當異種(zhong)金(jin)屬浸于同(tong)種(zhong)電(dian)(dian)解質溶液(ye)中時,每(mei)種(zhong)金(jin)屬都(dou)將(jiang)(jiang)建立起自(zi)身(shen)的(de)腐蝕電(dian)(dian)位(wei)Ecorr(自(zi)然(ran)電(dian)(dian)位(wei))。將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)值不同(tong)的(de)兩種(zhong)金(jin)屬彼此偶合,電(dian)(dian)位(wei)更正的(de)金(jin)屬將(jiang)(jiang)成(cheng)(cheng)為陰極(ji),電(dian)(dian)位(wei)更負的(de)金(jin)屬將(jiang)(jiang)成(cheng)(cheng)為陽極(ji),從(cong)而(er)形成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)偶電(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不銹鋼 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(fa)的實驗過程


a. 強酸介質(zhi)


  強酸介質取自維(wei)尼(ni)廠現場生產用(yong)的(de)醛化液,其(qi)成分見表6-19,溫度(du)為70℃。


表 19.jpg


  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(bei)


  304不(bu)銹鋼和SUS 36不(bu)銹鋼分別(bie)加工成0.2c㎡、0.4c㎡、0.8c㎡、1.0c㎡、2.0c㎡、3.0c㎡、4.0c㎡、6.0c㎡、10.0c㎡、20.0c㎡、30.0c㎡等不(bu)同面(mian)(mian)積比的圓(yuan)柱形(xing)試(shi)樣和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不(bu)同面(mian)(mian)積比的長方形(xing)試(shi)樣,多余部分用(yong)環氧樹脂(zhi)封(feng)涂,80℃溫(wen)度固化。


  活態試樣經1000號(hao)(4/0)金相砂紙打磨至(zhi)鏡面狀態,用酒精擦拭,蒸餾水(shui)沖洗,濾紙吸干后(hou)放(fang)入干燥器待用。


  不銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)態試樣拋光(guang)潔凈后,經(jing) -550mV(相(xiang)對于(yu)SCE)陰極(ji)活(huo)化(hua)(hua),再進行陽(yang)極(ji)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)處(chu)理。SUS 36不銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)態采用廠(chang)家處(chu)理的原始鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜。


c. 實(shi)驗(yan)方(fang)法


 實驗(yan)槽液溫(wen)度(du)恒控70℃,在靜止條件下(xia)進行實驗(yan)。參比(bi)電(dian)極(ji)(ji)采用飽和甘汞(gong)電(dian)極(ji)(ji),鹽橋(qiao)過(guo)渡,放置于(yu)活(huo)態(tai)、鈍態(tai)電(dian)極(ji)(ji)之間各相距1cm。電(dian)極(ji)(ji)電(dian)位檢測采用高阻數字(zi)電(dian)壓表。


 304不銹鋼和(he) SUS 36不銹鋼活(huo)態試(shi)樣在(zai)槽液中分(fen)別進行(xing)-550mV和(he)-350mV的(de)陰極活(huo)化(hua)處理,各自(zi)測(ce)定活(huo)態、鈍(dun)態試(shi)樣的(de)自(zi)腐(fu)蝕電位(wei),然后偶合5分(fen)鐘(zhong),檢測(ce)偶合電位(wei)。



2. 不銹鋼(gang)鈍化膜(mo)電偶法(fa)評價方法(fa)


a. 運(yun)用(yong)臨(lin)界值的(de)評價。


 不銹鋼(gang)鈍態-活態面積比有一個臨界值(zhi),由(you)于電偶電池的(de)(de)作用,當小于這監男值(zhi)時,大面積的(de)(de)鈍態表面被活化(hua)腐蝕;當大于臨界值(zhi)時,不銹鋼(gang)局(ju)部活態表面將自(zi)動進行鈍化(hua)狀態,從而有效的(de)(de)抗蝕性能。


b. 304不銹(xiu)(xiu)鋼鈍態-話態面積比(bi)(臨界值)對(dui)不銹(xiu)(xiu)鋼腐蝕的(de)影響


 304不銹鋼在維尼綸酸化液中,活態試(shi)樣Ecm為(wei)-300mV,鈍態試(shi)樣 Ecorr為(wei)400mV,當鈍態活態面(mian)積比(bi)≥45時,電(dian)偶(ou)對的偶(ou)合電(dian)位為(wei)352mV以(yi)上,測(ce)量數(shu)據(ju)見(jian)表6-20。


表 20.jpg


 不銹鋼的(de)抗腐(fu)蝕性能是由(you)于(yu)其(qi)表面能形成一(yi)層具有保護性的(de)鈍化(hua)膜,然而這層鈍化(hua)膜若是遭到破(po)損而又缺乏自鈍化(hua)的(de)條(tiao)件和能力時,不銹鋼就(jiu)會(hui)處于(yu)活化(hua)電位狀態而導(dao)致(zhi)腐(fu)蝕的(de)發生。


  304不銹鋼(gang)鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)(huo)態(tai)(tai)面積(ji)(ji)(ji)比小于(yu)45倍,由于(yu)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)電(dian)(dian)(dian)流的(de)作用,表(biao)面鈍(dun)化膜遭到(dao)(dao)破(po)損,不銹鋼(gang)表(biao)面進入活(huo)(huo)化狀(zhuang)態(tai)(tai),見圖6-17兩種不銹鋼(gang)的(de)鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)(huo)態(tai)(tai)面積(ji)(ji)(ji)比與電(dian)(dian)(dian)偶(ou)電(dian)(dian)(dian)位的(de)關系。由圖可見,當304不銹鋼(gang)鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)(huo)態(tai)(tai)面積(ji)(ji)(ji)比≥45倍時,由于(yu)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)對的(de)電(dian)(dian)(dian)化學(xue)極(ji)化,小面積(ji)(ji)(ji)的(de)活(huo)(huo)態(tai)(tai)不銹鋼(gang)均被陽極(ji)極(ji)化到(dao)(dao)鈍(dun)態(tai)(tai)電(dian)(dian)(dian)位,阻止了活(huo)(huo)態(tai)(tai)不銹鋼(gang)腐(fu)蝕行(xing)為的(de)發生(sheng)。


圖 17.jpg



3. SUS 36不銹(xiu)鋼(gang)鈍態-活態面積(ji)比對不銹(xiu)鋼(gang)腐蝕的影響


 SUS 36不銹鋼(gang)在維(wei)尼綸醛化液中,活態試樣 Ecorr為(wei)(wei)-200mV,原(yuan)始(shi)鈍態試樣 Ecorr為(wei)(wei)300mV,當鈍態-活態面積比≥50時,電偶(ou)對的偶(ou)合電位(wei)為(wei)(wei)200mV以上,測量數(shu)據見表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不(bu)銹鋼鈍態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面積小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)50倍,表面鈍化膜遭到破(po)損,不(bu)銹鋼進(jin)行活(huo)化狀態(tai)(tai),見(jian)圖(tu)6-17。當其鈍態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面積大于(yu)(yu)50倍時,由于(yu)(yu)電偶對的(de)電化極(ji)化,小(xiao)(xiao)面積的(de)活(huo)態(tai)(tai)不(bu)銹鋼均被陽極(ji)極(ji)化到鈍態(tai)(tai)電位,阻止了活(huo)態(tai)(tai)不(bu)銹鋼腐蝕。