船机零件的腐蚀

第三章 船机零件的腐蚀 金属与周围介质发生化学，电化学作用或物理溶解产生变质和破坏的现象称为腐蚀。金属腐蚀破坏发生在零件表面，逐渐向内部扩展或同时向四周蔓延。腐蚀破坏是船机零件的故障模式之一。 腐蚀是现代工业中极为有害的破坏因素。不仅造成机器、零部件的失效，且造成大最金属材料的浪费和巨大的经济损失。例如，全世界每年因腐蚀浪费的钢铁约占当年钢铁产量的10%。此外，腐蚀破坏还带来安全性和资源保护等问题，导致机器设备的突然破坏，严重危及人身安全和使地球上有限资源日渐枯竭，使人类生存受到威胁。 船机设备的破坏也很普遍。例如，船体钢板和管路的腐蚀，柴油机气缸盖、气缸套和活塞冷却水腔的电化学腐蚀，活塞顶部和排气阀的高温化学腐蚀，气缸套外表面和螺旋桨桨叶上的穴蚀等。腐蚀的后果，轻者使零件的尺寸和几何形状精度破坏，表面损坏；重者造成零件裂纹、穿孔和断裂。轮机员学习金属腐蚀有关知识的目的在于增强防止腐蚀的观念，加强日常的维护保养工作，减少和防止腐蚀，保证船舶机器的正常运转和延长其使用寿命。 金属腐蚀 一、金属腐蚀过程 自然界中大多数金属是以金属化合物的形式存在于矿石中，例如铁以Fe2O3 形式存于赤铁矿石中，而Fe2O3 也是铁的腐蚀产物——铁锈的成分。冶炼金属是消耗能量把矿石中的化合物转变成金属，所以金属比其化合物具有更高的自由能。金属腐蚀是使金属恢复自然状态，金属释放出能量回到热力学更稳定的自然存在形式——化合物状态，既金属从金属状态自发的变成离子状态，生成氧化物、硫化物等。所以腐蚀过程是金属释放出能量使自身稳定的自发过程，也是冶金的逆过程。金属释放的能量就是腐蚀的动力，而其他破坏形式，如磨损、裂纹等则要消耗有用功。 1．腐蚀倾向的热力学判据 自然界中一切自发过程都是有方向性的，都有从自由高能向自由低能的状态转变的趋势。因此，物质变化过程能否自发进行，在化学热力学中采用自由能变化量△G<0 时，伴随着能量的减少，过程可自发进行；当铝、镁、铬△G >0 时，表示过程不能自发进行，处于热力学稳定状态。例如，在大气条件下只有金、铂、钯、铱是热力学稳定的金属，其△G>0，在自然界中以单质存在，称为贵金属；铜、汞、银在无氧的情况下，离子反应时△G>0，在自然界主要以硫化物形式存在，称为半贵金属；除上述金属外其他金属在离子反应时自由能变化量均为负值，既△G<0，在热力学上不稳定金属，称为贱金属，在自然界中一般都是以氧...