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永无尽头的防锈战

发布时间:2016/06/03 点击量:

在真人秀节目“了不起的挑战”中,有一期有两位挑战者体验了南海石油钻井平台上的工作,这项工作很酷的地方在于工人都是乘直升机上下班,辛苦的地方在于要经常在大风中给设备除锈,这是保证设备安全的一项重要工作。除锈完全是一个物理过程,拿着钻头磨掉金属部件上的铁锈,一点都不能遗漏。工人虽然戴着护目镜,但眼镜会被大风吹歪,所以还是可能会有碎屑进入眼睛。

 

除锈工作令人感到头疼,除了辛苦,还因为它永无尽头。美国环境记者乔纳森·瓦尔德曼所著《锈》一书的副标题就叫“最漫长的战争”。技术的进步能够减慢金属腐蚀的过程,但无法彻底阻止它。“氧气想窃取电子,所以它会被还原。贱金属会放弃电子,所以会被氧化。水会方便粒子和原子的运动。”金属生锈是不可避免的,所以钻油平台的设计师会在钻油平台的底部额外增加1英寸钢,给它受到的腐蚀留出余量。

如今的油漆能够自我修复,能够被用于水下,或者在接触铁锈时改变颜色,但铁锈仍在海军肆虐。实际上,铁锈是地球上最强大的海军的头号敌人。“一个没有锈的世界就是没有金属的世界。”

在美国,锈造成的损失是所有其他自然灾害造成的损失之和,每年高达4370亿美元,占美国GDP的3%,比瑞典的GDP还要多。

几乎每一种金属都会锈蚀。“锈会使钙变白、使铜变绿、使钪变成粉红、使锶变黄、使铊变蓝、使钍变灰继而发黑。它把金星变成了红色。在地球上,它赋予了大峡谷、砖头、瓦片和血液的颜色。它是一个无情的敌人,从不入眠。”


1926年,美国化学家莱纳斯·鲍林和罗伯特·马利肯开始对元素的电负性(原子吸引电子的能力)进行量化。每种元素的电子围绕中子运动的轨道不同,所以每种元素的电负性也不一样。电负性最强的是钫,其次就是氧,所以生命依赖于它,它最适合运输能量。排在氧之后的是氯,鉴于全世界三分之二的面积被一种含有大量被溶解的氯的液体覆盖,“好像上帝暗中做了手脚,不让将军们使用金属来达到他们的目的”。

相对于电负性,金属还可以按高贵程度来排列。高贵的金属不会放弃它们的电子。最高贵的金属如金、珀金、铱、钯、锇、银等也是最贵的金属,这并非巧合,因为它们很可靠,不会遭到腐蚀。

化学家发现,只要不到1伏电压就能迫使电子留在原地不动。所以,如果输油管的操作工给埋在地下的输油管注入0.85伏电压,就能让钢铁中的电子不被吸引到别处。阴极保护和阳极保护构成了防腐技术的一半。第三种武器是比它们问世更早的油漆,如果不让氧气以及含有氧气的水接触金属,就能防锈。第四种武器是油漆的现代版——防锈剂,其原理是在氧气有机会接触空气之前把它们跟金属融合在一起。许多防锈剂都是合成的,人们曾经用芒果、埃及蜂蜜、肯塔基烟草制作防锈剂。


美国镀锌工人协会主席菲尔·拉里格说:“美国油漆业的规模是镀锌业的50倍。他们到处都有分销商。最大的油漆公司每年的销售额是80亿美元,最大的镀锌公司每年只有3000万美元。”他认为对于防锈来说,镀锌优于油漆,然而锌的颜色不为美国人接受。“镀锌涂层很厚、很硬,跟钢的结合力是油漆的10倍,能承受更高的温度,可持续75年,油漆只能持续15年。美国使用的镀锌钢材只有欧洲的40%,在欧洲他们不迷恋颜色,一切都是灰色的。”

 

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