La importància de la corrosió i la protecció del metall

Concepte de corrosió
Les reaccions químiques i electroquímiques que es produeixen entre la superfície dels materials metàl·lics i els medis ambientals, provocant degradació i danys del material, s’anomenen corrosió. Amb el ràpid desenvolupament de materials metàl·lics no -, cada vegada més materials metàl·lics no - s'utilitzen com a materials d'enginyeria. A partir d’aquesta realitat, molts científics de corrosió i món - reconeguts institucions acadèmiques de corrosió defensen ampliar la definició de corrosió a totes les substàncies (inclosos metalls i no metalls). Per tant, una definició més àmplia: la corrosió és la destrucció i el deteriorament (degradació del rendiment) d’una substància causada per factors ambientals. En la majoria dels casos, els metalls perden les seves propietats metàl·liques després de la corrosió i sovint es converteixen en un compost més estable. Per exemple, els problemes comuns en la vida quotidiana inclouen l’oxidació de canonades d’aigua i l’oxidació durant els processos de calefacció metàl·lica.
Des d’una perspectiva termodinàmica, la corrosió és un procés espontani que destrueix les propietats dels materials i fa que canviïn cap a estats d’ionització o compostos, donant lloc a una disminució de l’energia lliure.
Poc després que els humans comencessin a utilitzar metalls, es va plantejar la qüestió de la prevenció de la corrosió metàl·lica. Ja a BC, l’antiga Grècia va utilitzar estany per evitar la corrosió del ferro. Durant la dinastia Shang a la Xina, la llauna ja s’utilitzava per millorar la resistència a la corrosió del coure, donant lloc a l’aparició de bronze d’estany. Des del segle XVIII, el ràpid desenvolupament de la indústria ha creat condicions per a l’aparició de la teoria de la corrosió de materials metàl·lics.
Keir va elaborar la passivació del ferro en àcid nítric el 1790, que va provocar l'exploració científica de la destrucció de metalls en diversos mitjans de comunicació. Holl va demostrar el 1819 que el ferro no s’oxida en absència d’oxigen. Dary va demostrar el 1824 que l'aigua de mar no actua sobre l'acer en absència d'oxigen. El mateix any, Devi va proposar el principi d’utilitzar el zinc per protegir els vaixells amb acer.
L’aparició de la teoria de la ionització i la llei de Faraday ha tingut un paper important en la promoció del desenvolupament de la teoria electroquímica de la corrosió. Dela Rive va proposar el concepte d’electroquímica de corrosió (teoria de la microbatteria) el 1830, seguit de l’aparició de la llei de Nernst, el diagrama de corrosió termodinàmica (e - diagrama de pH) i l’establiment de la teoria de la cinètica dels elèctrodes. A principis del segle XX, la disciplina de la corrosió es va convertir en una ciència independent i va ocupar una certa posició en el camp científic.
El desenvolupament de la ciència de la corrosió a la Xina és relativament tard, i encara hi ha una bretxa important en comparació amb els països desenvolupats. Per canviar aquesta situació, es va establir un grup de ciències de la corrosió el 1978 i es va formar un comitè acadèmic de corrosió. Es va formular un pla de desenvolupament de la disciplina de corrosió de 1978 a 1985 i es va establir una institució de recerca de corrosió. Al mateix temps, es va accelerar el cultiu de talents científics i tecnològics i es van reforçar els intercanvis acadèmics internacionals per promoure la millora del nivell de ciències de la corrosió de la Xina.
La importància de la corrosió i la protecció del metall
La corrosió metàl·lica està directament relacionada amb la seguretat de la vida i la propietat de les persones, així com la producció industrial i agrícola i la construcció de la defensa nacional. Per tant, la ciència de la corrosió ocupa una posició important en l’economia nacional. A causa de l’ús extensiu de materials metàl·lics en diversos sectors de l’economia nacional, que sovint es corroeixen quan estan en contacte amb mitjans ambientals corrosius, la corrosió i la protecció són problemes importants.
La corrosió sol provocar conseqüències catastròfiques. Per exemple, el 17 de setembre de 1982, un Jal DC - 8 Jet va desviar de sobte la pista mentre va aterrar a l'aeroport de Shanghai Hongqiao, causant grans danys a l'avió i als passatgers. La causa de l'accident va ser que el cilindre de gas a gran pressió del sistema de fre de l'aeronau va explotar a causa de la corrosió de l'estrès intergranular, donant lloc a una fallada del fre.
Un pont entre Virgínia Occidental i Ohio als Estats Units es va esfondrar sobtadament el 15 de desembre de 1967, provocant que els vehicles i els vianants del pont caiguessin al riu, provocant 46 morts. Després de la valoració dels experts, es va trobar que el feix d’acer es va fracturar a causa de l’efecte combinat de la corrosió i la fatiga d’estrès, donant lloc a esquerdes.
El 25 d'abril de 1955, una caldera en una fàbrica tèxtil de Tianjin va explotar a causa de la corrosió, provocant que la coberta superior de la caldera es trenqués i vola desenes de metres de distància, provocant 8 morts, 17 ferides greus, 52 ferides menors i pèrdues econòmiques de més de 360000 yuan.
El 20 de gener de 2006, es va produir una fuga de canonades i una explosió a una estació de transmissió de gas a la província de Sichuan, que va causar 10 morts, 3 ferides greus i 47 ferides menors . 21 amb una superfície de 3040 metres quadrats i la secció d'explosió del canoner de transmissió de gas va tenir 69,05 metres de llarg. La causa de l'accident va ser llarga - corrosió de les parets interiors i exteriors de la canalització i defectes de soldadura que condueixen a la fissura de canonades.
El 22 de novembre de 2013, es va produir la fuga i l'accident d'explosió de "11.22" de Donghuang a Qingdao. La major part de les plaques de cobertura de formigó prefabricat des del pont de la carretera de Qinhuangdao i el cultiu fins a l'estuari del nord, i des del carrer Zhaitangdao fins a Liugongdao Road Drainge Drendrage al sud, es van obrir. El repartiment - a - places de coberta de formigó de Changxing Island Street, Tangdao Road i un subdirma de desguàs del carrer de l'illa de Zhoushan, que estan connectats a Liugongdao Road Drawnag Drug, es van arquejar, es van esquerdar i es van explotar parcialment, amb una durada total de més de 5.000 metres. L’impacte i l’esquitxat causats per l’explosió van causar 62 morts, 136 ferides i una pèrdua econòmica directa de 751,72 milions de iuan per a {{12} personal de reparació del lloc, que passava els vianants, les unitats circumdants i el personal de la comunitat, així com els treballadors temporals per sobre del drenatge de la conducta de Qingdao Lidong Chemical Co., Ltd. L'explosió també va causar diferents graus de danys en edificis circumdants, vehicles i equips múltiples i múltiples canonades per a l'aigua, l'electricitat, la calefacció i el subministrament de gas. El cru filtrat va entrar a la zona del mar propera a través d'un trànsit de drenatge, provocant la contaminació local a la badia de Jiaozhou. El contingut de clorur del sòl a la zona on el gasoducte s’entrecreu amb el trànsit de drenatge és alt. A mesura que la marea canvia, l’aigua de mar torna a la cultiu de drenatge i el gasoducte d’oli s’exposa a un entorn corrosiu d’alternar l’aigua de mar seca i humida durant molt de temps, provocant corrosió accelerada, aprimament i ruptura del gasoducte, donant lloc a fuites de cru i fluir a la cullerada del drenatge, provocant una explosió.
A més, les canonades com les centrals nuclears, els mòduls lunars, els coets, els vaixells, els dipòsits d’emmagatzematge i els camps de petroli i productes químics han experimentat diversos accidents a causa d’un dany de la corrosió, representant una gran amenaça per a la vida de les persones i causant greus pèrdues d’immobles.
Les pèrdues econòmiques directes causades per danys de corrosió també són considerables. En una enquesta de 1969 als Estats Units, les pèrdues de corrosió van representar el 3,5% del total de la producció econòmica nacional; En una enquesta de 1977 als Estats Units, les pèrdues anuals de corrosió van ser d'aproximadament 70 milions de dòlars, equivalents al 4,2% del total de la producció econòmica nacional. En una enquesta japonesa de 1974, la pèrdua anual de corrosió va ser d'aproximadament 9.2 mil milions de dòlars americans. Segons les estadístiques, hi ha 100 milions de tones de ferralla corroïda i perduts de metalls a tot el món, que representen del 20% al 40% de la producció d'acer anual. Segons les estadístiques, un terç - tercera de la producció metal·lúrgica anual del món es desbanca a causa de la corrosió, de les quals dos terços - es reciclen i es reutilitzen, mentre que la resta no es pot reciclar i es dispersen a la superfície de la terra. Per descomptat, es tracta només de pèrdues econòmiques directes. El dany de l’equip causat per la corrosió comporta una aturada de producció, disminució de la qualitat del producte, baixa eficiència, pèrdua de material a causa de fuites, emissions, goteres i filtracions i les pèrdues econòmiques indirectes a la contaminació ambiental, explosions, incendis, etc. són incalculables. Per tant, estudiar les lleis de la corrosió i la resolució de danys de la corrosió s’ha convertit en un tema urgent i significatiu que cal abordar en l’economia nacional.
Els tècnics dels camps de materials metàl·lics i formació de metalls són els responsables de les tasques importants del disseny de composició de materials, la selecció de materials i la protecció del material. Tenir en compte els problemes de protecció en el disseny de qualsevol projecte per minimitzar les pèrdues requereix que els investigadors i els gestors materials apliquin conscientment les lleis de corrosió i protecció. Per tant, el domini de la tecnologia de corrosió i protecció és un requisit bàsic per als professionals de la ciència i l’enginyeria de materials, la química de materials, la formació de materials i el control.