第二章 理論分析
2.4 金屬防蝕
金屬材料發生腐蝕主要原因是受到化學或電化學之作用,而導致其性 質退化之現象。防止腐蝕最正確的方式是藉由瞭解腐蝕機構與腐蝕的成
因,再找出適當的防蝕方法。如前所述,發生腐蝕的主要原因包括化學及 電化學作用,如果能阻止或抑制腐蝕的發生,選用適當的耐蝕材料,或是 將金屬表面和腐蝕環境隔開,是最簡單且有效的方法[39]。
2.4.1 金屬防蝕方式
而金屬的防蝕方式可分為三大類,但主要是冺用環境隔離防蝕與電化 學防蝕兩大類,其細分如下圖2-2[40]所示:
圖2-2 金屬防蝕方法[40]
一、 環境隔離防蝕
可冺用有機塗層或無機塗層、塗裝、耐蝕金屬包覆等方式,達到以塗 層或耐蝕金屬來遮斷金屬材料與環境接觸。然而最簡單普遍的方法是塗
覆(裝)防蝕,塗覆防蝕簡單的說就是冺用化學或機械方法將一層保護物 放置於材料與腐蝕環境之間,以保護材料免受於腐蝕,從另一方面來 看,塗覆物的保護作用是由下列各種作用所達成〆
(1)「防止」塗覆下物質與腐蝕環境接觸。
(2)「限制」塗覆下物質與腐蝕環境接觸。
(3)「生成抑制性物質」保護塗覆下物質不受腐蝕環境侵襲。
(4)「產生電流」保護塗覆下物質。
而塗覆的效果與介入腐蝕環境與受塗覆物質間之程度和減少腐蝕環境之 侵襲程度有關。主要的保護物種類很多,大致上可分為金屬塗覆物、無 機物質塗覆物、有機物質塗料等,就無機塗覆物質而言有多種,包括有 水泥、陶瓷、玻璃、矽和矽酸鹽等,可阻止金屬材料表面形成之局部電 池之存在,抑制電化學反應之進行,進而保護材料表面不受腐蝕反應 [41]。
二、 電化學防蝕 (1) 陰極防蝕
所謂陰極防蝕是藉由外加電流使陰極極化,超過腐蝕電位到達陽極的 開路電位,兩電極保持相同的電位,則陽極不再發生腐蝕,為陰極防蝕的 基本原理。此種防蝕通常適用在兩種金屬,且頇兩者的開路電位相差頗大
[42]。
(2) 陽極防蝕
陽極防蝕技術係冺用外加陽極電流,使欲被保護的金屬物作為陽極,
使其表面生成一層緻密的鈍化層,因而降低金屬物件的腐蝕速率。陽極防 蝕所需外加的電流較陰極防蝕小,多應用在極端腐蝕性的環境中,例如硫 酸之貯存鋼槽[43]。
三、 防蝕抑制劑
藉由在金屬表面形成鈍化膜,或降低活化態腐蝕反應之電流,而達到 防蝕目的。通常用於均勻腐蝕,亦對局部腐蝕有效。但使用防蝕劑必頇超 過其臨界濃度,方可達防蝕功能[42]。