當異種(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬浸于(yu)同(tong)種(zhong)電(dian)(dian)解質溶液中時,每種(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬都將建立(li)起自(zi)(zi)身的腐蝕電(dian)(dian)位(wei)Ecorr(自(zi)(zi)然電(dian)(dian)位(wei))。將電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)值不同(tong)的兩(liang)種(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬彼此偶(ou)合,電(dian)(dian)位(wei)更(geng)正的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬將成為陰極(ji),電(dian)(dian)位(wei)更(geng)負(fu)的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬將成為陽極(ji),從而形(xing)成電(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(bu)銹鋼鈍化(hua)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(qiang)酸介質(zhi)


  強酸(suan)介質(zhi)取自(zi)維(wei)尼廠現(xian)場生產用的醛化液(ye),其(qi)成(cheng)分見(jian)表6-19,溫度為(wei)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(xiu)鋼和SUS 36不銹(xiu)鋼分(fen)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㎡等不同面積比(bi)的圓柱形(xing)試樣(yang)和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不同面積比(bi)的長方形(xing)試樣(yang),多余部分(fen)用環氧樹脂封涂,80℃溫度(du)固化。


  活態(tai)試樣經1000號(hao)(4/0)金相砂紙(zhi)打磨至鏡面狀(zhuang)態(tai),用酒精擦(ca)拭,蒸餾(liu)水沖洗(xi),濾紙(zhi)吸(xi)干(gan)后放入干(gan)燥(zao)器待(dai)用。


  不(bu)銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)態試樣拋光潔凈后(hou),經 -550mV(相對于SCE)陰(yin)極活化(hua),再進行陽(yang)極鈍(dun)(dun)化(hua)處(chu)理(li)。SUS 36不(bu)銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)態采用廠(chang)家(jia)處(chu)理(li)的原始鈍(dun)(dun)化(hua)膜。


c. 實驗方法(fa)


 實(shi)(shi)驗槽(cao)液(ye)溫度(du)恒(heng)控70℃,在(zai)靜止條件下進行(xing)實(shi)(shi)驗。參(can)比電(dian)極采用飽(bao)和(he)甘(gan)汞(gong)電(dian)極,鹽橋(qiao)過渡(du),放置(zhi)于活態、鈍態電(dian)極之間各相(xiang)距1cm。電(dian)極電(dian)位檢測采用高阻數字電(dian)壓表(biao)。


 304不銹鋼和 SUS 36不銹鋼活(huo)態(tai)試樣在(zai)槽液(ye)中分別進(jin)行-550mV和-350mV的陰極活(huo)化處理,各自測定活(huo)態(tai)、鈍(dun)態(tai)試樣的自腐蝕(shi)電位,然后(hou)偶合5分鐘,檢測偶合電位。



2. 不(bu)銹鋼鈍化(hua)膜電偶法(fa)評(ping)價方法(fa)


a. 運用臨界值的評價(jia)。


 不(bu)銹鋼(gang)鈍態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面(mian)積比有一個臨(lin)界值,由于(yu)電(dian)偶(ou)電(dian)池的作用(yong),當小于(yu)這監(jian)男(nan)值時,大面(mian)積的鈍態(tai)(tai)表面(mian)被活(huo)化(hua)腐蝕(shi);當大于(yu)臨(lin)界值時,不(bu)銹鋼(gang)局部活(huo)態(tai)(tai)表面(mian)將(jiang)自(zi)動進行鈍化(hua)狀態(tai)(tai),從(cong)而有效的抗蝕(shi)性能。


b. 304不銹鋼鈍(dun)態-話態面積比(bi)(臨界值(zhi))對不銹鋼腐蝕的(de)影響(xiang)


 304不銹鋼在維尼綸酸化液中,活態(tai)(tai)試樣Ecm為-300mV,鈍(dun)態(tai)(tai)試樣 Ecorr為400mV,當(dang)鈍(dun)態(tai)(tai)活態(tai)(tai)面積比≥45時,電(dian)偶對的偶合電(dian)位為352mV以上,測量數據見表6-20。


表 20.jpg


 不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)抗腐蝕性能是由于其表面(mian)能形(xing)成一層具(ju)有保護(hu)性的(de)(de)(de)鈍化膜(mo),然而(er)這(zhe)層鈍化膜(mo)若是遭到(dao)破損而(er)又(you)缺(que)乏自(zi)鈍化的(de)(de)(de)條件和能力(li)時,不(bu)銹鋼(gang)就會處于活(huo)化電位狀態(tai)而(er)導致腐蝕的(de)(de)(de)發生。


  304不(bu)銹(xiu)鋼鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)(mian)積(ji)比(bi)小于(yu)45倍,由于(yu)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)電(dian)(dian)(dian)流的(de)作用,表面(mian)(mian)鈍化(hua)膜遭(zao)到破損,不(bu)銹(xiu)鋼表面(mian)(mian)進入活化(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),見(jian)圖6-17兩種(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)(mian)積(ji)比(bi)與電(dian)(dian)(dian)偶(ou)電(dian)(dian)(dian)位(wei)的(de)關系。由圖可見(jian),當(dang)304不(bu)銹(xiu)鋼鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)面(mian)(mian)積(ji)比(bi)≥45倍時,由于(yu)電(dian)(dian)(dian)偶(ou)對的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學極(ji)化(hua),小面(mian)(mian)積(ji)的(de)活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)不(bu)銹(xiu)鋼均被陽極(ji)極(ji)化(hua)到鈍態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)電(dian)(dian)(dian)位(wei),阻止了活態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)不(bu)銹(xiu)鋼腐蝕行為的(de)發生。


圖 17.jpg



3. SUS 36不銹(xiu)鋼鈍態(tai)-活(huo)態(tai)面(mian)積比對不銹(xiu)鋼腐蝕(shi)的影響


 SUS 36不銹鋼在維尼綸(lun)醛(quan)化液中(zhong),活(huo)態試樣 Ecorr為(wei)-200mV,原始鈍態試樣 Ecorr為(wei)300mV,當鈍態-活(huo)態面(mian)積比≥50時(shi),電偶對的偶合電位為(wei)200mV以(yi)上,測(ce)量數(shu)據見表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不(bu)(bu)銹鋼鈍(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面積小于(yu)50倍,表面鈍(dun)化(hua)膜遭到破損,不(bu)(bu)銹鋼進行活(huo)化(hua)狀態(tai),見圖(tu)6-17。當其(qi)鈍(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面積大于(yu)50倍時,由于(yu)電(dian)偶對(dui)的電(dian)化(hua)極(ji)化(hua),小面積的活(huo)態(tai)不(bu)(bu)銹鋼均被陽極(ji)極(ji)化(hua)到鈍(dun)態(tai)電(dian)位,阻止了(le)活(huo)態(tai)不(bu)(bu)銹鋼腐蝕。