不锈钢确实免维护吗？

 

不锈钢是一种含铬、镍，常常还含钼的铁基合金，只要满足一系列要求，具有一定程度的耐腐蚀性。这就是为什么这类合金不应该称为不锈，从原理上讲，它相对于如金、银和铂这样的贵金属而言只是给了它名称而已。对于更严密的分析，真实的情况是不锈钢并不是一种贵金属。

 

事实上，基体几乎如普通碳钢一样是活性或劣等的。材料的惰性性质是由于超薄的钝化铬氧化层，在潮湿环境下起着不可思议的惰性作用。然而，如果没有这层膜，材料就容易遭受破坏性腐蚀过程。因此应当对这层膜进行良好的维护，从而延长不锈钢的寿命而不出现任何问题。换句话说，不锈钢并不是完全免维护的，但可以说维护量很低。一个不锈钢零部件某种程度上可以比作一个好的苹果，由于苹果有一层不到0.1mm厚的果皮，能放很长时间。尽管果皮很薄，但可以防止失去物质，也能阻止别的物质进入。即使它极薄，果皮提供完整的保护，直到一个虫子吃它，引起腐烂。在苹果被切成两半时，新鲜苹果也会快速氧化。换句话说，苹果由于有一层薄薄的果皮，能在完好条件下存放。

 

不锈钢也有一层皮，它要比苹果皮薄十万倍。它的厚度约10～15纳米（1纳米等于10－9米），能提供完整的保护，这就是通常所说的无金属离子释放和无外来物质进入。如果这层皮被暴露在过量的化学物质中它将会破裂，导致腐蚀。当这层皮被“腐蚀掉”，化学物质使金属活化，将会引起腐蚀。然而不锈钢与苹果****的不同是它能够自行修复其氧化膜。这一点在这层膜受到机械损伤，或局部区域失去铬氧化层时是特别有用的。由于空气中有氧气，在这些区域通过新铬氧化层的形成使材料发生钝化，这被称为“自恢复作用”，然而由于存在的氯化物太多，这种机理会被大大损坏。如果是这种情况，卤素家族的成员氯化物将形成金属盐，它们也是腐蚀产物。这就是为什么在喷雾酸洗之后，总要使用软水来冲洗以得到适当的钝化，因为自来水含有太多的氯化物。如果不这样做，新的氧化层将被弄脏，导致厚度不均匀。当然，像这样的氧化层也不能起最好的作用。

 

1、污垢沉积

 

污垢沉积对不锈钢表面的破坏作用并不非常了解。由于有氧气的存在，不锈钢必须能够“呼吸”。虽然氧气起着保持氧化层厚度的作用，但这必须有相对大量的分子能达到不锈钢表面。显然，当表面清洁时没问题。但问题是要多么清洁，这是人们常常产生很大的疑问之处。甚至当激光膜从不锈钢薄板表面去掉时，这种“干净”表面用一种含表面活性剂的洗涤剂清洗，白的表面很快被弄脏。不锈钢盘子用洗碗机洗后变得干净就是这种情况。在孔隙中还有很多脏东西。用一种能量分散X射线分析仪（EDX）对这种污垢进行检查，显示出它主要是含有硫化物，在孔隙中沉积着极小的食物颗粒。这种分析仪还发现了硅化合物，很有可能是加到洗碗机内作为一种防锈剂的硅酸钠粉末而（见图1）产生的。在使用一种专用洗涤剂后，需要用织物去除残留的污垢，从而使不锈钢表面的碳和氧达到****值。

 

总的说来，我们可以说不锈钢通常比乍一看要脏得多，没有暴露在雨水中的这些区域特别容易遭受沉积腐蚀。例如，一个4年前投入使用的旋转门，它使用了大量的不锈钢，位于靠近海水的地方。一眼看去，没有什么毛病，当你走近一看，你会看到门上方的拱顶有各种锈斑，被称为茶锈。因为这个旋转门位于靠近海水的地方，我们可以肯定这种破坏是由于大气中的悬浮微粒而引起的，加上污垢沉积。悬浮微粒是海水的小液滴，在空中传播时蒸发，提高了盐和氯化物的浓度。它们停留在不锈钢表面，氯化物在孔内的污垢沉积下逐渐渗入，在这些地方侵蚀着材料。如果什么也不做，这种腐蚀会进一步扩展。你还可以看到孔下面的不锈钢比暴露在雨水中的地方腐蚀得更严重。原因是雨水将大部分残留的盐冲刷掉，意味着材料不会腐蚀得太厉害。如果定期清洁不锈钢拱顶部分，这些“茶锈”便不会发展。

 

因此，锈蚀是因为孔中的污垢沉积。还有一个例子，一个不锈钢包覆部件，由于雨水淋不到该处，不能得到清洗而开始生锈。

 

如前所述，不锈钢的表面落有大量的污垢，在金相图上很容易看到。图2中，1500倍的放大图像显示在表面的孔中有大量的污垢。它本身并不是一种例外。事实上，这比例外情况更有规律。这类表面的电解抛光不仅使表面光滑而且还能去除像图3中所看到的这些污垢沉积。

 

为了清洁不锈钢表面，已经开发了各种不同的清洁技术。两个熟悉的例子是用有机和无机物进行化学清洁。还有阳极和超声波清洁方法，但这篇文章本身基于有机物方法；特别是为了降低对环境的冲击。图4表示放大了的不锈钢的表面。凹坑中积有各种污垢，发现下面有氯化物，容易去除。去除小的氯离子要比去除相对大的氧分子容易得多，这恰恰是个问题。与氟、碘和溴一样，氯是卤族元素，它被称为盐形成剂。氯离子有可能与金属结合形成金属氯化物，这样一定会阻碍（足够量的）氧到达氧化层，而氧化层会使钢保持良好的状态。此后，这层氧化膜将破裂，不可避免地导致沉积腐蚀。一旦凹坑的表面得到正确的清洁，氧便能保证表面得到钝化。这将降低沉积腐蚀的风险，另一个例子是用AISI 316制造的一个配电柜，在海岸附近露天放置。在这种情况下应考虑选择耐海水腐蚀不锈钢，但事实证明这是相对的。侵蚀污垢沉积下的不锈钢表面主要是大气中的悬浮微粒。如果定期清洁不锈钢表面，将不会发生这种形式的腐蚀。由于旋转门被遮盖，雨水冲刷不到大门，要想彻底地清洁非常困难。这里，再次出现认为不锈钢无需维护的错误。这个例子的腐蚀没有理由更换这个部分，因为腐蚀仍能去除。然而，有必要在清洁之后采取更多的保护，微小的表面污点会很快发展导致新的腐蚀。

 

2、表面张力

 

每种液体都有特定的表面张力，这一点在一片玻璃板上滴水银形成小珠可以清楚地看到。水形成的小水珠看上去非常像毒菌。水银不像水那样会润湿玻璃板。原因是水银珠有非常高的表面张力或收缩力，水的表面张力相对低一些。在水中加上肥皂将显著降低这种收缩作用。使表面张力降低或破坏的物质被称为表面活性剂。这些既可以是离子，也可是阴离子。收缩力越小，活性剂渗入凹坑越深，图5是可以看到这种现象的示意图。上图表明表面张力相对高的一种清洁剂，下图是****的一种。在这种方法中，现有的洗涤剂或清洁剂可以溶解污垢。换句话说，凹坑内的污垢沉积是最有可能去除的，能高效控制沉积腐蚀。这主要归功于氧可以自由地接近不锈钢的整个表面。这种方法导致与通风几乎没什么不同，它常常引起点蚀。总之，这证明保持表面清洁有多么重要。

 

新产品Innosoft B570多么重要。新产品Innosoft B570能高效去除锈蚀和污染，已经相当有名，它含有特殊表面活性剂，活性剂能深深地渗入凹坑中。此外，这种含有强力去污剂的活性剂会彻底溶解污垢。用这种方法，可尽可能地消除沉积腐蚀的危险。换句话说，虽然Innosoft B570是一种去除锈蚀产物的优良产品，但它用作一种预防性措施来尽可能地避免飞溅锈蚀要好得多。配电柜预先用InnosoftB570进行处理，将完全有可能避免腐蚀。如果在使用InnosoftB570之后再用液体Innosoft B580，这种预防作用将会进一步提高。这种液体会提供纳米级的超强保护。最好可以设想为一种原子结合层，允许与氧进行必要的交换，提高耐腐蚀的可靠性。

 

一座不锈钢桥梁，由于没有含足够的铬，沿着纵向接头不断地生锈，所以采用这两种活性剂进行处理。在做这种处理之前，每个星期必须去除褐色的锈蚀线，但是在用这些液体处理之后，甚至一年之后都无锈蚀的痕迹再现。从那之后其他的实例也证明。用于不锈钢时，保护比“医治”更好，因为去除锈点意味着某点已经在某种程度上发生了锈蚀。虽然赞成用一种环境友好的方式再次去除锈蚀，给予表面更多的保护，但它真的不应该走到这一步，因此为不锈钢尽可能耐腐蚀打下良好的基础。使用前面所述的活性剂进行预先处理要好得多。