當異種金屬(shu)浸于同種電(dian)解質溶(rong)液中時,每種金屬(shu)都(dou)將建立起(qi)自(zi)身的(de)腐蝕電(dian)位(wei)Ecorr(自(zi)然電(dian)位(wei))。將電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)值(zhi)不同的(de)兩種金屬(shu)彼此偶合,電(dian)位(wei)更(geng)正的(de)金屬(shu)將成為(wei)陰極(ji),電(dian)位(wei)更(geng)負的(de)金屬(shu)將成為(wei)陽極(ji),從(cong)而形成電(dian)偶電(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(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. 電偶法的實驗(yan)過程
a. 強酸介質
強(qiang)酸(suan)介質取自維尼(ni)廠現場(chang)生產(chan)用的醛化液(ye),其成分(fen)見表6-19,溫(wen)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(bu)銹鋼和SUS 36不(bu)銹鋼分(fen)(fen)別加(jia)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)同面積(ji)比(bi)的圓柱(zhu)形(xing)試樣和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不(bu)同面積(ji)比(bi)的長(chang)方形(xing)試樣,多余部分(fen)(fen)用環(huan)氧樹脂封涂,80℃溫度固化。
活態(tai)試樣經1000號(4/0)金相砂紙打磨至鏡面狀態(tai),用酒精擦拭,蒸餾水沖洗,濾紙吸(xi)干(gan)后放(fang)入干(gan)燥(zao)器待用。
不銹鋼鈍(dun)態(tai)試樣拋光(guang)潔凈后,經 -550mV(相對于(yu)SCE)陰極活化,再(zai)進行(xing)陽極鈍(dun)化處理。SUS 36不銹鋼鈍(dun)態(tai)采(cai)用廠家處理的(de)原始鈍(dun)化膜(mo)。
c. 實驗方法
實驗槽(cao)液溫度(du)恒控70℃,在靜止條件下進行實驗。參比電(dian)(dian)極(ji)采用(yong)飽和甘汞(gong)電(dian)(dian)極(ji),鹽橋過渡,放置(zhi)于(yu)活態、鈍(dun)態電(dian)(dian)極(ji)之間各相距1cm。電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)檢測采用(yong)高阻數字(zi)電(dian)(dian)壓表(biao)。
304不銹鋼和(he) SUS 36不銹鋼活(huo)(huo)態(tai)試(shi)樣(yang)(yang)在槽液中分別進行-550mV和(he)-350mV的(de)陰極活(huo)(huo)化(hua)處理,各自測定活(huo)(huo)態(tai)、鈍態(tai)試(shi)樣(yang)(yang)的(de)自腐(fu)蝕電(dian)位(wei)(wei),然后偶合5分鐘(zhong),檢(jian)測偶合電(dian)位(wei)(wei)。
2. 不銹鋼(gang)鈍化膜電(dian)偶法評價方法
a. 運用(yong)臨界值的評價(jia)。
不銹(xiu)鋼(gang)鈍(dun)態-活(huo)態面(mian)積比有(you)一個臨(lin)界值(zhi),由于(yu)電(dian)(dian)偶(ou)電(dian)(dian)池的作用(yong),當(dang)小于(yu)這監男值(zhi)時,大面(mian)積的鈍(dun)態表面(mian)被活(huo)化(hua)腐蝕(shi);當(dang)大于(yu)臨(lin)界值(zhi)時,不銹(xiu)鋼(gang)局部活(huo)態表面(mian)將自動進(jin)行鈍(dun)化(hua)狀態,從(cong)而有(you)效的抗(kang)蝕(shi)性能。
b. 304不銹鋼鈍態-話態面積(ji)比(臨(lin)界值)對不銹鋼腐蝕的(de)影響
304不(bu)銹鋼在維尼綸酸化(hua)液中(zhong),活態(tai)試樣Ecm為(wei)-300mV,鈍態(tai)試樣 Ecorr為(wei)400mV,當鈍態(tai)活態(tai)面積比≥45時,電(dian)偶(ou)對的偶(ou)合電(dian)位為(wei)352mV以上,測量數據見(jian)表(biao)6-20。
不銹鋼的(de)抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)是(shi)由于(yu)其表面能(neng)形成一層具有保護性(xing)的(de)鈍化(hua)膜,然而這層鈍化(hua)膜若(ruo)是(shi)遭到破(po)損而又(you)缺(que)乏自鈍化(hua)的(de)條件(jian)和(he)能(neng)力(li)時,不銹鋼就會處于(yu)活(huo)化(hua)電位狀態而導致腐蝕(shi)的(de)發生(sheng)。
304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鈍態(tai)-活(huo)(huo)態(tai)面(mian)積(ji)(ji)比小于45倍,由(you)于電(dian)(dian)偶電(dian)(dian)流的(de)作用(yong),表面(mian)鈍化膜遭到(dao)破損,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼表面(mian)進入活(huo)(huo)化狀(zhuang)態(tai),見(jian)圖6-17兩種(zhong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)鈍態(tai)-活(huo)(huo)態(tai)面(mian)積(ji)(ji)比與電(dian)(dian)偶電(dian)(dian)位的(de)關(guan)系。由(you)圖可見(jian),當(dang)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鈍態(tai)-活(huo)(huo)態(tai)面(mian)積(ji)(ji)比≥45倍時,由(you)于電(dian)(dian)偶對(dui)的(de)電(dian)(dian)化學極(ji)(ji)化,小面(mian)積(ji)(ji)的(de)活(huo)(huo)態(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼均被陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化到(dao)鈍態(tai)電(dian)(dian)位,阻止了活(huo)(huo)態(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼腐(fu)蝕(shi)行為的(de)發生(sheng)。
3. SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼鈍(dun)態-活(huo)態面積比對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼腐蝕的影響
SUS 36不銹鋼在維尼綸醛(quan)化液中,活(huo)態試樣(yang) Ecorr為-200mV,原始鈍態試樣(yang) Ecorr為300mV,當(dang)鈍態-活(huo)態面積比≥50時(shi),電偶(ou)對的偶(ou)合電位(wei)為200mV以(yi)上,測量數據見表6-21。
SUS 36不(bu)銹鋼(gang)(gang)鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)面(mian)積(ji)小(xiao)于(yu)50倍,表面(mian)鈍(dun)化膜遭到破損,不(bu)銹鋼(gang)(gang)進行活化狀態(tai)(tai)(tai),見圖6-17。當其鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)面(mian)積(ji)大于(yu)50倍時,由于(yu)電(dian)(dian)偶(ou)對的電(dian)(dian)化極化,小(xiao)面(mian)積(ji)的活態(tai)(tai)(tai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)均被陽(yang)極極化到鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)電(dian)(dian)位,阻止了(le)活態(tai)(tai)(tai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)腐(fu)蝕。