金屬部件防腐原理與措施

種文軍

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

交通運輸工具金屬零部件會發生腐蝕，其腐蝕的過程其實是一個化學反應過程，金屬零部件長時間暴露在大氣環境中，大氣中有大量的水分、二氧化碳、一氧化碳等多種氣體，這些氣體都會與暴露在空氣中的金屬物質發生反應。短期內不會對金屬零部件產生影響，但是如果暴露在空氣中時間較長的話，那么就會產生腐蝕，如空氣中的酸性物質穿過汽車零部件表面的氧化層和防護層與內部的金屬物質發生反應，進而引起零部的腐蝕。金屬部件發生腐蝕不僅僅會對運輸工具的使用產生影響，嚴重時可能會引發事故，造成嚴重的安全事故和重大經濟損失[1,2]。但是值得慶幸的是，對于各種交通運輸工具在沒有明顯損傷的情況下，金屬部件幾年內并不會產生較為嚴重的腐蝕情況，只有在它們使用時間較長，出現外部損傷時，那么就要考慮腐蝕問題，做好對金屬內部零部件的保養與防護，避免發生腐蝕。

1 腐蝕原理

交通運輸工具中金屬零部件常見的腐蝕情況主要有斑狀腐蝕、局部腐蝕、縫隙腐蝕、受載下的腐蝕等四種。斑狀腐蝕主要是發生在運輸工具的表層，主要表現為運輸工具表層油漆或者涂層鼓泡和脫落，露出設備原有的基體金屬，一般是從運輸工具表層局部的腐蝕慢慢擴大，如果不加以控制與修復，那么就會擴大運輸工具表層的腐蝕，或者造成它更深層次造的損害[3]。斑狀腐蝕一般發生在交通工具如汽車的前面板、裙帶等處，造成交通運輸工具斑狀腐蝕的原因有很多種，有的是因為基體金屬陰極發生反應生成氣泡導致鼓泡剝離，有的是因為金屬陽極溶解涂層的脫落，也有的是因為沙石飛濺造成金屬表皮脫落。總之，原因有很多種。局部腐蝕主要包括點腐蝕、雙金屬腐蝕、晶間腐蝕等。點腐蝕是集中在金屬部件某一位置并深入腐蝕的情況，它能在較短的時間內穿過金屬部件表面的氧化層與金屬發生反應，點腐蝕一般發生在合金的金屬部件上。雙金屬腐蝕是發生在容易與金屬部件形成電路，由于電位差的原因發生腐蝕，特別容易發生在不銹鋼制品中。晶間腐蝕經常發生在不銹鋼、鋁合金等金屬部件中，引起晶間腐蝕的原因主要是因為金屬部件加熱電焊。縫隙腐蝕，顧名思義就是金屬零部件表面有縫隙，有了縫隙，縫隙內外的氧離子含量、濃度不同造成的，而在金屬部件中容易發生縫隙腐蝕的部位主要是鉚接、焊接、螺栓等部位，在修理的過程中，由于維修工人沒有密封嚴實有縫隙從而造成腐蝕。受載下的腐蝕是極易造成金屬部件的使用安全事故，金屬部件一些承載的構件如果承受較大的壓力，那么內外壓力不平衡，很容易導致構件的脫落或者輕微的腐蝕，在極大承載力下可能因為承受不了會發生斷裂。因此，受載下的腐蝕一般是隱秘性與突發性的，也是因為潛在的不容易被人發覺的隱患會導致安全事故的發生。

2 腐蝕原因

金屬部件發生腐蝕的原因無外乎有兩種，一種是空氣外部環境造成的腐蝕，另一種是設備自身構件不合理造成的腐蝕。大多數交通工具金屬部件經常暴露在大氣環境中，且使用環境復雜多變，濕度、溫度、酸堿度等都會造成他們的金屬部件的腐蝕，尤其是在濕度較大的地區，空氣中含有大量的水分、酸性氣體等都會對金屬部件造成腐蝕，在高溫中，某些金屬部件在高溫的影響下會產生一些變化，都會直接影響到設備的使用性能和安全指數。使用環境還包括金屬內部產生的腐蝕環境，鋰電池產生的酸霧、漏液等都會加速金屬部件的腐蝕情況。交通運輸工具自身內部結構設計不合理也會導致金屬部件發生腐蝕。各種交通工具等設備上的金屬部件在使用過程中，內部或者其他部位有時會有石子、泥沙、污垢等，長時間不清理也會加速金屬部件的腐蝕，尤其是一些帶有濕氣的污垢更容易導致腐蝕的速度加快[4]。

3 腐蝕防護原理

十幾年前，國內生產制造的交通工具市場銷售情況并不好，在購買這些交通運輸工具時、人們如果條件允許大多會選擇國外品牌，其中的一個原因就是在金屬部件防腐工藝上，國外在金屬部件防護處理上，無論是生產工藝，還是防腐技術的應用與護理都比國內水平高，因此，大多數人會選擇國外品牌。而近年來，隨著我國制造水平的提高，國產交通工具的銷售量逐漸上升，無論是生產工藝，還是防腐技術水平都較之以前有很大提升。在防腐措施這方面，國內外的處理方式大多相同，特別是汽車上的金屬部件是非常容易發生腐蝕的一個部件，金屬部件生產制造企業通常都會從油漆產品入手，防腐技術需要考察油漆產品的平整度、光澤度及附著力，油漆的質量好壞直接決定著金屬部件的腐蝕程度，好的油漆雖然不能完全阻斷基層金屬與外界環境的反應，但能夠減緩其反應的速度。另外，還有電鍍的工藝水平，鍍層的厚度都能夠直接影響金屬設備腐蝕程度，尤其是處于腐蝕系數較高的環境時，如果鍍層工藝質量不佳，那么金屬零部件很容易發生腐蝕，首先就是鍍層的鼓泡、脫落，銹蝕，一步步變色失光，最終徹底喪失抗腐蝕的能力。

影響金屬部件發生腐蝕的原因有很多，在不能改變外界環境的情況下，那么只能從提升交通工具內部構件的工藝水平來入手，首先從設計上進行優化，對于金屬部件可以選擇防腐性較強的材料，在構件布置位置，以及部件之間的縫隙連接等都要設合理。其次是材料的選擇，如汽車的內部構件大多都是合金，改變合金組成成分，或者將材料替換成防腐性強的材料，提高材料的穩定性等等。從涂覆上進行優化，金屬部件都會有油漆保護，提升油漆涂覆的工藝水平，將普通的油漆換成防腐性能更強的油漆，增強金屬部件的電化學保護，在部件的縫隙部位、部件的連接部位都加上涂覆防護。最后是從工藝上進行優化，現有的金屬零部件如果不能滿足抗腐蝕的需求，可以從研究出新的金屬部件，制造出抗腐蝕性較強的金屬部件。

4 金屬零件的防護措施

4.1 金屬部件設計上的腐蝕防護措施

運輸工具金屬部件抗腐蝕性能要從結構設計上做起，在設計金屬部件的時候就要把抗腐蝕性考慮進去，金屬部件發生腐蝕的直接原因是與外部環境中的空氣接觸過多，那么在設計的過程中就要避免其金屬表面直接與大氣環境接觸，特別戶外使用的機械設備，在系統設計中設計通風口與排水口，防止交通工具內部的空氣與水無法排出，堆積在他們的內部。另外，在部件設計的過程中，要注意盡量避免形成封閉區，如果有封閉區就可能會有積水或者空氣的殘留。另外，金屬部件外形設計要盡量圓滑，增強流動性，避免出現形狀突出或者尖銳部分，這樣可以避免有積水的產生，水對金屬部件的腐蝕性過強，設計成圓滑形狀，可以避免產生積水。同時，零部件的接頭部位如果不能采用涂覆的方法外，那么可以將接口處置于內側或者安裝防塵罩。在金屬部件設計的過程中還需要考慮的就是金屬部件的表面盡量光滑平整，這樣在涂覆油漆時也可以均勻涂覆，不會造成局部腐蝕的現象。

4.2 金屬部件選材上的腐蝕防護措施

金屬部件大多都是金屬或者合金制品，都具有一定的腐蝕性，在不能完全避免腐蝕性的情況下，只能選擇腐蝕率低的耐腐蝕金屬材料，如果沒有材料代替，那么盡量增加金屬層的厚度，達到一定的厚度，那么金屬腐蝕的年限就會拉長，從而延長金屬部件的使用年限。在交通工具上使用的金屬部件可以采用鍍鋅的鋼板，鍍鋅的鋼板耐腐蝕性更強，尤其是在設備能接觸到水和油液的部位要安裝鍍鋅鋼板，有助于提高金屬部件的耐腐蝕性能。目前，由于科技的進步有很多塑料制品也可以代替金屬部件，這些塑料制品都具有較強的耐腐蝕性、耐磨性和強度高等特點，在運輸工具的特定區域可以利用塑料制品或者鋁合金來代替金屬部件，降低腐蝕率。

4.3 金屬部件涂覆與工藝上的腐蝕防護措施

金屬部件生產制造中有很多金屬部件無法代替，又或者設備部位無法采用其他材料代替，也不能加厚金屬鋼板，那么只能采用油漆涂覆的方法來降低其腐蝕率。因此，只能從提升涂覆水平入手來做好防腐措施。金屬部件油漆噴涂的過程有三層，即底漆、中漆和面漆，底漆的作用是在金屬與涂層之間提供較好的結合力和耐蝕性的作用是填補金屬部件表面的缺陷和印痕，起到防石擊、防水、增加韌性的作用，而面漆的作用則是用來修飾金屬部件的表面光澤度的作用，還要能夠經得起長時間的防曬、雨水和石子的擊打，還要有預防設備漏油的作用。

5 小結

金屬部件是金屬與合金制品的產物，絕大多數金屬都能與空氣中的水分、氣體發生反應進而氧化造成腐蝕，雖然現在科技的發達，已經有合金制品具有耐腐蝕性，而且很多塑料制品也可以代替設備金屬部件，但是也還是存在很多金屬部件發生腐蝕現象。剛購買的設備雖然不會有腐蝕的現象，但是金屬部件使用時間過長也慢慢會形成腐蝕。很多金屬部件在高溫、腐蝕環境中都會發生腐蝕現象，為了降低金屬部件腐蝕率，金屬部件生產廠家必須從多方面著手做好金屬部件防腐措施。

本文從金屬部件設計、選材和涂覆工藝上入手，提出了一些具體的金屬部件防腐措施。金屬腐蝕是無法避免的，而且很多金屬部件如果出現腐蝕都會影響到汽車的正常運行，嚴重時還會發生安全事故，對于設備定期的檢查與保養是必須的，能夠發現金屬部件的潛在問題，為設備正常運行做好安全檢查工作。