當異(yi)種金(jin)屬(shu)浸于同種電(dian)(dian)解質(zhi)溶液中(zhong)時,每(mei)種金(jin)屬(shu)都(dou)將(jiang)建(jian)立起自(zi)身(shen)的腐蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)Ecorr(自(zi)然電(dian)(dian)位(wei))。將(jiang)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)值不同的兩種金(jin)屬(shu)彼(bi)此偶合(he),電(dian)(dian)位(wei)更正(zheng)的金(jin)屬(shu)將(jiang)成(cheng)為(wei)陰極(ji),電(dian)(dian)位(wei)更負(fu)的金(jin)屬(shu)將(jiang)成(cheng)為(wei)陽極(ji),從而(er)形成(cheng)電(dian)(dian)偶電(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不銹鋼(gang) 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


  強酸介(jie)質取自維尼廠(chang)現(xian)場(chang)生產(chan)用的醛化液,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. 試樣制(zhi)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(deng)不同面積比的圓(yuan)柱形(xing)試樣(yang)和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等(deng)不同面積比的長方形(xing)試樣(yang),多余部分(fen)用環氧(yang)樹(shu)脂封涂,80℃溫度固(gu)化(hua)。


  活態試樣經1000號(hao)(4/0)金(jin)相砂紙打磨(mo)至(zhi)鏡面狀態,用(yong)酒精(jing)擦拭(shi),蒸(zheng)餾水沖(chong)洗,濾(lv)紙吸干后(hou)放入干燥器待用(yong)。


  不(bu)銹鋼鈍(dun)態試樣(yang)拋(pao)光潔(jie)凈后,經 -550mV(相對(dui)于SCE)陰極活化,再進行陽(yang)極鈍(dun)化處理。SUS 36不(bu)銹鋼鈍(dun)態采用廠家處理的原(yuan)始鈍(dun)化膜。


c. 實驗方法


 實驗槽液溫(wen)度恒控70℃,在靜(jing)止條件(jian)下進行實驗。參比電極(ji)采用飽和甘汞電極(ji),鹽橋過渡,放置(zhi)于活態、鈍態電極(ji)之間各(ge)相距1cm。電極(ji)電位檢測(ce)采用高阻數字電壓表。


 304不銹(xiu)鋼和(he) SUS 36不銹(xiu)鋼活態(tai)試樣(yang)(yang)在槽液中分別進(jin)行-550mV和(he)-350mV的陰極活化處理(li),各自測定活態(tai)、鈍(dun)態(tai)試樣(yang)(yang)的自腐蝕電位,然后偶(ou)合(he)5分鐘,檢測偶(ou)合(he)電位。



2. 不銹鋼鈍化膜電偶法(fa)評(ping)價方(fang)法(fa)


a. 運(yun)用臨界(jie)值(zhi)的評價。


 不銹鋼(gang)鈍(dun)態-活態面積比(bi)有一個臨界值(zhi),由于電(dian)偶電(dian)池(chi)的(de)作(zuo)用(yong),當小于這監男值(zhi)時,大面積的(de)鈍(dun)態表(biao)面被活化(hua)腐(fu)蝕;當大于臨界值(zhi)時,不銹鋼(gang)局部(bu)活態表(biao)面將自動進行鈍(dun)化(hua)狀態,從而有效的(de)抗蝕性(xing)能。


b. 304不銹(xiu)鋼鈍(dun)態-話態面積比(臨(lin)界值)對不銹(xiu)鋼腐蝕的影響


 304不(bu)銹鋼在維尼綸酸化(hua)液中,活(huo)態(tai)試樣Ecm為(wei)(wei)-300mV,鈍(dun)態(tai)試樣 Ecorr為(wei)(wei)400mV,當鈍(dun)態(tai)活(huo)態(tai)面(mian)積比≥45時,電偶對的偶合電位為(wei)(wei)352mV以上(shang),測量數據見表6-20。


表 20.jpg


 不(bu)銹鋼(gang)的(de)抗腐蝕(shi)性能(neng)是由于其(qi)表面能(neng)形成一層(ceng)(ceng)具(ju)有保護性的(de)鈍化膜,然而(er)這層(ceng)(ceng)鈍化膜若是遭(zao)到破(po)損而(er)又缺乏自(zi)鈍化的(de)條件(jian)和能(neng)力時,不(bu)銹鋼(gang)就會處于活化電位狀態而(er)導致腐蝕(shi)的(de)發生(sheng)。


  304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鈍態(tai)(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)(tai)面(mian)積比(bi)小于(yu)(yu)45倍,由于(yu)(yu)電(dian)偶電(dian)流的(de)(de)作用,表面(mian)鈍化膜(mo)遭到破損(sun),不銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)進入活(huo)化狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai),見(jian)圖6-17兩(liang)種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)鈍態(tai)(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)(tai)面(mian)積比(bi)與電(dian)偶電(dian)位(wei)的(de)(de)關系。由圖可見(jian),當304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鈍態(tai)(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)(tai)面(mian)積比(bi)≥45倍時,由于(yu)(yu)電(dian)偶對的(de)(de)電(dian)化學(xue)極(ji)化,小面(mian)積的(de)(de)活(huo)態(tai)(tai)(tai)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)均被(bei)陽極(ji)極(ji)化到鈍態(tai)(tai)(tai)電(dian)位(wei),阻止了活(huo)態(tai)(tai)(tai)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)腐蝕行為的(de)(de)發(fa)生。


圖 17.jpg



3. SUS 36不(bu)銹鋼鈍態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面積比對不(bu)銹鋼腐蝕的影(ying)響


 SUS 36不銹鋼在維(wei)尼綸(lun)醛(quan)化(hua)液中,活態(tai)試(shi)樣 Ecorr為-200mV,原始鈍態(tai)試(shi)樣 Ecorr為300mV,當鈍態(tai)-活態(tai)面積比≥50時,電偶(ou)對的偶(ou)合(he)電位為200mV以(yi)上,測量數據(ju)見表(biao)6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)面積小于50倍,表面鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)膜遭(zao)到破損,不銹鋼(gang)進(jin)行活化(hua)狀態(tai)(tai)(tai)(tai),見圖6-17。當其(qi)鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)面積大于50倍時,由于電(dian)偶對的電(dian)化(hua)極化(hua),小面積的活態(tai)(tai)(tai)(tai)不銹鋼(gang)均(jun)被陽極極化(hua)到鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)電(dian)位(wei),阻止了活態(tai)(tai)(tai)(tai)不銹鋼(gang)腐蝕。