如何防止钢铁的锈蚀问题？

钢铁作为社会应用当中最为广泛的金属材料，在绝大多数的应用场合都发挥着结构基础的作用，钢铁出现锈蚀就可能直接影响整体结构的性能稳定性。

1.问题描述

钢铁材料在使用的过程中，表面的涂膜出现红锈，甚至出现大面积锈点将涂膜穿透的现象，如图8—10（a）和（b）所示。实际上不仅仅只有钢铁件会生锈，图8—10（c）所示的状况，一方面是钢铁生锈，另一方面镀层出现了粉化等老化现象。而图8—10（d）所示为铜材使用过程中，出现了铜斑（出现铜绿以及合金材料的腐蚀状况）等腐蚀情况。

2.原因分析

钢铁件生锈几乎是不可避免的，进行防腐涂装也是为了防锈，防止或减缓钢铁在一定时间里面出现锈蚀的问题。因为铁原子自身带有较强的还原性（铁元素处于较高化学能的状态），而空气当中的氧气具有较强的氧化性（氧元素也处于化学能较高的状态），两个处于自身化学能较高的状态、能够进行化学反应的物质，一旦接触就会发生化学反应，且属于放热反应，因为进行了反应之后变成了锈，铁元素和氧元素的化学能都降低了。

也就是说只要钢铁当中的铁原子能够与空气接触就一定会发生氧化还原反应，使得铁被氧化。水的参与能够加速这个氧化还原反应，最终呈现出来的就是钢铁生锈。

因而涂膜对于钢铁表面的防锈的原理，无非就是阻隔铁原子与空气的接触，阻隔环境当中的水分与钢铁表面接触，通过其他物质的反应减缓铁原子与氧气分子之间的反应。当出现涂膜不再能够阻隔空气和水与钢铁基材表面的铁原子接触时，防腐涂膜的阻隔功能便消减了，如果涂膜当中阻止和减缓铁锈蚀的物质减少甚至消耗完了，整个涂膜就逐步地失去了防护功能，也就直接造成了钢铁的生锈。(www.xing528.com)

图8—10　金属件使用过程出现锈蚀实例图

实际上其他的金属，例如铝、镁、铜等金属都存在被环境腐蚀的问题，都需要用涂料对材料进行防腐防护。而且防护的方法与钢铁类似，仅仅是在涂膜的防腐缓蚀材料上有所不同。

3.解决方案

要解决钢铁表面锈蚀的问题，实际上就需要让涂膜具有更长时间的防护能力，或者重新对钢铁表面进行涂装防护来解决。

任何一种防腐的方案在一定的使用环境当中都存在防护的极限时间，随着防护时间的推移，涂膜的阻隔和阻碍钢铁生锈的能力都会被消耗，最终几乎没有防锈的功能。设计涂装的防护方案通常需要根据材料被要求的使用年限来设计，如果希望长期具有防护功能，一方面是进行初始涂装时，选用具有更长防护时间的方案；另一方面是，在使用过程中不断地维护，重新做防腐涂膜以防止涂膜防护功能达到极限而出现钢铁的锈蚀，进而影响材料的结构性能。