當異種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)浸(jin)于(yu)同種(zhong)(zhong)電(dian)(dian)解質溶液中時,每種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)都(dou)將建立起自身的(de)腐(fu)蝕電(dian)(dian)位(wei)Ecorr(自然電(dian)(dian)位(wei))。將電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)值不同的(de)兩種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)彼此偶(ou)合(he),電(dian)(dian)位(wei)更正的(de)金(jin)(jin)屬(shu)將成為(wei)陰(yin)極,電(dian)(dian)位(wei)更負(fu)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)將成為(wei)陽極,從(cong)而形成電(dian)(dian)偶(ou)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(gang)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


a. 強(qiang)酸介質(zhi)


  強酸介(jie)質取自維尼廠(chang)現場生產用的醛化液,其成分見表(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(yang)制備


  304不(bu)銹鋼和(he)SUS 36不(bu)銹鋼分別加(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㎡等不(bu)同(tong)面(mian)積(ji)比的(de)圓(yuan)柱形試(shi)樣(yang)(yang)和(he)2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不(bu)同(tong)面(mian)積(ji)比的(de)長方形試(shi)樣(yang)(yang),多余部分用環(huan)氧樹(shu)脂封涂,80℃溫度(du)固化。


  活態(tai)試(shi)樣經1000號(4/0)金相砂紙打磨(mo)至(zhi)鏡面狀態(tai),用(yong)酒精擦(ca)拭(shi),蒸餾(liu)水沖洗(xi),濾紙吸干后(hou)放入干燥器(qi)待用(yong)。


  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍態試樣(yang)拋光潔凈后,經 -550mV(相對于SCE)陰極活(huo)化,再進行陽(yang)極鈍化處理。SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍態采用廠家處理的(de)原始鈍化膜。


c. 實驗方法


 實(shi)驗(yan)(yan)槽(cao)液(ye)溫度恒控(kong)70℃,在靜止條件下進(jin)行實(shi)驗(yan)(yan)。參(can)比電極(ji)采用飽和甘(gan)汞電極(ji),鹽(yan)橋過渡,放置于活態、鈍態電極(ji)之間各相距1cm。電極(ji)電位(wei)檢測采用高阻數字電壓表。


 304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he) SUS 36不銹(xiu)鋼(gang)(gang)活(huo)態(tai)試(shi)樣在槽液(ye)中分別進行-550mV和(he)-350mV的陰極活(huo)化處理,各自(zi)測定活(huo)態(tai)、鈍態(tai)試(shi)樣的自(zi)腐蝕電(dian)位,然后偶合(he)5分鐘,檢測偶合(he)電(dian)位。



2. 不銹鋼(gang)鈍(dun)化膜(mo)電偶法評價方法


a. 運用(yong)臨界值的評價。


 不銹鋼鈍(dun)(dun)(dun)態-活態面(mian)(mian)積比(bi)有(you)一(yi)個臨界值(zhi),由于電(dian)偶電(dian)池的作用,當小于這(zhe)監男值(zhi)時,大面(mian)(mian)積的鈍(dun)(dun)(dun)態表面(mian)(mian)被活化腐蝕(shi);當大于臨界值(zhi)時,不銹鋼局(ju)部活態表面(mian)(mian)將(jiang)自動(dong)進行鈍(dun)(dun)(dun)化狀態,從而有(you)效(xiao)的抗蝕(shi)性能。


b. 304不銹(xiu)鋼(gang)鈍態(tai)-話態(tai)面積比(臨(lin)界值)對不銹(xiu)鋼(gang)腐蝕(shi)的影響


 304不銹鋼在維尼綸酸(suan)化液(ye)中,活態試樣Ecm為-300mV,鈍(dun)態試樣 Ecorr為400mV,當(dang)鈍(dun)態活態面積比(bi)≥45時,電(dian)偶(ou)對的(de)偶(ou)合電(dian)位為352mV以上,測量數(shu)據(ju)見表6-20。


表 20.jpg


 不銹鋼的(de)抗腐蝕性能是由于其(qi)表面能形(xing)成(cheng)一層具有保(bao)護性的(de)鈍(dun)化膜,然而這層鈍(dun)化膜若是遭(zao)到破損而又缺乏自鈍(dun)化的(de)條件和能力時,不銹鋼就會處于活(huo)化電(dian)位狀態而導致腐蝕的(de)發生。


  304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面(mian)積(ji)(ji)比小于(yu)(yu)45倍,由(you)(you)于(yu)(yu)電(dian)(dian)偶電(dian)(dian)流的(de)作用,表(biao)面(mian)鈍(dun)化膜遭到破(po)損,不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)進入活(huo)化狀態(tai)(tai),見圖6-17兩種不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面(mian)積(ji)(ji)比與電(dian)(dian)偶電(dian)(dian)位(wei)的(de)關系(xi)。由(you)(you)圖可見,當304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面(mian)積(ji)(ji)比≥45倍時(shi),由(you)(you)于(yu)(yu)電(dian)(dian)偶對的(de)電(dian)(dian)化學(xue)極化,小面(mian)積(ji)(ji)的(de)活(huo)態(tai)(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)均被陽極極化到鈍(dun)態(tai)(tai)電(dian)(dian)位(wei),阻止了(le)活(huo)態(tai)(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)腐蝕行為的(de)發生。


圖 17.jpg



3. SUS 36不銹(xiu)鋼鈍態-活態面積比(bi)對不銹(xiu)鋼腐蝕的(de)影(ying)響


 SUS 36不銹鋼(gang)在維尼綸(lun)醛化液(ye)中,活(huo)態試樣 Ecorr為(wei)-200mV,原始鈍(dun)態試樣 Ecorr為(wei)300mV,當鈍(dun)態-活(huo)態面積比≥50時,電(dian)偶對的偶合電(dian)位為(wei)200mV以上,測量數(shu)據見表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不銹(xiu)鋼(gang)鈍態(tai)-活(huo)態(tai)面(mian)積(ji)(ji)小于50倍,表面(mian)鈍化(hua)膜遭到破損,不銹(xiu)鋼(gang)進行活(huo)化(hua)狀態(tai),見圖6-17。當(dang)其鈍態(tai)-活(huo)態(tai)面(mian)積(ji)(ji)大于50倍時,由于電偶對(dui)的電化(hua)極(ji)化(hua),小面(mian)積(ji)(ji)的活(huo)態(tai)不銹(xiu)鋼(gang)均被陽極(ji)極(ji)化(hua)到鈍態(tai)電位,阻(zu)止了活(huo)態(tai)不銹(xiu)鋼(gang)腐(fu)蝕(shi)。