當異(yi)種金屬浸於同(tong)種電解(jie)質溶(rong)液中時,每種金屬都(du)將建立(li)起自身的腐(fu)蝕電位Ecorr(自然電位)。將電極電位值不同(tong)的兩(liang)種金屬彼此偶合,電位更(geng)正的金屬將成為陰極,電位更(geng)負的金屬將成為陽(yang)極,從而形成電偶電池(chi)。


 腐(fu)蝕電位正的金屬與(yu)腐(fu)蝕電位負的異(yi)種金屬構成電偶對時,就可能使(shi)腐(fu)蝕電位負的發生陽(yang)極過程(cheng)。它們偶合後有一個混合電位值,此電位值隨陰陽(yang)極金屬麵積比而異(yi),可能接近(jin)電位正的金屬或接近(jin)電位負的金屬。根據這種電化學(xue)的電偶腐(fu)蝕原理評(ping)價不鏽鋼鈍化膜(mo)在強酸介質中的自鈍能力(li)。


 維尼綸(lun)醛(quan)化機受(shou)槽(cao)、篩網、托輥等設備采用的材料為304不鏽鋼 或 SUS 36 不鏽鋼等,在工業生產過程(cheng)中,當鈍態表麵被局部(bu)破壞,存在著小麵積活態和大麵積鈍態的電偶對,胡肆福等人用飽(bao)和甘汞電極作(zuo)參(can)比來測定(ding)活態、鈍態偶合的電偶電位,並研究它們的自鈍能力(li)。



1. 電偶法的實驗過程(cheng)


a. 強酸介質


  強酸介質取(qu)自維尼廠(chang)現(xian)場生產用的醛(quan)化液,其成分見表6-19,溫度為70℃。


表 19.jpg


  溶(rong)液中鐵離子(Fe3+)由設備腐(fu)蝕帶來,氯(lv)離子由試劑(ji)和水質帶來。


b. 試樣製備


  304不鏽鋼和SUS 36不鏽鋼分別加工成0.2c㎡、0.4c㎡、0.8c㎡、1.0c㎡、2.0c㎡、3.0c㎡、4.0c㎡、6.0c㎡、10.0c㎡、20.0c㎡、30.0c㎡等不同(tong)麵積比的圓(yuan)柱形試樣和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不同(tong)麵積比的長方形試樣,多餘部(bu)分用環(huan)氧樹脂封塗(tu),80℃溫度固化。


  活態試樣經1000號(4/0)金相砂(sha)紙打磨至(zhi)鏡麵狀態,用酒精擦拭,蒸餾水衝洗,濾紙吸(xi)幹後放入幹燥器待(dai)用。


  不鏽鋼鈍態試樣拋光潔淨後,經 -550mV(相對於SCE)陰極活化,再進行陽(yang)極鈍化處(chu)理。SUS 36不鏽鋼鈍態采用廠(chang)家處(chu)理的原始鈍化膜(mo)。


c. 實驗方法


 實驗槽(cao)液溫度恒(heng)控70℃,在靜止(zhi)條件下(xia)進行實驗。參(can)比電極采用飽(bao)和甘汞電極,鹽橋過渡,放置於活態、鈍態電極之間各(ge)相距1cm。電極電位檢測采用高阻數字(zi)電壓(ya)表。


 304不鏽鋼和 SUS 36不鏽鋼活態試樣在槽(cao)液中分別進行-550mV和-350mV的陰極活化處(chu)理,各(ge)自測定(ding)活態、鈍態試樣的自腐(fu)蝕電位,然後偶合5分鍾,檢測偶合電位。



2. 不鏽鋼鈍化膜(mo)電偶法評(ping)價方法


a. 運(yun)用臨界值的評(ping)價。


 不鏽鋼鈍態-活態麵積比有一個臨界值,由於電偶電池(chi)的作(zuo)用,當小於這監男值時,大麵積的鈍態表麵被活化腐(fu)蝕;當大於臨界值時,不鏽鋼局部(bu)活態表麵將自動(dong)進行鈍化狀態,從而有效(xiao)的抗(kang)蝕性能。


b. 304不鏽鋼鈍態-話態麵積比(臨界值)對不鏽鋼腐(fu)蝕的影響


 304不鏽鋼在維尼綸(lun)酸化液中,活態試樣Ecm為-300mV,鈍態試樣 Ecorr為400mV,當鈍態活態麵積比≥45時,電偶對的偶合電位為352mV以上,測量數據見表6-20。


表 20.jpg


 不鏽鋼的抗(kang)腐(fu)蝕性能是由於其表麵能形成一層具有保護性的鈍化膜(mo),然而這層鈍化膜(mo)若是遭到破損而又缺乏(fa)自鈍化的條件和能力(li)時,不鏽鋼就會(hui)處(chu)於活化電位狀態而導致(zhi)腐(fu)蝕的發生。


  304不鏽鋼鈍態-活態麵積比小於45倍,由於電偶電流的作(zuo)用,表麵鈍化膜(mo)遭到破損,不鏽鋼表麵進入活化狀態,見圖6-17兩(liang)種不鏽鋼的鈍態-活態麵積比與(yu)電偶電位的關係。由圖可見,當304不鏽鋼鈍態-活態麵積比≥45倍時,由於電偶對的電化學(xue)極化,小麵積的活態不鏽鋼均(jun)被陽(yang)極極化到鈍態電位,阻止(zhi)了活態不鏽鋼腐(fu)蝕行為的發生。


图 17.jpg



3. SUS 36不鏽鋼鈍態-活態麵積比對不鏽鋼腐(fu)蝕的影響


 SUS 36不鏽鋼在維尼綸(lun)醛(quan)化液中,活態試樣 Ecorr為-200mV,原始鈍態試樣 Ecorr為300mV,當鈍態-活態麵積比≥50時,電偶對的偶合電位為200mV以上,測量數據見表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不鏽鋼鈍態-活態麵積小於50倍,表麵鈍化膜(mo)遭到破損,不鏽鋼進行活化狀態,見圖6-17。當其鈍態-活態麵積大於50倍時,由於電偶對的電化極化,小麵積的活態不鏽鋼均(jun)被陽(yang)極極化到鈍態電位,阻止(zhi)了活態不鏽鋼腐(fu)蝕。