3.2.2　大气腐蚀影响因素

大气腐蚀的影响因素比较复杂，但主要受环境湿度、温度及大气成分的影响。

1. 湿度

金属的大气腐蚀与水膜的厚度有直接关系，而水膜的厚度又与大气中的水含量有关。大气中的水含量采用相对湿度表示，即在一定温度下，大气中实际水蒸气压力与饱和水蒸气压力之比。

当金属表面处于比其温度高的空气中时，空气中的水蒸气将以液体凝结于金属表面，这种现象称为结露。结露是发生潮大气腐蚀的前提。一般来说，空气的湿度越大，金属与空气的温差越大，越容易结露，而且金属表面上电解液膜存在的时间也越长，腐蚀速度也相应越快。一般金属都有一个腐蚀速度开始急剧增加的湿度，我们称大气的这一相对湿度值为临界湿度。Fe、Cu、Ni、Zn等金属的临界湿度为50%～70%。

通常，只有大气的相对湿度达到100%时，才会发生水膜的凝结。当金属在湿度大于临界湿度，而不是达到100%时就出现明显的大气腐蚀。这说明，当湿度超过临界湿度时，金属表面就已经能够形成完整的水膜了，使电化学腐蚀过程可以顺利进行。

大气中水蒸气在相对湿度低于100%时发生凝结有三个原因：一是由于金属表面沉积物或金属构件之间的狭缝等形成的毛细管产生的毛细管凝聚作用；二是由于在金属表面附着的盐类（如铵盐和氯化钠）或生成的易溶腐蚀产物而产生的化学凝聚作用；三是由于水分与固体表面之间存在的范德华分子引力作用产生的物理吸附。

2. 温度

结露与环境的温度有关。露点温度表如图3-2所示，可以通过气温和相对湿度简单地求出露点温度。在一定的湿度下，环境温度越高，越容易结露。统计结果表明，其他条件相同时，平均气温高的地区，大气腐蚀速度较快。昼夜温度变化大，也会加速大气腐蚀。

图3-2　露点温度表

3. 大气成分

地球表面自然状态的空气称为大气，大气是由不同气体组成的混合物，干大气的基本组成（质量分数）为：氮气约为78%、氧气约为21%，剩余的1%包括惰性气体、水蒸气、二氧化碳等。由于地理环境的不同及工业污染，大气中经常混入污染物。常见的气体污染物有硫化物（SO2、SO3、H2S）、氮化物（NO、NO2、NH3）及碳化物（CO、CO2）等；固体污染物主要有盐颗粒、砂粒和灰尘等。实践证明，这些污染物对金属的大气腐蚀有不同程度的促进作用。

（1）SO2的影响。在大气污染物中，SO2的影响最为严重。SO2主要是由矿物燃料燃烧产生的。在冬季燃料消耗多，因此SO2的污染也更为严重。SO2促进金属大气腐蚀的机理主要有两种观点：①认为一部分SO2在高空中能直接氧化生成SO3，溶于水中生成H2SO4；②认为一部分SO2被吸附在金属表面，与Fe作用形成FeSO4，FeSO4进一步氧化并由于强烈的水解作用生成硫酸，硫酸可返回与Fe作用，整个过程具有自催化的特性。其反应如下：

Fe+SO2+O2→FeSO4

4FeSO4+O2+6H2O→4FeOOH+4H2SO4

2H2SO4+2Fe+O2→2FeSO4+2H2O

（2）固体颗粒的影响。固体颗粒对大气腐蚀的影响方式可分为三种：①颗粒本身具有腐蚀性，如NaCl颗粒及铵盐颗粒，颗粒又有吸湿作用，溶于金属表面水膜中，提高了电导和酸度，同时有很强的侵蚀性；②颗粒本身无腐蚀作用，但能吸附腐蚀性物质，如碳粒能吸附SO2及水汽，冷凝后形成酸性溶液；③颗粒既非腐蚀性物质，又不吸附腐蚀性物质，如砂粒落在金属表面能形成缝隙而凝聚水分，形成氧浓差的局部腐蚀条件。