當異種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬浸于同(tong)種(zhong)(zhong)電(dian)(dian)解(jie)質溶液中時,每種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬都將建立起(qi)自身的腐蝕電(dian)(dian)位Ecorr(自然電(dian)(dian)位)。將電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位值不同(tong)的兩種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬彼此偶合,電(dian)(dian)位更正的金(jin)(jin)(jin)屬將成為(wei)陰極,電(dian)(dian)位更負的金(jin)(jin)(jin)屬將成為(wei)陽極,從(cong)而(er)形成電(dian)(dian)偶電(dian)(dian)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(bu)銹鋼鈍化膜(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(bu)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(de)實驗過程


a. 強酸介質


  強(qiang)酸介質取自維尼廠現場生產用的醛化液,其成(cheng)分見表(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. 試樣制備


  304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼(gang)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㎡等不(bu)同(tong)面積(ji)比的圓柱(zhu)形(xing)試樣(yang)和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不(bu)同(tong)面積(ji)比的長方形(xing)試樣(yang),多(duo)余部分用環氧樹脂封涂,80℃溫度固化。


  活(huo)態試樣經1000號(4/0)金(jin)相砂紙打磨至鏡面狀態,用(yong)酒精擦拭,蒸餾水(shui)沖洗,濾紙吸干后放入干燥器待用(yong)。


  不銹(xiu)鋼(gang)鈍(dun)態試樣拋光潔(jie)凈后,經 -550mV(相對于(yu)SCE)陰極活化,再進(jin)行(xing)陽極鈍(dun)化處理(li)。SUS 36不銹(xiu)鋼(gang)鈍(dun)態采(cai)用(yong)廠家處理(li)的原始(shi)鈍(dun)化膜。


c. 實驗方法


 實(shi)驗(yan)槽液溫度恒(heng)控70℃,在靜止(zhi)條件(jian)下進行實(shi)驗(yan)。參比電極(ji)采(cai)用(yong)飽(bao)和甘汞(gong)電極(ji),鹽橋過(guo)渡,放置于(yu)活態、鈍態電極(ji)之間各(ge)相距1cm。電極(ji)電位檢(jian)測采(cai)用(yong)高阻數字(zi)電壓(ya)表。


 304不銹鋼和 SUS 36不銹鋼活(huo)態試(shi)樣在槽液中分別(bie)進(jin)行-550mV和-350mV的陰極活(huo)化處理,各自測(ce)定(ding)活(huo)態、鈍態試(shi)樣的自腐蝕電位(wei),然后偶(ou)合(he)5分鐘,檢測(ce)偶(ou)合(he)電位(wei)。



2. 不(bu)銹鋼鈍化(hua)膜電偶法評(ping)價方法


a. 運用臨界值的評價(jia)。


 不(bu)(bu)銹鋼(gang)鈍態-活(huo)態面(mian)(mian)積比有(you)一個(ge)臨界(jie)值,由于電(dian)偶電(dian)池的作(zuo)用,當小于這(zhe)監男值時,大(da)面(mian)(mian)積的鈍態表(biao)面(mian)(mian)被活(huo)化腐(fu)蝕;當大(da)于臨界(jie)值時,不(bu)(bu)銹鋼(gang)局(ju)部活(huo)態表(biao)面(mian)(mian)將自動進行(xing)鈍化狀態,從而(er)有(you)效(xiao)的抗蝕性能。


b. 304不(bu)(bu)銹鋼鈍態(tai)-話(hua)態(tai)面積比(臨(lin)界值)對不(bu)(bu)銹鋼腐蝕的(de)影響


 304不銹鋼(gang)在維尼綸酸化液(ye)中,活態試樣Ecm為-300mV,鈍態試樣 Ecorr為400mV,當(dang)鈍態活態面積比(bi)≥45時,電偶對(dui)的偶合(he)電位為352mV以上,測量(liang)數(shu)據見(jian)表6-20。


表 20.jpg


 不銹(xiu)鋼的抗腐蝕(shi)性(xing)能是(shi)由于其表面能形成一(yi)層具有(you)保護性(xing)的鈍(dun)化(hua)(hua)膜,然而(er)這層鈍(dun)化(hua)(hua)膜若是(shi)遭到破(po)損而(er)又(you)缺乏自(zi)鈍(dun)化(hua)(hua)的條件和能力時,不銹(xiu)鋼就(jiu)會(hui)處(chu)于活化(hua)(hua)電位(wei)狀態而(er)導(dao)致腐蝕(shi)的發生。


  304不銹鋼(gang)鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)比小(xiao)于45倍(bei),由(you)于電(dian)偶電(dian)流的(de)作用,表(biao)面(mian)(mian)鈍化(hua)(hua)膜遭到(dao)破損,不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)進入活化(hua)(hua)狀態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),見圖6-17兩種不銹鋼(gang)的(de)鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)比與電(dian)偶電(dian)位的(de)關(guan)系。由(you)圖可見,當304不銹鋼(gang)鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)比≥45倍(bei)時,由(you)于電(dian)偶對的(de)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)極化(hua)(hua),小(xiao)面(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)的(de)活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)不銹鋼(gang)均被(bei)陽極極化(hua)(hua)到(dao)鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)電(dian)位,阻止了活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)不銹鋼(gang)腐蝕(shi)行(xing)為的(de)發生。


圖 17.jpg



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


 SUS 36不銹鋼在維尼綸醛化液中,活(huo)態試(shi)樣(yang) Ecorr為(wei)(wei)-200mV,原始(shi)鈍(dun)態試(shi)樣(yang) Ecorr為(wei)(wei)300mV,當鈍(dun)態-活(huo)態面積比≥50時,電偶(ou)對的偶(ou)合電位為(wei)(wei)200mV以上,測(ce)量數據見表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不(bu)銹鋼(gang)(gang)鈍態-活(huo)態面(mian)(mian)積(ji)(ji)小于50倍(bei),表面(mian)(mian)鈍化(hua)膜(mo)遭(zao)到破損,不(bu)銹鋼(gang)(gang)進行活(huo)化(hua)狀態,見圖6-17。當(dang)其(qi)鈍態-活(huo)態面(mian)(mian)積(ji)(ji)大于50倍(bei)時,由于電偶對的(de)電化(hua)極(ji)化(hua),小面(mian)(mian)積(ji)(ji)的(de)活(huo)態不(bu)銹鋼(gang)(gang)均被陽極(ji)極(ji)化(hua)到鈍態電位,阻止了活(huo)態不(bu)銹鋼(gang)(gang)腐蝕。