等离子喷涂如何解决电化学腐蚀问题？它怎样保护您的资产？

电化学腐蚀会不断地侵蚀您宝贵的金属资产。这会导致昂贵的设备故障、停机和安全隐患。等离子喷涂技术能提供坚固的涂层。这些涂层可以抵御这种破坏力。

等离子喷涂可以制备耐用的保护涂层。这些涂层能作为屏障，或提供牺牲阳极保护。它们能有效地对抗电化学腐蚀，并延长部件的使用寿命。

在许多行业中，电化学腐蚀是一个潜在的敌人。如果处理不当，它会引起大问题。湖南晟镭新材料有限公司是一家专注于等离子喷涂电极和喷嘴耗材的制造商。我们深知表面保护的重要性。我们耗材的质量直接影响保护涂层的质量。下面，我们来深入了解什么是电化学腐蚀，以及等离子喷涂如何提供有效、持久的解决方案。从长远来看，理解这些问题可以为您节省大量的麻烦和金钱。

等离子喷涂能提供哪些功能性涂层？

您的部件面临着各种威胁，比如磨损、高温或化学侵蚀。要找到一个能解决多种问题的方案似乎很困难。等离子喷涂技术可以提供多样化的功能涂层，有效应对特定的挑战。

等离子喷涂可以制备多种涂层。这些涂层用于耐磨、隔热、电绝缘、防腐蚀和尺寸修复。这些涂层能提升部件的性能，并显著延长其使用寿命。

等离子喷涂的功能非常多样。它不仅仅提供一种类型的保护。它可以制备出各种各样的功能性表面。在晟镭新材料，我们生产等离子喷涂用的电极和喷嘴。这些耗材对于喷涂这些涂层至关重要。这些零件的精度是获得理想涂层性能的关键。

下面是一些主要的功能：

耐磨性： 这是一个主要功能。涂层材料有碳化钨、碳化铬或氧化铝等陶瓷。这些涂层能极大地减少磨损、侵蚀或摩擦。您可以想想泵、阀门或采矿设备中的零件。
热障涂层 (TBCs)： 这些涂层通常由氧化钇稳定氧化锆 (YSZ) 等陶瓷制成。它们保护下方的金属部件免受极高温度的影响。您在燃气轮机和喷气发动机中经常能看到它们。陶瓷的低导热性使金属保持较低的温度。
耐腐蚀性： 这是我们今天关注的重点。等离子喷涂可以喷涂惰性金属（如钽、镍合金）或陶瓷。这些材料可以形成致密的屏障，抵御腐蚀性环境。
电绝缘/导电性： 氧化铝涂层是极好的电绝缘体。另一方面，像铜这样的材料也可以被喷涂，用来制造导电通路。
生物相容性： 像羟基磷灰石这样的材料可以被等离子喷涂到医疗植入物上。这有助于它们更好地与骨骼结合。
尺寸修复： 磨损的零件通常可以通过喷涂材料来修复。然后，它们可以被加工回原始尺寸。这比购买新零件要便宜得多。

等离子喷涂可以选择的粉末范围很广，包括金属、陶瓷、金属陶瓷，甚至一些塑料。这使它成为解决复杂工程问题的首选方案。

什么是电化学腐蚀？

您的金属零件是否会意外退化，即使它们看起来保护得很好？这可能是电化学腐蚀这个潜在敌人在作祟。如果不加以处理，这种退化可能导致系统突然失灵和非常昂贵的维修费用。了解电化学腐蚀是防止它的第一步。

电化学腐蚀的发生，是金属通过电化学过程与环境发生反应。这个过程涉及阳极、阴极和电解质。它会导致材料损失，降低结构强度，并可能导致部件失效和严重的运行问题。

电化学腐蚀本质上是金属回归到其更自然、更稳定的状态，就像矿石一样。这是一个自然过程，但对我们的工程系统来说，它非常有破坏性。一般来说，只要金属接触到电解质，并与其他金属形成电偶，就会发生严重的腐蚀。
下面是它工作原理的简单分解：

阳极： 这是金属发生腐蚀的部分。它会失去电子，金属离子会溶解到环境中。
阴极： 这是金属的另一部分，或者是接触到的另一种金属。它会接收电子。这里也会发生化学反应，但阴极材料本身并不会溶解。
电解质： 这是一种导电介质，比如含有溶解盐分的水，甚至是潮湿的土壤或某些化学品。它允许离子在阳极和阴极之间移动。
金属通路： 阳极和阴极之间需要有电连接，电子才能流动。

常见的类型包括：

电偶腐蚀： 当两种不同的金属在电解质中电接触时，就会发生这种情况。更“活泼”的金属会成为阳极，腐蚀得更快。
缝隙腐蚀： 这是一种强烈的局部腐蚀。它发生在电解质可能停滞的狭窄空间或缝隙内。
点蚀： 金属表面会形成小而深的孔洞。这是一种特别隐蔽的形式，因为少量金属损失就可能导致穿孔。

它引起的问题非常普遍：

材料退化： 明显的材料损失、管道变薄、结构变弱。
效率降低： 腐蚀产物会堵塞管道或污染热交换器。
安全风险： 关键部件的失效可能导致泄漏、爆炸或结构坍塌。
经济损失： 成本来自更换零件、维修停机和生产损失。

这是一个严重的问题，需要严肃的解决方案。

在哪些行业，电化学腐蚀是主要问题？

您是否想知道您所在的特定行业是否特别容易受到电化学腐蚀的潜在威胁？如果不加以控制，腐蚀会严重影响许多行业的运营、安全和盈利能力。识别这些高风险行业有助于将预防工作集中在最需要的地方。

在海洋、石油和天然气、化学加工、航空航天、汽车和基础设施等行业，电化学腐蚀是一个重大的问题。这主要是因为它们暴露在恶劣的环境中，并且经常使用不同材料的组合。

根据我司在等离子喷涂行业的多年经验，看到了腐蚀在广泛行业中的影响。这是一个普遍的挑战，但某些行业面临的挑战更为严峻。

我们来看看几个关键领域：

海洋工业： 这是一个典型的例子。海水是一种非常有效的电解质。船舶、海上平台和沿海结构物都在持续地与腐蚀作斗争。盐分、湿气，以及通常紧密接触的不同金属，这些因素共同造成了腐蚀的理想条件。
石油和天然气： 这个行业处理非常具有侵蚀性的物质，比如酸性气体 (H₂S)、盐水和各种工艺化学品。这些物质通常还处于高温高压下。管道、钻井设备和炼油厂的部件都处于高风险之中。
化学加工： 化工厂处理各种各样的腐蚀性化学品。储罐、反应器、管道和阀门需要坚固的保护，以防止泄漏并确保工艺安全。在这里，材料选择至关重要。
航空航天： 您可能会想到高科技材料。但是，航空航天领域也使用许多轻质合金，如铝和镁。这些合金很容易发生腐蚀。为了减轻重量而需要连接不同材料，这也带来了电偶腐蚀的风险。

这些领域的共同点是存在电解质，并且常常存在应力或异种金属，这些因素会加速腐蚀过程。这使得保护涂层成为这些领域资产管理的重要组成部分。

等离子喷涂如何为电化学腐蚀提供解决方案？

您设计中使用的异种金属正在引起电偶腐蚀问题，这导致了部件过早失效。这增加了维护的麻烦和意外的成本。等离子喷涂涂层可以提供有效的屏障和牺牲保护来应对这个问题。

等离子喷涂可以喷涂特种涂层。这些涂层可以作为抵御腐蚀性电解质的坚固屏障，或提供牺牲阳极效应。这可以隔离异种金属，或优先保护基体材料免受腐蚀攻击。

防止电偶腐蚀是电化学腐蚀的一种常见形式。理想情况下，这个过程应从设计阶段的周全材料选择开始。我在此领域有多年的经验。我的经验表明，工程师必须同时考虑部件的功能要求和它们的电化学相容性。了解电偶序列表有助于预测潜在的腐蚀风险，并就材料组合做出明智的决策。即使材料选择上的微小变化，也可能显著影响工业设备的长期耐用性和维护需求。

但是，由于特定的设计需求（如重量、强度或成本），有时使用异种金属是不可避免的。这时，现代涂层技术，特别是等离子喷涂，就提供了有效的解决方案。这些涂层可以防止电解质与金属表面接触，或通过特殊设计的配方提供牺牲保护。

下面是等离子喷涂如何提供帮助的几种方式：

屏障涂层： 等离子喷涂可以沉积致密、无孔的惰性材料层。
- 陶瓷： 像氧化铝、氧化钛或氧化铬这样的材料化学性质非常稳定。它们是极好的物理屏障。我经常指出，陶瓷涂层在极端温度环境下表现出色。它们不仅提供隔热，还能对多种化学品提供卓越的耐腐蚀性。
- 惰性金属/合金： 镍合金（如哈氏合金或因科镍合金）、钽，甚至一些特殊的不锈钢涂层，都可以在特定的腐蚀介质中提供出色的保护。它们基本上屏蔽了更活泼的基体材料。
牺牲涂层： 对于某些应用，特别是为了防止更贵重（且更稳定）的基材发生电偶腐蚀，等离子喷涂可以喷涂一种更活泼的金属。
- 锌或铝合金： 例如，这些材料被喷涂在钢材上。锌或铝会优先腐蚀（充当阳极），从而保护下方的钢材。这与镀锌相似，但可以应用于更复杂的形状或作为一种修复方法。
特种复合涂层：
- 含碳化物的金属基复合材料： 我的经验表明，像钴基或镍铬基碳化钨（WC-Co, WC-CoCr）这样的材料提供了独特的组合。它们提供出色的耐磨性和良好的耐腐蚀性。这些材料非常适合恶劣的操作环境，比如石油和天然气行业。在这些行业，零件同时面临磨损和腐蚀性流体的挑战。

晟镭新材料一直在为特定的操作条件选择正确的涂层体系，并确保正确的施工的道路上不断攀爬，我们清楚的知道，等离子喷涂耗材（比如我们在湖南镭目生产的电极和喷嘴）的精度，对于获得理想的涂层质量和密度至关重要。这对于有效的腐蚀防护也是决定性的。现在可以定制先进的涂层系统，开发多层涂层系统也进一步增强了保护。例如，一个用于附着的粘结层，再加一个致密的陶瓷或金属防腐层。这使得在一个精心设计的系统中，可以同时实现屏障保护，有时甚至是牺牲保护。这确实需要仔细平衡性能和实用性。