金属部件防腐原理与措施

种文军

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

交通运输工具金属零部件会发生腐蚀，其腐蚀的过程其实是一个化学反应过程，金属零部件长时间暴露在大气环境中，大气中有大量的水分、二氧化碳、一氧化碳等多种气体，这些气体都会与暴露在空气中的金属物质发生反应。短期内不会对金属零部件产生影响，但是如果暴露在空气中时间较长的话，那么就会产生腐蚀，如空气中的酸性物质穿过汽车零部件表面的氧化层和防护层与内部的金属物质发生反应，进而引起零部的腐蚀。金属部件发生腐蚀不仅仅会对运输工具的使用产生影响，严重时可能会引发事故，造成严重的安全事故和重大经济损失[1,2]。但是值得庆幸的是，对于各种交通运输工具在没有明显损伤的情况下，金属部件几年内并不会产生较为严重的腐蚀情况，只有在它们使用时间较长，出现外部损伤时，那么就要考虑腐蚀问题，做好对金属内部零部件的保养与防护，避免发生腐蚀。

1 腐蚀原理

交通运输工具中金属零部件常见的腐蚀情况主要有斑状腐蚀、局部腐蚀、缝隙腐蚀、受载下的腐蚀等四种。斑状腐蚀主要是发生在运输工具的表层，主要表现为运输工具表层油漆或者涂层鼓泡和脱落，露出设备原有的基体金属，一般是从运输工具表层局部的腐蚀慢慢扩大，如果不加以控制与修复，那么就会扩大运输工具表层的腐蚀，或者造成它更深层次造的损害[3]。斑状腐蚀一般发生在交通工具如汽车的前面板、裙带等处，造成交通运输工具斑状腐蚀的原因有很多种，有的是因为基体金属阴极发生反应生成气泡导致鼓泡剥离，有的是因为金属阳极溶解涂层的脱落，也有的是因为沙石飞溅造成金属表皮脱落。总之，原因有很多种。局部腐蚀主要包括点腐蚀、双金属腐蚀、晶间腐蚀等。点腐蚀是集中在金属部件某一位置并深入腐蚀的情况，它能在较短的时间内穿过金属部件表面的氧化层与金属发生反应，点腐蚀一般发生在合金的金属部件上。双金属腐蚀是发生在容易与金属部件形成电路，由于电位差的原因发生腐蚀，特别容易发生在不锈钢制品中。晶间腐蚀经常发生在不锈钢、铝合金等金属部件中，引起晶间腐蚀的原因主要是因为金属部件加热电焊。缝隙腐蚀，顾名思义就是金属零部件表面有缝隙，有了缝隙，缝隙内外的氧离子含量、浓度不同造成的，而在金属部件中容易发生缝隙腐蚀的部位主要是铆接、焊接、螺栓等部位，在修理的过程中，由于维修工人没有密封严实有缝隙从而造成腐蚀。受载下的腐蚀是极易造成金属部件的使用安全事故，金属部件一些承载的构件如果承受较大的压力，那么内外压力不平衡，很容易导致构件的脱落或者轻微的腐蚀，在极大承载力下可能因为承受不了会发生断裂。因此，受载下的腐蚀一般是隐秘性与突发性的，也是因为潜在的不容易被人发觉的隐患会导致安全事故的发生。

2 腐蚀原因

金属部件发生腐蚀的原因无外乎有两种，一种是空气外部环境造成的腐蚀，另一种是设备自身构件不合理造成的腐蚀。大多数交通工具金属部件经常暴露在大气环境中，且使用环境复杂多变，湿度、温度、酸碱度等都会造成他们的金属部件的腐蚀，尤其是在湿度较大的地区，空气中含有大量的水分、酸性气体等都会对金属部件造成腐蚀，在高温中，某些金属部件在高温的影响下会产生一些变化，都会直接影响到设备的使用性能和安全指数。使用环境还包括金属内部产生的腐蚀环境，锂电池产生的酸雾、漏液等都会加速金属部件的腐蚀情况。交通运输工具自身内部结构设计不合理也会导致金属部件发生腐蚀。各种交通工具等设备上的金属部件在使用过程中，内部或者其他部位有时会有石子、泥沙、污垢等，长时间不清理也会加速金属部件的腐蚀，尤其是一些带有湿气的污垢更容易导致腐蚀的速度加快[4]。

3 腐蚀防护原理

十几年前，国内生产制造的交通工具市场销售情况并不好，在购买这些交通运输工具时、人们如果条件允许大多会选择国外品牌，其中的一个原因就是在金属部件防腐工艺上，国外在金属部件防护处理上，无论是生产工艺，还是防腐技术的应用与护理都比国内水平高，因此，大多数人会选择国外品牌。而近年来，随着我国制造水平的提高，国产交通工具的销售量逐渐上升，无论是生产工艺，还是防腐技术水平都较之以前有很大提升。在防腐措施这方面，国内外的处理方式大多相同，特别是汽车上的金属部件是非常容易发生腐蚀的一个部件，金属部件生产制造企业通常都会从油漆产品入手，防腐技术需要考察油漆产品的平整度、光泽度及附着力，油漆的质量好坏直接决定着金属部件的腐蚀程度，好的油漆虽然不能完全阻断基层金属与外界环境的反应，但能够减缓其反应的速度。另外，还有电镀的工艺水平，镀层的厚度都能够直接影响金属设备腐蚀程度，尤其是处于腐蚀系数较高的环境时，如果镀层工艺质量不佳，那么金属零部件很容易发生腐蚀，首先就是镀层的鼓泡、脱落，锈蚀，一步步变色失光，最终彻底丧失抗腐蚀的能力。

影响金属部件发生腐蚀的原因有很多，在不能改变外界环境的情况下，那么只能从提升交通工具内部构件的工艺水平来入手，首先从设计上进行优化，对于金属部件可以选择防腐性较强的材料，在构件布置位置，以及部件之间的缝隙连接等都要设合理。其次是材料的选择，如汽车的内部构件大多都是合金，改变合金组成成分，或者将材料替换成防腐性强的材料，提高材料的稳定性等等。从涂覆上进行优化，金属部件都会有油漆保护，提升油漆涂覆的工艺水平，将普通的油漆换成防腐性能更强的油漆，增强金属部件的电化学保护，在部件的缝隙部位、部件的连接部位都加上涂覆防护。最后是从工艺上进行优化，现有的金属零部件如果不能满足抗腐蚀的需求，可以从研究出新的金属部件，制造出抗腐蚀性较强的金属部件。

4 金属零件的防护措施

4.1 金属部件设计上的腐蚀防护措施

运输工具金属部件抗腐蚀性能要从结构设计上做起，在设计金属部件的时候就要把抗腐蚀性考虑进去，金属部件发生腐蚀的直接原因是与外部环境中的空气接触过多，那么在设计的过程中就要避免其金属表面直接与大气环境接触，特别户外使用的机械设备，在系统设计中设计通风口与排水口，防止交通工具内部的空气与水无法排出，堆积在他们的内部。另外，在部件设计的过程中，要注意尽量避免形成封闭区，如果有封闭区就可能会有积水或者空气的残留。另外，金属部件外形设计要尽量圆滑，增强流动性，避免出现形状突出或者尖锐部分，这样可以避免有积水的产生，水对金属部件的腐蚀性过强，设计成圆滑形状，可以避免产生积水。同时，零部件的接头部位如果不能采用涂覆的方法外，那么可以将接口处置于内侧或者安装防尘罩。在金属部件设计的过程中还需要考虑的就是金属部件的表面尽量光滑平整，这样在涂覆油漆时也可以均匀涂覆，不会造成局部腐蚀的现象。

4.2 金属部件选材上的腐蚀防护措施

金属部件大多都是金属或者合金制品，都具有一定的腐蚀性，在不能完全避免腐蚀性的情况下，只能选择腐蚀率低的耐腐蚀金属材料，如果没有材料代替，那么尽量增加金属层的厚度，达到一定的厚度，那么金属腐蚀的年限就会拉长，从而延长金属部件的使用年限。在交通工具上使用的金属部件可以采用镀锌的钢板，镀锌的钢板耐腐蚀性更强，尤其是在设备能接触到水和油液的部位要安装镀锌钢板，有助于提高金属部件的耐腐蚀性能。目前，由于科技的进步有很多塑料制品也可以代替金属部件，这些塑料制品都具有较强的耐腐蚀性、耐磨性和强度高等特点，在运输工具的特定区域可以利用塑料制品或者铝合金来代替金属部件，降低腐蚀率。

4.3 金属部件涂覆与工艺上的腐蚀防护措施

金属部件生产制造中有很多金属部件无法代替，又或者设备部位无法采用其他材料代替，也不能加厚金属钢板，那么只能采用油漆涂覆的方法来降低其腐蚀率。因此，只能从提升涂覆水平入手来做好防腐措施。金属部件油漆喷涂的过程有三层，即底漆、中漆和面漆，底漆的作用是在金属与涂层之间提供较好的结合力和耐蚀性的作用是填补金属部件表面的缺陷和印痕，起到防石击、防水、增加韧性的作用，而面漆的作用则是用来修饰金属部件的表面光泽度的作用，还要能够经得起长时间的防晒、雨水和石子的击打，还要有预防设备漏油的作用。

5 小结

金属部件是金属与合金制品的产物，绝大多数金属都能与空气中的水分、气体发生反应进而氧化造成腐蚀，虽然现在科技的发达，已经有合金制品具有耐腐蚀性，而且很多塑料制品也可以代替设备金属部件，但是也还是存在很多金属部件发生腐蚀现象。刚购买的设备虽然不会有腐蚀的现象，但是金属部件使用时间过长也慢慢会形成腐蚀。很多金属部件在高温、腐蚀环境中都会发生腐蚀现象，为了降低金属部件腐蚀率，金属部件生产厂家必须从多方面着手做好金属部件防腐措施。

本文从金属部件设计、选材和涂覆工艺上入手，提出了一些具体的金属部件防腐措施。金属腐蚀是无法避免的，而且很多金属部件如果出现腐蚀都会影响到汽车的正常运行，严重时还会发生安全事故，对于设备定期的检查与保养是必须的，能够发现金属部件的潜在问题，为设备正常运行做好安全检查工作。