當異種金屬(shu)浸于同種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質溶液(ye)中(zhong)時,每種金屬(shu)都將建立起(qi)自(zi)身的(de)腐蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)Ecorr(自(zi)然電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei))。將電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)值(zhi)不同的(de)兩種金屬(shu)彼此偶(ou)(ou)合(he),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)更正(zheng)的(de)金屬(shu)將成為陰極,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)更負的(de)金屬(shu)將成為陽極,從而形(xing)成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池。
腐蝕電位正的金屬與腐蝕電位負的異種金屬構成電偶對時,就可能使腐蝕電位負的發生陽極過程。它們偶合后有一個混合電位值,此電位值隨陰陽極金屬面積比而異,可能接近電位正的金屬或接近電位負的金屬。根據這種電化學的電偶腐蝕原理評價不銹鋼鈍化膜在強酸介質中的自鈍能力。
維尼綸醛化機受槽、篩網、托輥等設備采用的材料為304不(bu)銹鋼(gang) 或 SUS 36 不銹鋼等,在工業生產過程中,當鈍態表面被局部破壞,存在著小面積活態和大面積鈍態的電偶對,胡肆福等人用飽和甘汞電極作參比來測定活態、鈍態偶合的電偶電位,并研究它們的自鈍能力。
1. 電(dian)偶法的實(shi)驗過程(cheng)
a. 強酸介質
強酸介質取(qu)自(zi)維尼廠(chang)現場生產用的醛化液,其成分見表(biao)6-19,溫度為70℃。
溶液中鐵離子(Fe3+)由設備腐蝕帶來,氯離子由試劑和水質帶來。
b. 試樣制備
304不銹鋼(gang)和SUS 36不銹鋼(gang)分(fen)別加(jia)工成(cheng)0.2c㎡、0.4c㎡、0.8c㎡、1.0c㎡、2.0c㎡、3.0c㎡、4.0c㎡、6.0c㎡、10.0c㎡、20.0c㎡、30.0c㎡等(deng)不同(tong)面積(ji)比的圓(yuan)柱形試(shi)樣和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等(deng)不同(tong)面積(ji)比的長方形試(shi)樣,多余部分(fen)用(yong)環(huan)氧樹(shu)脂(zhi)封涂,80℃溫度(du)固化。
活態試樣經1000號(4/0)金相砂(sha)紙打磨至鏡面狀態,用(yong)酒精擦拭,蒸(zheng)餾水沖洗,濾紙吸干(gan)后放入干(gan)燥(zao)器待用(yong)。
不銹鋼鈍態試樣拋(pao)光潔凈后,經(jing) -550mV(相對于SCE)陰極(ji)活化(hua),再(zai)進行陽極(ji)鈍化(hua)處理(li)。SUS 36不銹鋼鈍態采用廠家處理(li)的原始(shi)鈍化(hua)膜。
c. 實驗方法
實驗槽液溫度(du)恒控(kong)70℃,在靜止條件(jian)下進行實驗。參比(bi)電(dian)極采(cai)用飽和甘汞(gong)電(dian)極,鹽(yan)橋過渡,放(fang)置于活(huo)態、鈍態電(dian)極之(zhi)間各相(xiang)距(ju)1cm。電(dian)極電(dian)位檢測采(cai)用高阻數字電(dian)壓表。
304不銹鋼(gang)(gang)和(he) SUS 36不銹鋼(gang)(gang)活態(tai)試樣在槽液中(zhong)分別進行(xing)-550mV和(he)-350mV的陰(yin)極活化(hua)處(chu)理,各自(zi)測定活態(tai)、鈍態(tai)試樣的自(zi)腐蝕電位(wei),然后偶合5分鐘,檢測偶合電位(wei)。
2. 不銹鋼鈍化膜電偶法(fa)評(ping)價(jia)方(fang)法(fa)
a. 運(yun)用(yong)臨(lin)界(jie)值的(de)評價。
不銹(xiu)鋼鈍(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面積(ji)比有一個臨(lin)界值,由于電偶電池的(de)(de)作用,當(dang)小于這監男值時,大面積(ji)的(de)(de)鈍(dun)態(tai)表面被活(huo)化(hua)(hua)腐蝕;當(dang)大于臨(lin)界值時,不銹(xiu)鋼局部活(huo)態(tai)表面將(jiang)自動進(jin)行(xing)鈍(dun)化(hua)(hua)狀態(tai),從而(er)有效(xiao)的(de)(de)抗蝕性能。
b. 304不(bu)銹(xiu)鋼鈍態-話態面(mian)積比(bi)(臨界值)對不(bu)銹(xiu)鋼腐(fu)蝕(shi)的影響
304不(bu)銹鋼在維尼(ni)綸酸化液中,活態試樣Ecm為-300mV,鈍態試樣 Ecorr為400mV,當(dang)鈍態活態面(mian)積(ji)比≥45時,電(dian)偶(ou)對的(de)偶(ou)合(he)電(dian)位為352mV以上,測量數據見(jian)表6-20。
不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)抗腐蝕性能(neng)是由于(yu)其(qi)表面能(neng)形成一層(ceng)具有(you)保護性的(de)鈍(dun)化膜,然而(er)這(zhe)層(ceng)鈍(dun)化膜若是遭到破損而(er)又(you)缺乏自鈍(dun)化的(de)條件和能(neng)力(li)時,不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)就會處于(yu)活化電位狀態(tai)而(er)導(dao)致(zhi)腐蝕的(de)發生。
304不銹(xiu)(xiu)鋼鈍態(tai)(tai)-活(huo)(huo)(huo)態(tai)(tai)面積(ji)比(bi)小于45倍,由于電偶(ou)電流(liu)的(de)作(zuo)用(yong),表面鈍化(hua)膜(mo)遭到破(po)損,不銹(xiu)(xiu)鋼表面進入活(huo)(huo)(huo)化(hua)狀態(tai)(tai),見(jian)圖6-17兩種不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)鈍態(tai)(tai)-活(huo)(huo)(huo)態(tai)(tai)面積(ji)比(bi)與電偶(ou)電位的(de)關系。由圖可見(jian),當304不銹(xiu)(xiu)鋼鈍態(tai)(tai)-活(huo)(huo)(huo)態(tai)(tai)面積(ji)比(bi)≥45倍時,由于電偶(ou)對的(de)電化(hua)學極化(hua),小面積(ji)的(de)活(huo)(huo)(huo)態(tai)(tai)不銹(xiu)(xiu)鋼均被(bei)陽極極化(hua)到鈍態(tai)(tai)電位,阻止了活(huo)(huo)(huo)態(tai)(tai)不銹(xiu)(xiu)鋼腐蝕(shi)行(xing)為的(de)發(fa)生。
3. SUS 36不銹鋼鈍態-活態面(mian)積(ji)比對不銹鋼腐蝕的影響
SUS 36不銹(xiu)鋼在(zai)維(wei)尼綸醛化液中,活(huo)態試(shi)樣 Ecorr為(wei)-200mV,原(yuan)始鈍(dun)(dun)態試(shi)樣 Ecorr為(wei)300mV,當鈍(dun)(dun)態-活(huo)態面積比≥50時,電(dian)偶對的偶合電(dian)位(wei)為(wei)200mV以(yi)上,測量數(shu)據見表(biao)6-21。
SUS 36不銹鋼鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面積(ji)小于(yu)50倍,表(biao)面鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜遭(zao)到(dao)破損,不銹鋼進(jin)行活(huo)化(hua)(hua)狀態(tai)(tai),見(jian)圖6-17。當其鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面積(ji)大于(yu)50倍時,由于(yu)電(dian)偶對的電(dian)化(hua)(hua)極(ji)化(hua)(hua),小面積(ji)的活(huo)態(tai)(tai)不銹鋼均被陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)到(dao)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)電(dian)位,阻止了活(huo)態(tai)(tai)不銹鋼腐蝕。