當異種(zhong)金(jin)屬(shu)浸于同(tong)(tong)種(zhong)電(dian)(dian)解質溶液中時(shi),每種(zhong)金(jin)屬(shu)都將(jiang)(jiang)(jiang)建立(li)起自身(shen)的(de)(de)腐(fu)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)Ecorr(自然(ran)電(dian)(dian)位(wei)(wei))。將(jiang)(jiang)(jiang)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)(wei)值不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)兩種(zhong)金(jin)屬(shu)彼此偶合,電(dian)(dian)位(wei)(wei)更(geng)正的(de)(de)金(jin)屬(shu)將(jiang)(jiang)(jiang)成(cheng)為陰極(ji),電(dian)(dian)位(wei)(wei)更(geng)負的(de)(de)金(jin)屬(shu)將(jiang)(jiang)(jiang)成(cheng)為陽(yang)極(ji),從而形(xing)成(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(hua)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. 電偶法的實驗過程(cheng)
a. 強酸介質
強酸介(jie)質取自(zi)維尼廠現場生產用的醛化液,其成分見表6-19,溫度為70℃。
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(bu)(bu)銹(xiu)鋼和(he)SUS 36不(bu)(bu)銹(xiu)鋼分別加(jia)工成(cheng)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)(bu)同面積比的(de)(de)圓柱形試樣和(he)2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等(deng)不(bu)(bu)同面積比的(de)(de)長方形試樣,多余部(bu)分用(yong)環(huan)氧樹脂封涂,80℃溫度固化(hua)。
活態試樣經1000號(hao)(4/0)金(jin)相砂(sha)紙打磨至鏡面狀態,用酒精擦拭,蒸餾水沖(chong)洗,濾(lv)紙吸干后(hou)放入干燥器(qi)待(dai)用。
不銹鋼鈍(dun)態(tai)試樣拋光潔凈(jing)后,經 -550mV(相對于SCE)陰極活化(hua),再(zai)進行(xing)陽極鈍(dun)化(hua)處理。SUS 36不銹鋼鈍(dun)態(tai)采用廠家處理的(de)原始鈍(dun)化(hua)膜(mo)。
c. 實(shi)驗方(fang)法(fa)
實驗(yan)槽液溫度恒(heng)控70℃,在靜(jing)止條件下(xia)進行實驗(yan)。參比電(dian)極采用(yong)飽和甘汞電(dian)極,鹽橋過渡,放(fang)置于活態(tai)、鈍態(tai)電(dian)極之間(jian)各相距1cm。電(dian)極電(dian)位檢測(ce)采用(yong)高阻數字電(dian)壓表。
304不銹(xiu)鋼和(he) SUS 36不銹(xiu)鋼活態(tai)試(shi)樣在槽液中(zhong)分(fen)別進行-550mV和(he)-350mV的陰(yin)極活化處理,各(ge)自測定活態(tai)、鈍態(tai)試(shi)樣的自腐蝕電位(wei),然后偶合5分(fen)鐘,檢測偶合電位(wei)。
2. 不銹鋼鈍化膜(mo)電偶法(fa)(fa)評(ping)價方法(fa)(fa)
a. 運用(yong)臨界值的評價。
不銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面積(ji)比有(you)(you)一個臨界值(zhi)(zhi),由于電偶電池的作用,當小于這監男值(zhi)(zhi)時,大(da)面積(ji)的鈍(dun)(dun)態(tai)表面被活(huo)化腐蝕;當大(da)于臨界值(zhi)(zhi)時,不銹(xiu)鋼局部活(huo)態(tai)表面將自動(dong)進行鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)態(tai),從而有(you)(you)效的抗蝕性能。
b. 304不銹鋼鈍(dun)態-話(hua)態面積比(臨(lin)界值(zhi))對不銹鋼腐蝕(shi)的影響
304不銹鋼在維尼綸(lun)酸化液中,活態(tai)試(shi)樣(yang)Ecm為-300mV,鈍(dun)(dun)態(tai)試(shi)樣(yang) Ecorr為400mV,當鈍(dun)(dun)態(tai)活態(tai)面積比≥45時(shi),電偶(ou)對的偶(ou)合電位為352mV以上,測量(liang)數據見表(biao)6-20。
不(bu)銹鋼的抗腐蝕(shi)性(xing)能是由于其表面能形成一層具有(you)保護性(xing)的鈍(dun)化(hua)膜,然而這層鈍(dun)化(hua)膜若是遭到(dao)破損而又缺乏自鈍(dun)化(hua)的條件和能力時,不(bu)銹鋼就會處于活(huo)化(hua)電位狀態而導致(zhi)腐蝕(shi)的發生。
304不(bu)銹鋼鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)面積比(bi)小于(yu)45倍(bei),由于(yu)電偶電流的(de)(de)作用,表(biao)面鈍(dun)化膜遭到破損,不(bu)銹鋼表(biao)面進入活化狀態(tai)(tai)(tai)(tai),見圖6-17兩種不(bu)銹鋼的(de)(de)鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)面積比(bi)與電偶電位的(de)(de)關系。由圖可見,當(dang)304不(bu)銹鋼鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)面積比(bi)≥45倍(bei)時,由于(yu)電偶對的(de)(de)電化學極(ji)化,小面積的(de)(de)活態(tai)(tai)(tai)(tai)不(bu)銹鋼均被陽極(ji)極(ji)化到鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)電位,阻止(zhi)了活態(tai)(tai)(tai)(tai)不(bu)銹鋼腐蝕行為(wei)的(de)(de)發生(sheng)。
3. SUS 36不銹鋼鈍(dun)態(tai)-活態(tai)面(mian)積比(bi)對不銹鋼腐蝕的影(ying)響
SUS 36不銹鋼(gang)在維尼(ni)綸醛化液中,活(huo)態(tai)試樣 Ecorr為-200mV,原始(shi)鈍(dun)態(tai)試樣 Ecorr為300mV,當鈍(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面(mian)積比≥50時,電偶(ou)對的偶(ou)合(he)電位為200mV以上,測量數(shu)據(ju)見表6-21。
SUS 36不銹鋼鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)(tai)面(mian)積(ji)小于50倍(bei)(bei),表面(mian)鈍(dun)化(hua)膜遭到(dao)破損,不銹鋼進(jin)行活(huo)化(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai),見圖6-17。當其鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)(tai)面(mian)積(ji)大于50倍(bei)(bei)時,由于電偶(ou)對的電化(hua)極化(hua),小面(mian)積(ji)的活(huo)態(tai)(tai)(tai)不銹鋼均被陽極極化(hua)到(dao)鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)電位,阻(zu)止了活(huo)態(tai)(tai)(tai)不銹鋼腐蝕。