浅谈气相防锈材料

1986年“挑战者”号航天飞机由于一个零件腐蚀，导致发射73秒后在空中爆炸解体，该航天飞机制造费用是60-70亿美元，机上7名航天员全部遇难，发射一次费用约5-6亿美元。这则信息轰动了航天界，因为这是航天界的奇耻大辱，按理说，每年世界各个国家都会有这样的事故发生，怎么就单单这件变成奇耻大辱了吗？因为“挑战者”号航天飞机，费尽了航天工作者的心血，不单单如此，还失去了七名国家辛勤培养的七名航天员，而导致这次事故的罪魁祸首，竟然是因为航天飞机里面一个小零件的腐蚀。我们设想一下，如果当时的航天科研工作者稍微的细心一点，或者是熟知腐蚀的知识，这样的悲剧还会发生吗？无独有偶，在我国也发生过这样的事故，2004年4月16日，重庆天元化工总厂发生氯气泄漏事故并爆炸，造成9人死亡或失踪，另有三人受重伤，大量群众被转移。事故中，请部队协助，摧毁三个危险的贮气罐后，解除安全隐患。这又是一个因为金属腐蚀而引起的悲剧，林林总总如此多的事故，渐渐的引起了人们的注意，那腐蚀引发的事故直接影响科学技术和生产的发展。不仅如此，腐蚀引起的环境污染严重危害人类的健康，腐蚀导致的火灾、机毁人亡、舰船沉没、桥梁断塌等事故直接威胁人类的生命安全。也许很多人都不知道。在世界范围内，每年有数十亿美元的经济损失来自于生锈，各国年腐蚀损失基本情况可占到国民生产总值(GDP)的1%～5%：日本得益于强化腐蚀管理，为GDP的1.02%；美国采取了控制腐蚀的战略对策，腐蚀损失由1986年的4.3%降低到现在的3.1%；而我国腐蚀损失根据调查结果表明，每年因腐蚀造成的经济损失约为2800亿元，约占GDP的6%，显然偏高，这是多么触目惊心的数字啊。“必须积极采取措施降低腐蚀损失，以节约资源、能源和资金。”挨得打多了，人们对防腐蚀的计划越来越明确，防锈市场也在快速的发展。目前工业上最常用的防锈蚀的方法，是在金属表面涂覆防锈油（俗称黄油），但这种方法因防锈油本身会因氧化而失效，去除防护层时费时、费工，既不卫生也不安全。采用乾燥剂防锈成本低、操作简单、安全环保、去除防护包装容易，但有效时间短，而且受环境温度的影响大。至於用特殊的除湿设备包装处理金属材料，虽然防锈效果不错，但成本高且费时费力，操作复杂。既简便又实用、既安全又有效的气相防锈包装（简称VCI）已越来越引起人们的关注。VCI是气相缓蚀剂（VolatileCorrosionInhibitor）的英文缩写，是经特殊合成工艺、复配制备而成的一种腐蚀抑制剂。它能单独或依附于合适的载体，在常温常压下直接气化。在密封环境中通过自身可调节的持续挥发而使得作业单元内的任何空间缝隙中，都会充盈含有VCI防锈因子的混合气体，这种气体遭遇金属表面时会吸附其上，形成只有一个或数个分子厚的致密保护膜层。该保护膜层能有效隔绝金属表面与水分、氧气及其他有害大气腐蚀因素的接触，抑制促使金属腐蚀的电化学反应的发生，从而达到最佳的防锈蚀效果。这种新型的防锈材料，作为一种高科技防锈保存包装产品的技术与概念，源於第二次世界大战後期的军事应用实验。由於其在工业装置防锈保存处理上有迅速、简易、低成本的特点，尤其是符合环保要求，近年来受到更多重视，并针对防锈能力和安全性等问题进行了深入研究和改进，使气相防锈包装材料达致商业化推广和应用。与传统的防锈方法相比，vci气相防锈材料具有许多无可比拟的优点。在金属材料包装或喷涂完成後，气相缓蚀剂分子便开始发散，气相缓蚀剂分子可渗透到传统防锈油无法覆盖的角落空间，防锈无死角；气相缓蚀分子有效成分保留时间长，可实现10年以上的防锈保护期限；即使金属表面有水分或外界空气非常潮湿，防锈剂也能在金属表面形成防护膜，防止金属被腐蚀生锈；制成的防锈包装材料的透气度和透湿度极低，具有防水、防潮、耐油、耐化学药品的特性。特别是在包装金属材料、机械设备和零件时，使用气相防锈剂不用涂抹防锈油，也不必另外处理，大大简化了防腐蚀的繁琐步骤，与真空包装相比，既实现了特殊的防腐蚀功能，又降低包装成本，节省人工和材料，提高效率。此外，这种防锈方法的特殊优点1、防锈效果全面。无论金属表面规则与否，均能全方位防止锈蚀，不留任何死角。2、防锈期限长。一般为2-5年，经特殊处理，可达10年以上。3、操作简单，省去涂油、除油及清洗等工序。省工省时，提高工效，节约成本。4、VCI气化后形成的单分子保护层，不会损伤金属制品的材质，无任何副作用。5、防锈性能卓著。即便是在象远洋运输那样的高温高湿高盐份的高腐蚀大气环境中，也能使被保护金属免遭锈蚀侵害。6、不仅适合黑色金属使用，而且也适用于有色金属或者两者的组合件，有效降低客户采购和库存成本。2、7、使用范围广泛，小至单个零件、大到整台设备，均可轻松实现防锈目标。8、透明度高，被防护物品动态可视。9、卫生、安全、环保。不会对人体产生伤害，不会造成环境污染。正是由於气相防锈包装材料具有这些优点，因而获得越来越广泛的应用目前VCI气相防锈产品存在的主要应用形态有：1、将气相缓蚀剂粉末直接用雾化方式喷在金属件表面后密封。2、用气相防锈液喷淋、涂刷或浸泡后晾干、密封。3、用气相防锈纸、气相防锈膜/袋包装后金属件后密封。4、将气相缓蚀剂制成片状、锭状、丸状，用挂袋的方式放置在容器或塑料袋中。5、将经气相缓蚀剂处理过的缓冲或衬垫材料与金属件放在一起后密封。6、将气相缓蚀剂混入树脂中，制成各种适合需要的包装容器，将金属件置于其中密封。目前，vci气相防锈产品应经在国内的市场慢慢的占据了很大的一部分，通过人们都将他用在对金属材质的物件防锈防腐过程中，随着信息产业和电子产业的兴起，该技术对IT、电子类产品的封装处理更显示出得天独厚的优势。总体而言，气相防锈产品可用於以下领域：－军事用途：轻武器、重武器、坦克引擎及配件、子弹、导弹等。－汽车、船舶、飞机类：发动机及零件、发电机、离合器零配件等。－机械类：马达、轴承、齿轮、各式管路接头、五金冲压件、电子、电工、电器、电气、医疗器械、精密机械及仪器机电设备的组件、部件及配件。－电子类：电脑、电视、通讯设备零件。－工具类：五金工具、电动工具、工模具、量具刃具、轴承等金属零件。—日用金属制品—各种机加工制品金属制品进行防锈包装前，应进行清洗、乾燥，以保证表明清洁；包装过程中禁止裸手接触金属，以防手汗或水份腐蚀金属；金属防锈是一个复杂的系统工程，防锈效果不仅取决于防锈产品本身的质量，而且还涉及到金属表面洁净干燥情况、表面材料质量、作业场地环境、操作人员操作质量、工艺是否科学、储存及运输过程有无破损等很多方面。防锈材料只是其中一个因素，出现锈蚀不一定就是防锈产品质量有问题，但不用或不能科学正确地使用防锈产品则一定会出现锈蚀。同时，VCI气相防锈产品的储存和保管也是必须考虑的因素，如：1、环境条件应满足“温度≤60℃和相对湿度≤85%”。2、应密封包装且避光存放，在强气流场所，还应外加遮盖。3、不能储存在盐酸、硫化氢、二氧化硫或其他酸蒸汽的气氛中。4、以生产日期起算，储存保管期不超过一年。其中的任何一个环节出现纰漏，金属物件防锈就有可能失败，如果是在产品使用过程中切勿私自打开包装，即使打开再包装起来，也会影响到产品的防锈，因此，建议客户在使用过程中，最好不好私自打开，打开过的包装，应该重新将金属物件包装起来，以免造成不必要的损失，气相防锈蚀技术虽然进入中国时间只有短短几年，但发展速度很快，现在已应用於钢铁、汽车、机械制造等众多行业和领域。然而，中国气相防锈技术与先进国家相比，还存在着产品品种少、应用覆盖面不广的问题。专家预测，今後一个时期，中国的腐蚀损失还将保持上升势头，因此，应加大推广先进技术，推进应用行业的普及和地区的普及，同时加强气相防锈剂的研究开发，尤其是大型装置表面防锈蚀产品的研发。