當(dang)異種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)浸于同(tong)種電(dian)(dian)解質溶液中時,每種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)都將(jiang)(jiang)建(jian)立(li)起自(zi)身的腐(fu)蝕電(dian)(dian)位Ecorr(自(zi)然電(dian)(dian)位)。將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位值不同(tong)的兩種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)彼此偶(ou)合(he),電(dian)(dian)位更(geng)正的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)將(jiang)(jiang)成(cheng)為(wei)陰(yin)極,電(dian)(dian)位更(geng)負(fu)的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)將(jiang)(jiang)成(cheng)為(wei)陽極,從而形成(cheng)電(dian)(dian)偶(ou)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銹鋼(gang)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. 電偶法的實(shi)驗過(guo)程
a. 強(qiang)酸(suan)介質
強酸介質取自維尼廠現場生產(chan)用的醛(quan)化液,其(qi)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不銹(xiu)鋼和(he)SUS 36不銹(xiu)鋼分(fen)別加工(gong)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)積比(bi)的圓柱形試樣(yang)和(he)2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等(deng)不同面(mian)積比(bi)的長方形試樣(yang),多余部分(fen)用環氧樹脂封涂,80℃溫度固化。
活(huo)態試樣經1000號(hao)(4/0)金相砂紙打磨至鏡面狀態,用(yong)酒(jiu)精擦拭(shi),蒸餾(liu)水沖(chong)洗,濾紙吸干(gan)后(hou)放入干(gan)燥(zao)器待用(yong)。
不銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)態(tai)試(shi)樣拋光潔凈后,經 -550mV(相(xiang)對于SCE)陰極(ji)活化,再(zai)進行(xing)陽極(ji)鈍(dun)(dun)化處(chu)理(li)。SUS 36不銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)態(tai)采用廠家處(chu)理(li)的原始鈍(dun)(dun)化膜。
c. 實驗方法
實驗槽液(ye)溫(wen)度(du)恒控70℃,在靜止條件下進行實驗。參比電(dian)(dian)極采用飽和甘汞電(dian)(dian)極,鹽橋過渡,放(fang)置于活態、鈍態電(dian)(dian)極之間各(ge)相距1cm。電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位檢(jian)測(ce)采用高阻(zu)數(shu)字電(dian)(dian)壓表。
304不銹鋼和 SUS 36不銹鋼活態試樣(yang)在(zai)槽液中(zhong)分(fen)(fen)別進行-550mV和-350mV的(de)陰極活化處(chu)理,各自測定活態、鈍(dun)態試樣(yang)的(de)自腐蝕電(dian)位,然后偶(ou)(ou)合5分(fen)(fen)鐘(zhong),檢(jian)測偶(ou)(ou)合電(dian)位。
2. 不銹鋼鈍化膜電偶法評(ping)價方法
a. 運用臨(lin)界值的評價。
不銹鋼(gang)鈍(dun)態-活態面(mian)積(ji)比有一個臨(lin)(lin)界值(zhi),由于(yu)電偶電池的作用,當小于(yu)這監男值(zhi)時(shi),大面(mian)積(ji)的鈍(dun)態表(biao)面(mian)被(bei)活化腐蝕;當大于(yu)臨(lin)(lin)界值(zhi)時(shi),不銹鋼(gang)局部活態表(biao)面(mian)將自動(dong)進行鈍(dun)化狀態,從而有效的抗蝕性能(neng)。
b. 304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍態(tai)-話態(tai)面積比(臨界值(zhi))對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)腐蝕(shi)的影響
304不銹鋼在維尼綸酸化液中(zhong),活態(tai)試樣Ecm為(wei)-300mV,鈍態(tai)試樣 Ecorr為(wei)400mV,當(dang)鈍態(tai)活態(tai)面積(ji)比(bi)≥45時,電(dian)偶對的偶合電(dian)位為(wei)352mV以上,測(ce)量數(shu)據(ju)見表6-20。
不銹鋼的(de)抗腐(fu)蝕(shi)性能是由于其(qi)表面能形成一層(ceng)具有保護性的(de)鈍(dun)化(hua)膜,然而這層(ceng)鈍(dun)化(hua)膜若是遭到破損(sun)而又(you)缺乏(fa)自(zi)鈍(dun)化(hua)的(de)條件和能力時,不銹鋼就會處于活化(hua)電位狀態而導致(zhi)腐(fu)蝕(shi)的(de)發(fa)生。
304不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鈍(dun)(dun)態-活(huo)態面(mian)積(ji)比小于45倍(bei)(bei),由于電(dian)(dian)偶(ou)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)作用,表面(mian)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜遭到破(po)損,不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)進入活(huo)化(hua)(hua)狀態,見圖6-17兩種(zhong)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)鈍(dun)(dun)態-活(huo)態面(mian)積(ji)比與電(dian)(dian)偶(ou)電(dian)(dian)位的(de)(de)關系。由圖可見,當304不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鈍(dun)(dun)態-活(huo)態面(mian)積(ji)比≥45倍(bei)(bei)時(shi),由于電(dian)(dian)偶(ou)對的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)極(ji)化(hua)(hua),小面(mian)積(ji)的(de)(de)活(huo)態不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)均被陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)到鈍(dun)(dun)態電(dian)(dian)位,阻止(zhi)了活(huo)態不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)腐蝕行(xing)為的(de)(de)發生。
3. SUS 36不銹鋼鈍態(tai)-活態(tai)面積比對(dui)不銹鋼腐(fu)蝕的(de)影響
SUS 36不銹鋼(gang)在維尼綸醛化液中(zhong),活態(tai)(tai)試樣 Ecorr為-200mV,原始鈍(dun)態(tai)(tai)試樣 Ecorr為300mV,當(dang)鈍(dun)態(tai)(tai)-活態(tai)(tai)面(mian)積比≥50時,電偶對(dui)的偶合電位為200mV以(yi)上,測量數據(ju)見表6-21。
SUS 36不銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)態-活(huo)(huo)態面積(ji)小于(yu)50倍(bei),表面鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)遭到破損,不銹鋼(gang)進行活(huo)(huo)化(hua)(hua)狀態,見圖6-17。當(dang)其鈍(dun)(dun)態-活(huo)(huo)態面積(ji)大于(yu)50倍(bei)時,由于(yu)電(dian)偶對的電(dian)化(hua)(hua)極化(hua)(hua),小面積(ji)的活(huo)(huo)態不銹鋼(gang)均被陽極極化(hua)(hua)到鈍(dun)(dun)態電(dian)位,阻止了活(huo)(huo)態不銹鋼(gang)腐蝕。