设备防锈的方法与润滑油的防锈性

    在工业领域，钢铁生锈是一个很常见的问题。当接触水，并且有氧（例如空气里的氧），钢铁就会氧化并腐蚀，生成铁锈。有水分、接触空气——这样的条件随处可见，因此钢铁生锈很常见。生锈会导致设备损坏、加速折旧。另外，脱落的锈渣如果在设备内部循环，会使设备磨损或者压伤、刮伤，引起设备故障。因此，在工业领域必须注意防锈。

 

1.钢铁生锈的原因和条件：

    要做好防锈工作，首先就要知道钢铁为什么会生锈，只有了解了生锈的原因和生锈的条件，才能从源头上切断钢铁锈蚀。铁生锈（rust）其实就是铁腐蚀（corrosion），只不过其它金属发生类似的氧化过程都统称为“腐蚀”，而钢铁腐蚀又被专门叫做“生锈”。

 

    铁生锈的必要条件是氧气和水同时存在，也就是说同时接触水和空气/氧气，铁就会生锈。在微观层面上其实是一个电化腐蚀的过程。有些条件会加速腐蚀过程，因此使铁生锈的速度加快，如温度升高、金属盐的存在、接触酸性物质，都会使电化腐蚀加速，加快钢铁生锈。钢铁生锈的电化学方程式比较复杂，简单地理解就是：

铁+氧气+水——>含水氧化铁

    由于接触空气和水的条件在现实中很常见，因此以上过程是钢铁生锈的主要途径，除此之外，还有一些情况也会导致铁腐蚀（生锈），例如酸。无机酸的酸性较强，在工业领域中都会引起我们的注意，例如盐酸、硫酸。但是有机酸容易被我们忽视，例如润滑油变质过程中形成的有机酸。有机酸的酸性较弱，但是也会造成许多金属（包括钢铁）腐蚀。

 

比如乙酸，它对铁、镁、锌等金属都有轻微腐蚀性，生成氢气和醋酸盐。化学反应方程式如下：

Fe + 2 CH3COOH → (CH3COO)2 Fe + H2

简单来说就是: 铁+乙酸——>醋酸铁+氢气

 

2.防锈的方法：

    设备防锈的方法主要是使用防锈剂，把金属和水分、空气隔绝开来。防锈剂的种类很多，性能特点和用途也有所不同。总的来说，防锈剂可以分为三类：液态/液相防锈剂（Liquid-phase corrosion inhibitor，包括防锈油、防锈液）、气相防锈剂（Vapor-phase corrosion inhibitor：在气体、蒸汽状态下使用的防锈剂、气相缓蚀剂）、防锈涂层（Surface coatings：附着在金属表面的固体防锈层、或者其它防锈漆、防锈涂料）。液态防锈剂和防锈涂层的区别是：液态防锈剂（防锈油脂、防锈液）是可以清洗掉的，例如防锈油。防锈涂层一般是硬性的一层材料，附着在金属表面，不会被清洗掉，例如防锈漆、防腐涂层等。

 

3.防锈剂、防腐蚀剂的作用：

    从上文中钢铁生锈的条件来看，要防锈，最好的方法就是避免钢铁与水、空气接触，如果钢铁容易接触到酸性物质，那么还要避免与酸接触。这就是防锈剂、防腐蚀剂（rust and corrosion inhibitors）的作用机理：把金属和水分、空气、酸隔绝开来。

    油是常见的防锈剂，在金属表面涂抹油（例如防锈油）或者脂（黄油，也就是润滑脂），有助于隔绝水分和空气，防止金属生锈。除了防锈油、防锈涂层等常见的防锈方法外，润滑油和润滑脂也是常见的防锈方法。

 

    润滑油、润滑脂除了有润滑作用，还有防锈作用。工业设备有许多钢铁部件，如果不做好防锈工作，锈渣脱落在机器内部循环，会引起设备内部磨损和故障。因为锈渣很硬，夹在运转的部件之间，会引起磨粒磨损。

 

    由于设备生锈具有诸多危害，因此，选择润滑油时，应注意润滑油要有良好的防锈性。润滑油和润滑脂的成分里含有油（基础油），还有一些添加剂，其中就包括防锈/防腐蚀添加剂，基础油本身具有防锈作用，防锈剂进一步加强了润滑油的防锈作用。在润滑油和润滑脂里，基础油和防锈添加剂共同起到防锈作用。

 

    防锈剂/防腐蚀剂通常是一些极性很高的分子，很容易被金属吸附（如图）。它们被吸附到金属表面后，形成一层保护膜，把金属覆盖住，隔绝空气和水分、酸，防止金属生锈、腐蚀。要保证润滑油具有良好的防锈性，首先要选择质量合格的油品，优质润滑油都会考虑良好的防锈性。其次是正确使用油品——保持油品清洁并及时更换新油。润滑油如果受到污染（进入水分、杂质等，或者混入不同的润滑油及其它油液），性能会受到影响，防锈性也可能受到影响。另外，润滑油如果变质，基础油和添加剂的性能都会劣化，包括防锈性。因此要注意及时更换润滑油。

 

4.润滑油的防锈性检测：

    在使用中，润滑油的防锈性能很难进行量化，主要靠主观的使用感觉来判断。但可以通过实验室检测，对润滑油的防锈性进行评估。润滑油防锈性的检测标准是ASTM D665，在检测中，使用一块铁，对铁块进行表面抛光或者喷砂处理后，随即涂上待测油品，放置于海水里24小时，观察铁块是否有生锈迹象。此实验适用于所有的润滑油防锈性检测，不单单是汽轮机油。