當異種金(jin)屬(shu)浸于同(tong)種電解質溶液中時,每種金(jin)屬(shu)都(dou)將(jiang)建立起自(zi)身(shen)的(de)腐蝕(shi)電位Ecorr(自(zi)然電位)。將(jiang)電極電位值(zhi)不同(tong)的(de)兩種金(jin)屬(shu)彼(bi)此偶合,電位更正(zheng)的(de)金(jin)屬(shu)將(jiang)成(cheng)為(wei)陰(yin)極,電位更負的(de)金(jin)屬(shu)將(jiang)成(cheng)為(wei)陽極,從而(er)形成(cheng)電偶電池。


 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(bu)銹鋼鈍(dun)化(hua)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. 電偶法的實驗過程


a. 強酸介質


  強(qiang)酸(suan)介(jie)質取自維尼廠現場生(sheng)產用的醛化液(ye),其(qi)成分見表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(shi)樣制(zhi)備


  304不(bu)銹鋼和(he)SUS 36不(bu)銹鋼分(fen)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(deng)不(bu)同面積(ji)比的圓柱形試(shi)樣和(he)2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等(deng)不(bu)同面積(ji)比的長(chang)方形試(shi)樣,多余部(bu)分(fen)用環氧樹脂封涂,80℃溫度固(gu)化。


  活態(tai)試樣經1000號(4/0)金相(xiang)砂紙打磨至鏡面狀(zhuang)態(tai),用酒精擦(ca)拭,蒸(zheng)餾(liu)水沖洗,濾紙吸干后放入(ru)干燥器(qi)待(dai)用。


  不銹鋼(gang)鈍態試(shi)樣拋光潔凈(jing)后,經(jing) -550mV(相對于SCE)陰極(ji)活化(hua),再進行陽極(ji)鈍化(hua)處理。SUS 36不銹鋼(gang)鈍態采用(yong)廠家(jia)處理的(de)原始(shi)鈍化(hua)膜。


c. 實驗方(fang)法


 實驗槽液(ye)溫(wen)度(du)恒控70℃,在靜止條(tiao)件(jian)下進行實驗。參比電(dian)極采(cai)(cai)用飽和甘汞電(dian)極,鹽(yan)橋過渡(du),放(fang)置于活態、鈍態電(dian)極之(zhi)間各(ge)相距1cm。電(dian)極電(dian)位檢測采(cai)(cai)用高阻數字電(dian)壓表。


 304不(bu)銹鋼和 SUS 36不(bu)銹鋼活(huo)態(tai)試樣在槽液中(zhong)分(fen)別進(jin)行-550mV和-350mV的陰(yin)極活(huo)化處(chu)理,各自(zi)測定活(huo)態(tai)、鈍態(tai)試樣的自(zi)腐蝕電位,然后偶(ou)合(he)5分(fen)鐘,檢測偶(ou)合(he)電位。



2. 不銹鋼鈍化(hua)膜(mo)電偶法(fa)評價方法(fa)


a. 運用臨界值的評價。


 不銹鋼鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)(huo)態(tai)(tai)面積(ji)比有(you)一(yi)個臨(lin)界值,由于(yu)電偶電池的作用,當小(xiao)于(yu)這(zhe)監(jian)男值時,大面積(ji)的鈍(dun)態(tai)(tai)表面被活(huo)(huo)化腐蝕;當大于(yu)臨(lin)界值時,不銹鋼局部活(huo)(huo)態(tai)(tai)表面將自動進(jin)行鈍(dun)化狀態(tai)(tai),從(cong)而(er)有(you)效的抗蝕性能。


b. 304不(bu)銹鋼(gang)鈍(dun)態(tai)-話態(tai)面積(ji)比(臨界值)對(dui)不(bu)銹鋼(gang)腐蝕的影響


 304不銹鋼在(zai)維尼綸(lun)酸(suan)化(hua)液中(zhong),活態(tai)(tai)試(shi)樣(yang)Ecm為(wei)-300mV,鈍態(tai)(tai)試(shi)樣(yang) Ecorr為(wei)400mV,當鈍態(tai)(tai)活態(tai)(tai)面積比≥45時,電(dian)(dian)偶對的偶合電(dian)(dian)位為(wei)352mV以上,測量數據見(jian)表6-20。


表 20.jpg


 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)是由于其表面(mian)能(neng)形成一層(ceng)具有保護性(xing)的鈍化膜,然而(er)(er)這(zhe)層(ceng)鈍化膜若是遭到(dao)破(po)損(sun)而(er)(er)又(you)缺乏自鈍化的條件和(he)能(neng)力時,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就會處于活化電(dian)位狀態(tai)而(er)(er)導(dao)致腐(fu)蝕(shi)的發生。


  304不(bu)(bu)銹鋼鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面(mian)積(ji)(ji)比(bi)(bi)小(xiao)于45倍(bei),由于電(dian)偶(ou)電(dian)流的作用,表面(mian)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)膜遭到破損,不(bu)(bu)銹鋼表面(mian)進入活(huo)化(hua)狀(zhuang)態(tai),見圖6-17兩種(zhong)不(bu)(bu)銹鋼的鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面(mian)積(ji)(ji)比(bi)(bi)與電(dian)偶(ou)電(dian)位的關系(xi)。由圖可見,當304不(bu)(bu)銹鋼鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面(mian)積(ji)(ji)比(bi)(bi)≥45倍(bei)時(shi),由于電(dian)偶(ou)對的電(dian)化(hua)學極(ji)化(hua),小(xiao)面(mian)積(ji)(ji)的活(huo)態(tai)不(bu)(bu)銹鋼均被陽極(ji)極(ji)化(hua)到鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)電(dian)位,阻(zu)止(zhi)了活(huo)態(tai)不(bu)(bu)銹鋼腐蝕行(xing)為的發生。


圖 17.jpg



3. SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍態(tai)-活態(tai)面積(ji)比對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)腐蝕的影(ying)響


 SUS 36不銹(xiu)鋼在維尼(ni)綸醛化液(ye)中,活(huo)(huo)態試樣 Ecorr為-200mV,原始鈍態試樣 Ecorr為300mV,當鈍態-活(huo)(huo)態面積比≥50時,電偶對的偶合(he)電位為200mV以上,測量數據見表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面積小于(yu)50倍,表面鈍(dun)化(hua)膜遭到(dao)破損(sun),不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)進行活(huo)化(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai),見圖6-17。當其(qi)鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面積大于(yu)50倍時,由于(yu)電偶對的電化(hua)極化(hua),小面積的活(huo)態(tai)(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)均被陽極極化(hua)到(dao)鈍(dun)態(tai)(tai)電位,阻止了活(huo)態(tai)(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)腐(fu)蝕。