當異種(zhong)金(jin)屬浸于(yu)同(tong)種(zhong)電(dian)解質溶液中時(shi),每種(zhong)金(jin)屬都將建立(li)起(qi)自身的(de)(de)腐蝕電(dian)位(wei)(wei)Ecorr(自然電(dian)位(wei)(wei))。將電(dian)極(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)值不同(tong)的(de)(de)兩種(zhong)金(jin)屬彼此偶合(he),電(dian)位(wei)(wei)更正的(de)(de)金(jin)屬將成為陰極(ji)(ji),電(dian)位(wei)(wei)更負(fu)的(de)(de)金(jin)屬將成為陽(yang)極(ji)(ji),從而形成電(dian)偶電(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(bu)銹鋼鈍(dun)化膜(mo)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)偶法的實驗(yan)過程


a. 強酸(suan)介質


  強酸(suan)介質(zhi)取自(zi)維尼廠現場(chang)生產用的醛化液,其成(cheng)分(fen)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. 試樣制備


  304不銹鋼和SUS 36不銹鋼分別加工成0.2c㎡、0.4c㎡、0.8c㎡、1.0c㎡、2.0c㎡、3.0c㎡、4.0c㎡、6.0c㎡、10.0c㎡、20.0c㎡、30.0c㎡等(deng)不同面(mian)積(ji)比的圓柱形(xing)試樣和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等(deng)不同面(mian)積(ji)比的長方(fang)形(xing)試樣,多余部(bu)分用環氧(yang)樹脂封涂,80℃溫度固(gu)化。


  活態試樣經1000號(4/0)金相砂紙打磨(mo)至鏡(jing)面狀(zhuang)態,用酒精擦(ca)拭,蒸餾(liu)水(shui)沖洗(xi),濾紙吸干后放(fang)入干燥器待用。


  不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼鈍態試(shi)樣拋光潔凈后(hou),經 -550mV(相對(dui)于(yu)SCE)陰極活化,再進行(xing)陽極鈍化處(chu)理。SUS 36不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼鈍態采用廠家處(chu)理的原(yuan)始(shi)鈍化膜。


c. 實驗(yan)方法(fa)


 實驗(yan)槽液溫度恒控70℃,在靜止(zhi)條件下進(jin)行實驗(yan)。參比(bi)電(dian)極(ji)采用飽和甘(gan)汞電(dian)極(ji),鹽橋(qiao)過渡,放(fang)置(zhi)于活(huo)態、鈍態電(dian)極(ji)之間各(ge)相距1cm。電(dian)極(ji)電(dian)位檢測采用高阻(zu)數字(zi)電(dian)壓表(biao)。


 304不(bu)銹(xiu)鋼和 SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼活態試樣在槽液中分(fen)別進行-550mV和-350mV的(de)陰(yin)極活化處理(li),各自(zi)測(ce)定活態、鈍態試樣的(de)自(zi)腐蝕(shi)電位(wei),然后偶合(he)5分(fen)鐘,檢測(ce)偶合(he)電位(wei)。



2. 不(bu)銹鋼鈍(dun)化膜(mo)電(dian)偶法評價方法


a. 運用(yong)臨界值的評(ping)價。


 不(bu)銹鋼鈍態-活態面積(ji)比有一(yi)個臨(lin)界(jie)值(zhi),由于(yu)電(dian)偶(ou)電(dian)池(chi)的(de)作用,當小于(yu)這監(jian)男值(zhi)時,大(da)面積(ji)的(de)鈍態表(biao)面被活化腐蝕(shi);當大(da)于(yu)臨(lin)界(jie)值(zhi)時,不(bu)銹鋼局部(bu)活態表(biao)面將(jiang)自動進(jin)行鈍化狀態,從而有效的(de)抗蝕(shi)性能(neng)。


b. 304不(bu)銹鋼鈍態(tai)(tai)-話態(tai)(tai)面積比(臨界(jie)值)對不(bu)銹鋼腐蝕(shi)的影響


 304不銹鋼在(zai)維尼綸酸化液(ye)中,活態(tai)試樣Ecm為(wei)-300mV,鈍態(tai)試樣 Ecorr為(wei)400mV,當鈍態(tai)活態(tai)面積比≥45時,電(dian)偶對的偶合電(dian)位為(wei)352mV以(yi)上,測量(liang)數(shu)據(ju)見(jian)表6-20。


表 20.jpg


 不銹(xiu)鋼的抗腐蝕性(xing)能(neng)(neng)是由于(yu)(yu)其(qi)表(biao)面能(neng)(neng)形成一層具有保護性(xing)的鈍化膜,然而這層鈍化膜若是遭(zao)到破損而又缺乏(fa)自(zi)鈍化的條件和能(neng)(neng)力時,不銹(xiu)鋼就(jiu)會(hui)處于(yu)(yu)活(huo)化電位狀(zhuang)態而導致腐蝕的發生。


  304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)積比小于45倍,由于電(dian)偶電(dian)流的作用,表面(mian)鈍化膜遭到(dao)破損,不銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)進入活(huo)化狀態(tai)(tai)(tai)(tai),見(jian)(jian)圖6-17兩種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)積比與(yu)電(dian)偶電(dian)位的關系(xi)。由圖可見(jian)(jian),當(dang)304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)積比≥45倍時,由于電(dian)偶對的電(dian)化學極(ji)(ji)化,小面(mian)積的活(huo)態(tai)(tai)(tai)(tai)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)均被陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化到(dao)鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)電(dian)位,阻止了活(huo)態(tai)(tai)(tai)(tai)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)腐(fu)蝕行為(wei)的發生(sheng)。


圖 17.jpg



3. SUS 36不(bu)銹鋼鈍態-活態面積比對不(bu)銹鋼腐蝕的影響


 SUS 36不銹鋼在維尼綸醛(quan)化液中,活態(tai)試樣 Ecorr為(wei)-200mV,原始鈍(dun)態(tai)試樣 Ecorr為(wei)300mV,當(dang)鈍(dun)態(tai)-活態(tai)面積比≥50時,電(dian)偶對的偶合電(dian)位為(wei)200mV以上,測量數據見(jian)表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼鈍(dun)態-活(huo)態面(mian)積小于50倍(bei),表面(mian)鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)遭到破損,不(bu)銹(xiu)鋼進行活(huo)化(hua)(hua)狀態,見圖6-17。當其鈍(dun)態-活(huo)態面(mian)積大(da)于50倍(bei)時,由(you)于電偶對的電化(hua)(hua)極化(hua)(hua),小面(mian)積的活(huo)態不(bu)銹(xiu)鋼均被(bei)陽極極化(hua)(hua)到鈍(dun)態電位,阻止(zhi)了活(huo)態不(bu)銹(xiu)鋼腐蝕。