當(dang)異種(zhong)(zhong)(zhong)金屬浸于同種(zhong)(zhong)(zhong)電(dian)(dian)解質(zhi)溶液中時,每種(zhong)(zhong)(zhong)金屬都將(jiang)建立起自身的(de)(de)腐蝕電(dian)(dian)位Ecorr(自然(ran)電(dian)(dian)位)。將(jiang)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位值不同的(de)(de)兩種(zhong)(zhong)(zhong)金屬彼此偶合,電(dian)(dian)位更正的(de)(de)金屬將(jiang)成為陰(yin)極(ji),電(dian)(dian)位更負的(de)(de)金屬將(jiang)成為陽極(ji),從而形(xing)成電(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(xiu)鋼(gang)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. 電偶法(fa)的實驗過(guo)程


a. 強(qiang)酸介質(zhi)


  強酸介質取自維尼廠現場生產用(yong)的(de)醛化液,其(qi)成(cheng)分(fen)見(jian)表(biao)6-19,溫度為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(zhi)備(bei)


  304不(bu)銹(xiu)鋼和(he)SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼分(fen)(fen)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)同面積比的圓柱形(xing)試樣和(he)2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不(bu)同面積比的長(chang)方形(xing)試樣,多余部分(fen)(fen)用環氧樹脂(zhi)封涂,80℃溫(wen)度固(gu)化。


  活態試樣經1000號(4/0)金相(xiang)砂紙打磨至鏡(jing)面狀態,用(yong)酒精擦拭(shi),蒸餾水沖洗(xi),濾紙吸干后放入(ru)干燥器待(dai)用(yong)。


  不(bu)銹鋼鈍態試樣拋(pao)光潔凈后,經(jing) -550mV(相對于SCE)陰極活化(hua),再進行陽極鈍化(hua)處理。SUS 36不(bu)銹鋼鈍態采用廠家處理的原始鈍化(hua)膜。


c. 實驗方法


 實驗槽(cao)液溫度恒控70℃,在(zai)靜止條件下進行實驗。參比電(dian)極采(cai)用(yong)飽和(he)甘(gan)汞電(dian)極,鹽橋(qiao)過渡(du),放置于活態(tai)、鈍態(tai)電(dian)極之間各相(xiang)距1cm。電(dian)極電(dian)位檢測采(cai)用(yong)高阻數(shu)字電(dian)壓表。


 304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he) SUS 36不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)活態試(shi)樣(yang)在槽液中分別進(jin)行-550mV和(he)(he)-350mV的(de)陰極(ji)活化處(chu)理,各自測定(ding)活態、鈍態試(shi)樣(yang)的(de)自腐蝕電位(wei),然(ran)后(hou)偶合(he)5分鐘,檢測偶合(he)電位(wei)。



2. 不銹(xiu)鋼鈍化膜電(dian)偶法(fa)(fa)評(ping)價方(fang)法(fa)(fa)


a. 運用臨界值的評價。


 不銹鋼鈍(dun)態-活(huo)態面積(ji)比有(you)一個(ge)臨(lin)界值(zhi)(zhi),由于(yu)電偶電池的(de)作用,當(dang)小于(yu)這監男值(zhi)(zhi)時(shi),大(da)(da)面積(ji)的(de)鈍(dun)態表面被活(huo)化腐(fu)蝕(shi);當(dang)大(da)(da)于(yu)臨(lin)界值(zhi)(zhi)時(shi),不銹鋼局部(bu)活(huo)態表面將自動進行鈍(dun)化狀態,從而有(you)效的(de)抗(kang)蝕(shi)性能。


b. 304不銹鋼(gang)鈍(dun)態(tai)-話態(tai)面(mian)積比(臨界值(zhi))對不銹鋼(gang)腐(fu)蝕的影(ying)響(xiang)


 304不銹鋼在(zai)維(wei)尼綸酸(suan)化液(ye)中,活態(tai)(tai)試樣Ecm為(wei)-300mV,鈍(dun)態(tai)(tai)試樣 Ecorr為(wei)400mV,當鈍(dun)態(tai)(tai)活態(tai)(tai)面積(ji)比(bi)≥45時(shi),電(dian)偶對(dui)的(de)偶合電(dian)位為(wei)352mV以上,測量(liang)數據見表6-20。


表 20.jpg


 不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕性能是(shi)(shi)由于其表面(mian)能形成(cheng)一層(ceng)具(ju)有保(bao)護性的(de)(de)(de)鈍化膜(mo),然而這層(ceng)鈍化膜(mo)若是(shi)(shi)遭(zao)到破損(sun)而又(you)缺(que)乏(fa)自鈍化的(de)(de)(de)條件(jian)和能力時,不銹(xiu)鋼就會處于活(huo)化電(dian)位狀態而導致腐(fu)蝕的(de)(de)(de)發(fa)生。


  304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍態-活(huo)(huo)(huo)態面(mian)(mian)(mian)積比(bi)小于45倍(bei)(bei),由(you)于電(dian)(dian)偶(ou)(ou)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)作用,表(biao)面(mian)(mian)(mian)鈍化(hua)膜遭到破(po)損(sun),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)進入(ru)活(huo)(huo)(huo)化(hua)狀態,見圖(tu)6-17兩種(zhong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)鈍態-活(huo)(huo)(huo)態面(mian)(mian)(mian)積比(bi)與電(dian)(dian)偶(ou)(ou)電(dian)(dian)位的(de)(de)關系。由(you)圖(tu)可見,當304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍態-活(huo)(huo)(huo)態面(mian)(mian)(mian)積比(bi)≥45倍(bei)(bei)時(shi),由(you)于電(dian)(dian)偶(ou)(ou)對的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)極(ji)化(hua),小面(mian)(mian)(mian)積的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)態不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)均被陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)到鈍態電(dian)(dian)位,阻(zu)止了活(huo)(huo)(huo)態不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)腐蝕(shi)行為的(de)(de)發生(sheng)。


圖 17.jpg



3. SUS 36不(bu)銹鋼鈍態-活(huo)態面積比對不(bu)銹鋼腐蝕的影響


 SUS 36不(bu)銹鋼在維尼(ni)綸醛(quan)化液中,活態試樣 Ecorr為-200mV,原始(shi)鈍(dun)態試樣 Ecorr為300mV,當鈍(dun)態-活態面(mian)積比≥50時,電偶(ou)對的偶(ou)合電位為200mV以(yi)上,測量數據(ju)見表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不銹(xiu)鋼(gang)鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)面積小于50倍,表面鈍(dun)化膜(mo)遭到(dao)破損(sun),不銹(xiu)鋼(gang)進行(xing)活化狀態(tai)(tai)(tai),見圖6-17。當其鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)面積大于50倍時,由于電(dian)偶(ou)對的(de)電(dian)化極化,小面積的(de)活態(tai)(tai)(tai)不銹(xiu)鋼(gang)均被陽極極化到(dao)鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)電(dian)位(wei),阻止了活態(tai)(tai)(tai)不銹(xiu)鋼(gang)腐蝕。