hóa hoặc trạng thái hợp chất, dẫn đến giảm năng lượng tự do.
Ngay sau khi con người bắt đầu sử dụng kim loại, vấn đề ngăn chặn sự ăn mòn kim loại đã được nêu ra. Ngay từ BC, Hy Lạp cổ đại đã sử dụng thiếc để ngăn chặn sự ăn mòn của sắt. Trong triều đại Thương ở Trung Quốc, thiếc đã được sử dụng để cải thiện khả năng chống ăn mòn của đồng, dẫn đến sự xuất hiện của đồng bằng thiếc. Từ thế kỷ 18, sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp đã tạo ra các điều kiện cho sự xuất hiện của lý thuyết ăn mòn vật liệu kim loại.
Keir xây dựng về sự thụ động của sắt trong axit nitric vào năm 1790, đã gây ra sự khám phá khoa học về sự phá hủy kim loại trong các phương tiện khác nhau. Holl đã chứng minh vào năm 1819 rằng sắt không rỉ sét trong trường hợp không có oxy. Dary đã chứng minh vào năm 1824 rằng nước biển không hoạt động trên thép trong trường hợp không có oxy. Trong cùng năm đó, Devi đã đề xuất nguyên tắc sử dụng kẽm để bảo vệ tàu thép.
Sự xuất hiện của lý thuyết ion hóa và luật của Faraday đã đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của lý thuyết điện hóa về sự ăn mòn. Dela Rive đã đề xuất khái niệm điện hóa ăn mòn (lý thuyết vi sinh vật) vào năm 1830, sau đó là sự xuất hiện của định luật Nernst, sơ đồ ăn mòn nhiệt động (E - Ph sơ đồ ph) và thiết lập lý thuyết về động học điện cực. Vào đầu thế kỷ 20, kỷ luật ăn mòn đã trở thành một khoa học độc lập và giữ một vị trí nhất định trong lĩnh vực khoa học.
Sự phát triển của khoa học ăn mòn ở Trung Quốc là tương đối muộn, và vẫn còn một khoảng cách đáng kể so với các nước phát triển. Để thay đổi tình huống này, một nhóm khoa học ăn mòn đã được thành lập vào năm 1978 và một ủy ban học thuật ăn mòn đã được thành lập. Một kế hoạch phát triển cho kỷ luật ăn mòn từ năm 1978 đến 1985 đã được xây dựng và một tổ chức nghiên cứu ăn mòn đã được thành lập. Đồng thời, việc trồng trọt các tài năng khoa học và công nghệ đã được tăng tốc, và các trao đổi học thuật quốc tế đã được củng cố để thúc đẩy việc cải thiện trình độ khoa học ăn mòn của Trung Quốc.
Tầm quan trọng của sự ăn mòn và bảo vệ kim loại
Ăn mòn kim loại có liên quan trực tiếp đến sự an toàn của cuộc sống và tài sản của mọi người, cũng như sản xuất công nghiệp và nông nghiệp và xây dựng quốc phòng. Do đó, khoa học ăn mòn chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc gia. Do sử dụng rộng rãi các vật liệu kim loại trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc gia, thường được ăn mòn khi tiếp xúc với phương tiện môi trường ăn mòn, ăn mòn và bảo vệ là những vấn đề quan trọng.
Ăn mòn thường mang lại những hậu quả thảm khốc. Ví dụ, vào ngày 17 tháng 9 năm 1982, một Jal DC - 8 Jet đột nhiên rẽ ra khỏi đường băng khi hạ cánh tại sân bay Thượng Hải Hongqiao, gây thiệt hại lớn cho máy bay và hành khách. Nguyên nhân của vụ tai nạn là xi lanh khí áp suất cao của hệ thống phanh máy bay phát nổ do ăn mòn ứng suất giữa các tế bào, dẫn đến hỏng phanh.
Một cây cầu giữa West Virginia và Ohio ở Hoa Kỳ đột nhiên sụp đổ vào ngày 15 tháng 12 năm 1967, khiến các phương tiện và người đi bộ trên cây cầu rơi xuống sông, dẫn đến 46 người chết. Sau khi đánh giá chuyên gia, người ta thấy rằng chùm thép bị gãy do tác dụng kết hợp của ăn mòn căng thẳng và mệt mỏi, dẫn đến các vết nứt.
Vào ngày 25 tháng 4 năm 1955, một nồi hơi tại một nhà máy dệt ở Thiên Tân nổ do ăn mòn, khiến vỏ bọc trên cùng của nồi hơi đột phá và bay hàng chục mét, dẫn đến 8 trường hợp tử vong, 17 vết thương nghiêm trọng, 52 chấn thương nhỏ và tổn thất kinh tế trên 3600
Vào ngày 20 tháng 1 năm 2006, một vụ rò rỉ và vụ nổ đường ống đã xảy ra tại một trạm truyền khí ở tỉnh Tứ Xuyên, dẫn đến 10 trường hợp tử vong, 3 thương tích nghiêm trọng và 47 thương tích nhỏ . 21 Các hộ gia đình có diện tích 3040 mét vuông bị hư hại. Nguyên nhân của vụ tai nạn là dài - sự ăn mòn thuật ngữ của các bức tường bên trong và bên ngoài của đường ống và các khiếm khuyết hàn dẫn đến nứt đường ống.
Vào ngày 22 tháng 11 năm 2013, vụ rò rỉ đường ống dầu Donghuang "11,22" Donghuang đã xảy ra ở Qingdao. Hầu hết các tấm phủ bê tông đúc sẵn từ cầu đường Qinhuangdao và cống đến cửa sông ở phía bắc, và từ đường Zhaitangdao đến hệ thống thoát nước đường Liugongdao ở phía nam, đã bị nổ tung. Các diễn viên - trong - Đặt các tấm phủ bê tông của đường đảo Changxing, đường Tangdao và hệ thống thoát nước đường phố Zhoushan, được kết nối với hệ thống thoát nước đường Liugongdao, bị nứt, và bị nổ một phần. Tác động và bắn tung tóe do vụ nổ gây ra dẫn đến 62 trường hợp tử vong, 136 chấn thương và mất kinh tế trực tiếp là 751,72 triệu nhân dân tệ đối với - nhân viên sửa chữa trang web, đi qua người đi bộ, các đơn vị xung quanh và nhân viên cộng đồng, cũng như các công nhân tạm thời Vụ nổ cũng gây ra các mức độ thiệt hại khác nhau cho các tòa nhà xung quanh, nhiều phương tiện và thiết bị, và nhiều đường ống cho nước, điện, sưởi ấm và cung cấp khí đốt. Dầu thô bị rò rỉ vào khu vực biển gần đó thông qua cống thoát nước, gây ô nhiễm cục bộ ở vịnh Jiaozhou. Hàm lượng clorua đất trong khu vực đường ống dẫn dầu giao nhau với cống thoát nước cao. Khi thủy triều thay đổi, nước biển chảy trở lại cống thoát nước, và đường ống dẫn dầu tiếp xúc với một môi trường ăn mòn của nước biển khô và ướt xen kẽ trong một thời gian dài, gây ra sự ăn mòn tăng tốc, mỏng và vỡ đường ống, dẫn đến rò rỉ dầu thô và chảy vào cống thoát nước.
Ngoài ra, các đường ống như các nhà máy điện hạt nhân, mô -đun mặt trăng, tên lửa, tàu, bể chứa, và các mỏ dầu và hóa chất đều có nhiều vụ tai nạn do thiệt hại ăn mòn, gây ra mối đe dọa lớn đối với cuộc sống của mọi người và gây ra tổn thất tài sản nghiêm trọng.
Những tổn thất kinh tế trực tiếp gây ra bởi thiệt hại ăn mòn cũng là đáng kể. Trong một cuộc khảo sát năm 1969 tại Hoa Kỳ, tổn thất ăn mòn chiếm 3,5% tổng sản lượng kinh tế quốc gia; Trong một cuộc khảo sát năm 1977 tại Hoa Kỳ, tổn thất ăn mòn hàng năm là khoảng 70 tỷ đô la, tương đương với 4,2% tổng sản lượng kinh tế quốc gia. Trong một cuộc khảo sát năm 1974 của Nhật Bản, tổn thất ăn mòn hàng năm là khoảng 9,2 tỷ đô la Mỹ. Theo thống kê, có 100 triệu tấn phế liệu bị ăn mòn và mất kim loại trên toàn thế giới mỗi năm, chiếm 20% đến 40% sản lượng thép hàng năm. Theo số liệu thống kê, một - phần ba sản xuất luyện kim hàng năm của thế giới bị loại bỏ do ăn mòn, trong đó hai - một phần ba được tái chế và tái sử dụng, trong khi phần còn lại không thể được tái chế và được phân tán trên bề mặt Trái đất. Tất nhiên, đây chỉ là những tổn thất kinh tế trực tiếp. Thiệt hại thiết bị do ăn mòn dẫn đến ngừng sản xuất, giảm chất lượng sản phẩm, hiệu quả thấp, mất vật liệu do rò rỉ, phát thải, nhỏ giọt và rò rỉ, và tổn thất kinh tế gián tiếp đối với ô nhiễm môi trường, vụ nổ, hỏa hoạn, v.v. Do đó, nghiên cứu các định luật ăn mòn và giải quyết thiệt hại ăn mòn đã trở thành một vấn đề cấp bách và quan trọng cần được giải quyết trong nền kinh tế quốc gia.
Kỹ thuật viên trong các lĩnh vực vật liệu kim loại và hình thành kim loại chịu trách nhiệm cho các nhiệm vụ quan trọng của thiết kế thành phần vật liệu, lựa chọn vật liệu và bảo vệ vật liệu. Xem xét các vấn đề bảo vệ trong thiết kế của bất kỳ dự án nào để giảm thiểu tổn thất đòi hỏi các nhà nghiên cứu và quản lý vật chất phải áp dụng một cách có ý thức các luật ăn mòn và bảo vệ. Do đó, làm chủ công nghệ ăn mòn và bảo vệ là một yêu cầu cơ bản đối với các chuyên gia về khoa học vật liệu và kỹ thuật, hóa học vật liệu, hình thành vật liệu và kiểm soát.