腐蚀——人类的重要课题
材料新视野
2015年05月15日
2015年4月24日是第五个“世界腐蚀日”,设立世界腐蚀日的宗旨是唤醒政府、工业界以及我们每个人,认识到腐蚀的存在,认识到由于腐蚀引起的经济损失在各国每年的GDP中平均超过3%(中国约达5%);腐蚀不仅仅给国民经济造成巨大损失,更多的是对包括不发达国家在内的全世界人民的安全、健康和生活质量造成重大影响;同时也向人们指出控制腐蚀和减缓腐蚀的方法。倡议全民关注腐蚀问题,重视腐蚀问题,用科学的武器应对腐蚀问题。
全世界公认,腐蚀造成的损失大于所有自然灾害的损失之和。腐蚀导致工程装备、关键结构以及基础设施损坏,进而引起灾难性事故。例如:2001年四川宜宾市南门大桥轰然断裂成三截,预计百年寿命实际仅仅使用了11年就发生断裂,事故原因是承重钢缆的应力腐蚀。1981年我国台湾民航客机B-737空中失事,其原因是机身下部高强度铝合金结构件多处发生严重的晶间腐蚀和剥蚀,进而形成裂纹。2013年青岛管道爆炸,造成62人死、136人伤,经济损失达7.5亿,其原因是腐蚀导致泄漏而进一步引起爆炸。因此,无论是在自然环境(大气、土壤、海水等)中使用的各类材料,还是在苛刻工业环境(石油化工、核电、火电等)中使用的各类材料,都需要开展系统研究,掌握材料的腐蚀损伤规律,研发各类低成本环保型腐蚀控制技术,才能实现降低腐蚀损失的目的。
腐蚀不仅造成经济损失,而且还会影响人类健康。腐蚀产生的重金属离子还会污染饮用水、污染土壤和农作物等,进而通过饮食摄入而影响人类健康。美国、德国、日本、印度、中国等国家都有检测证据。欧洲、纽约等地由于很多古老的雕塑和屋顶的腐蚀析出铜和铅等离子,过去50年来使周围土壤中的重金属离子不断升高。
腐蚀是材料与环境之间发生的化学与电化学反应造成。材料与环境的组合显得很重要。在何种环境中使用何种材料具有较好的抗腐蚀性和安全寿命,需要进行研究。例如,由于在月球环境与火星环境存在明显差异,同样是航天部件其耐腐蚀性的就有不同的要求。而看是同类材料使用环境不同,也需要调整。例如,我们日常生活中用的不锈钢在海水环境中不耐腐蚀,需要发展耐海水腐蚀的不锈钢。