众所周知,材料、能源和信息是现代文明的三大支柱。腐蚀是材料研究重要组成部分。一般说,材料在环境中服役时有三种基本失效形式,腐蚀是较重要一种。另两种失效形式分别是磨损和断裂。
防腐板的重要性首先来自经济方面,这是防腐板学科最初发展原动力。腐蚀给国民经济带来巨大损失,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备折合钢年产量30%。英国1969年“Hoar”报告称腐蚀每年给英国造成至少13.65亿英镑损失,1975年美国国家标准局(NBS)调查,美国每年腐蚀直接损失达700亿美元,我国每年腐蚀造成的直接经济损失也十分可观,有人统计,腐蚀造成的直接经济损失大约占国民经济净产值(GNP)的3%^'4%这和其他国家数据相仿。腐蚀造成的间接损失比较难统计,一般是直接损失的几倍,如:我国中原油田,1993年度,管线、容器穿孔8345次,更换油管总长590km,直接经济损失7000多万元,而产品流失、停产损失、效率损失和环境污染等造成的腐蚀间接损失高达两个亿。
防腐板重要性的第二个领域来自安全和减少灾难性事故的考虑。第15届世界石油大会综合报告中曾提到1992年国外某炼油厂因腐蚀导致液化石油气管道泄漏事故,造成6人死亡、3亿美元财产损失的事例,更糟糕的是:精密的腐蚀监测仪器竞未能事先发现这个隐患;汽车、轮船、飞机许多事故也或多或少和腐蚀有关。1986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机在卡纳维尔角发射升空,起飞74秒后随着强烈爆炸声,7位太空人,包括一名中学女教师,连同价值十几亿美元的飞船,全部葬身大西洋底。惨祸原因竟是某种合成橡胶密封圈在低温环境下的失效(发脆、变粘是橡胶在环境作用下损伤的主要表现形式)。
防腐板重要性的第三个领域来自节约资源、能源,保护环境等方面考虑。地球上矿产、能源资源有限而腐蚀浪费了大量宝贵资源。有人统计全世界金属资源日趋枯竭,即使按10倍现有储量再加上50%再生利用的乐观估计,可维持年代也不会很长。浪费材料的同时也是浪费了能源,因为从矿石中提炼金属需消耗大量能源。
前面提过,腐蚀是把双刃剑,既损害材料,又破坏环境。在“保护地球一-一我们赖以生存环境”的呼声日益高涨的今天,对生态环境考虑己逐渐大于经济方面考虑。可以预料,在21世纪走持续可发展道路的战略格局中,材料腐蚀和防护将占重要地位。
腐蚀问题有时成为新技术、新材料应用的拦路虎。例如,美国著名腐蚀科学家方坦纳评价道:要是没有腐蚀科学家成功应用0.6%NO作为缓蚀剂避免储存N2仇高压容器的应力破裂,美国阿波罗登月计划将会推迟若干年。在我国四川石油天然气开发初期,要是没有我国腐蚀工作者努力,及时解决钢材硫化氢应力开裂问题,我国天然气工业不会如此迅速发展。同样,由于缺乏可靠技术(包括防腐蚀技术),我国有一批含硫80%-90%的高硫化氢气田至今仍静静地理在地下,无法开采利用。
腐蚀现象也可以用来为人类造福。随着人们对腐蚀现象认识的不断深化,腐蚀不再是总和我们作对的捣乱者,有目的地利用腐蚀现象的代表性例子有:电池工业中利用活泼金属腐蚀获得携带方便的能源和半导体工业利用腐蚀对材料表而进行间距只有0. I mm左右的精细蚀刻等。