當異種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)浸于同(tong)種(zhong)(zhong)電解質溶液中時,每種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)都將(jiang)(jiang)建立起(qi)自(zi)身(shen)的腐(fu)蝕電位Ecorr(自(zi)然電位)。將(jiang)(jiang)電極(ji)電位值(zhi)不(bu)同(tong)的兩種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)彼此偶合,電位更正的金屬(shu)(shu)(shu)將(jiang)(jiang)成為陰極(ji),電位更負的金屬(shu)(shu)(shu)將(jiang)(jiang)成為陽極(ji),從而形成電偶電池(chi)。


 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(xiu)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(yan)過程


a. 強酸(suan)介(jie)質


  強酸介(jie)質取自維尼廠(chang)現場生(sheng)產用的醛化(hua)液,其成分見表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. 試樣(yang)制備


  304不銹鋼和SUS 36不銹鋼分別(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㎡等不同(tong)面積比的(de)圓柱形試樣(yang)和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不同(tong)面積比的(de)長方形試樣(yang),多余(yu)部(bu)分用環氧樹脂(zhi)封涂,80℃溫度固(gu)化。


  活(huo)態(tai)(tai)試樣經1000號(4/0)金相砂紙打磨至鏡面(mian)狀態(tai)(tai),用(yong)酒精擦拭,蒸餾水沖(chong)洗,濾紙吸干后放入干燥器待用(yong)。


  不(bu)銹鋼(gang)鈍態(tai)試樣拋(pao)光潔(jie)凈(jing)后,經 -550mV(相(xiang)對于(yu)SCE)陰(yin)極(ji)活化,再進行陽(yang)極(ji)鈍化處理。SUS 36不(bu)銹鋼(gang)鈍態(tai)采用廠(chang)家處理的原始鈍化膜。


c. 實驗方法


 實驗(yan)槽液(ye)溫度(du)恒控70℃,在靜(jing)止條件下進行(xing)實驗(yan)。參比電(dian)(dian)極采用飽和甘(gan)汞(gong)電(dian)(dian)極,鹽橋(qiao)過渡,放置于(yu)活態、鈍(dun)態電(dian)(dian)極之間各相距1cm。電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位檢測采用高(gao)阻數字電(dian)(dian)壓(ya)表。


 304不(bu)銹鋼和 SUS 36不(bu)銹鋼活態試樣在槽液(ye)中分別進行-550mV和-350mV的陰極活化處理,各自(zi)測定活態、鈍態試樣的自(zi)腐蝕電(dian)位,然(ran)后偶合(he)5分鐘,檢(jian)測偶合(he)電(dian)位。



2. 不銹鋼(gang)鈍(dun)化(hua)膜電偶法(fa)評價方法(fa)


a. 運用臨界(jie)值的評價。


 不銹鋼(gang)(gang)鈍態-活態面積(ji)比有(you)一個臨(lin)界值,由(you)于(yu)電偶電池的(de)作用,當小于(yu)這(zhe)監男值時,大面積(ji)的(de)鈍態表面被活化(hua)(hua)腐蝕(shi)(shi);當大于(yu)臨(lin)界值時,不銹鋼(gang)(gang)局部(bu)活態表面將自動進行鈍化(hua)(hua)狀態,從而有(you)效的(de)抗蝕(shi)(shi)性能。


b. 304不銹(xiu)鋼鈍(dun)態(tai)-話態(tai)面積(ji)比(臨界值)對不銹(xiu)鋼腐蝕的影響


 304不銹(xiu)鋼在維尼(ni)綸酸化液中,活態(tai)(tai)試樣(yang)Ecm為-300mV,鈍態(tai)(tai)試樣(yang) Ecorr為400mV,當鈍態(tai)(tai)活態(tai)(tai)面積比≥45時,電偶對的偶合電位為352mV以上(shang),測量數據見表6-20。


表 20.jpg


 不(bu)銹鋼(gang)的抗腐蝕性(xing)能(neng)(neng)是由于其表面能(neng)(neng)形(xing)成一層(ceng)具有保(bao)護性(xing)的鈍化(hua)(hua)膜(mo),然而這層(ceng)鈍化(hua)(hua)膜(mo)若(ruo)是遭到破(po)損而又缺乏自(zi)鈍化(hua)(hua)的條件和能(neng)(neng)力時,不(bu)銹鋼(gang)就(jiu)會處于活化(hua)(hua)電(dian)位狀(zhuang)態而導(dao)致腐蝕的發生。


  304不銹鋼(gang)(gang)鈍(dun)態-活(huo)態面積比(bi)小于45倍,由于電(dian)(dian)偶電(dian)(dian)流的作(zuo)用(yong),表面鈍(dun)化膜遭到(dao)破損,不銹鋼(gang)(gang)表面進入活(huo)化狀(zhuang)態,見(jian)圖6-17兩種不銹鋼(gang)(gang)的鈍(dun)態-活(huo)態面積比(bi)與電(dian)(dian)偶電(dian)(dian)位的關(guan)系。由圖可見(jian),當304不銹鋼(gang)(gang)鈍(dun)態-活(huo)態面積比(bi)≥45倍時,由于電(dian)(dian)偶對的電(dian)(dian)化學極化,小面積的活(huo)態不銹鋼(gang)(gang)均被陽(yang)極極化到(dao)鈍(dun)態電(dian)(dian)位,阻(zu)止了(le)活(huo)態不銹鋼(gang)(gang)腐(fu)蝕行為的發生(sheng)。


圖 17.jpg



3. SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼鈍態-活態面積(ji)比對不(bu)銹(xiu)鋼腐(fu)蝕的影響(xiang)


 SUS 36不銹鋼在維(wei)尼綸醛化(hua)液中,活(huo)態(tai)試樣 Ecorr為-200mV,原始鈍(dun)態(tai)試樣 Ecorr為300mV,當鈍(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面積(ji)比≥50時,電(dian)偶(ou)對的偶(ou)合(he)電(dian)位(wei)為200mV以上(shang),測(ce)量(liang)數據見(jian)表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不(bu)銹鋼(gang)鈍(dun)態-活(huo)(huo)態面(mian)積小(xiao)于50倍(bei),表面(mian)鈍(dun)化(hua)膜遭到(dao)破損,不(bu)銹鋼(gang)進(jin)行活(huo)(huo)化(hua)狀態,見(jian)圖6-17。當其鈍(dun)態-活(huo)(huo)態面(mian)積大于50倍(bei)時(shi),由于電偶對的電化(hua)極化(hua),小(xiao)面(mian)積的活(huo)(huo)態不(bu)銹鋼(gang)均被陽極極化(hua)到(dao)鈍(dun)態電位,阻止(zhi)了活(huo)(huo)態不(bu)銹鋼(gang)腐蝕(shi)。