腐蝕與劣化

腐蝕抑制劑(corrosion inhibitor)

與其在金屬上塗覆或用電重新佈線,有時你只要往水裡加一撮對的化學品,腐蝕就慢到幾乎停滯。那個添加物就是腐蝕抑制劑:以少量溶進腐蝕環境中的物質,能大幅削減侵蝕,通常是靠悄悄在金屬上形成一層薄保護膜,或干擾兩個半反應之一。這就是防凍液瓶子的把戲——一潑化學就讓整個冷卻系統免於生鏽。

抑制劑靠針對那個小腐蝕電池運作。陽極型抑制劑(如鉻酸鹽、亞硝酸鹽或磷酸鹽)在陽極反應,建立或強化阻止金屬溶解的鈍化膜;陰極型抑制劑減緩陰極反應,例如沉積一層膜使其缺氧、或中和酸;而成膜型或吸附型抑制劑(許多有機胺)在整個表面覆上一層分子毯,把水和離子擋離兩個電極之外。揮發性腐蝕抑制劑甚至會蒸發再凝結,保護打包機械隱蔽的內部。極低的濃度——常是百萬分之幾到不到百分之一——就能把腐蝕速率削減好幾倍。

凡是流體停留在金屬中的地方你都會遇到抑制劑:引擎冷卻液、鍋爐與冷卻塔的水、油氣管線、酸洗液,以及防鏽油。但有兩個誠實的陷阱。有些陽極型抑制劑在劑量不足時是「危險」的:若少到無法覆蓋整個陽極,剩下的裸露陽極點就變小而集中,於是你得到的是更嚴重的局部孔蝕、而非整體保護,所以濃度必須維持在門檻之上。而好幾種經典抑制劑,尤其是鉻酸鹽,有毒且受環境管制,這也是為什麼許多現代研究都在尋找更安全的替代品。抑制劑是一種你投加進環境的防護,最適合用在你能掌控的封閉液體環境。

汽車引擎冷卻液就是加了抑制劑的水:乙二醇防凍液中摻入腐蝕抑制劑,在冷卻系統的鐵、鋁、銅零件上鋪設保護膜。當這套抑制劑用光,冷卻液會變酸,散熱器與水泵便開始腐蝕——這就是為什麼冷卻液該按時更換,而不只是補加。

抑制劑會隨時間耗盡;冷卻液或製程用水只在它的抑制劑套組仍有效時才受到保護。

有些陽極型抑制劑在劑量不足時比不加還糟:太少會留下小塊裸露陽極點,把侵蝕集中成深孔,所以抑制劑必須維持在臨界濃度之上,而許多較舊的(鉻酸鹽)有毒、正被逐步淘汰。

又称
inhibitorcorrosion-inhibiting additive緩蝕劑抑制劑