當(dang)異種金(jin)屬浸于同(tong)種電(dian)解質溶液(ye)中時,每種金(jin)屬都將(jiang)建(jian)立起自身(shen)的(de)(de)腐蝕電(dian)位(wei)Ecorr(自然電(dian)位(wei))。將(jiang)電(dian)極電(dian)位(wei)值不同(tong)的(de)(de)兩(liang)種金(jin)屬彼此偶合,電(dian)位(wei)更正的(de)(de)金(jin)屬將(jiang)成為陰極,電(dian)位(wei)更負(fu)的(de)(de)金(jin)屬將(jiang)成為陽極,從而形成電(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鈍化(hua)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. 電偶法的實驗過程


a. 強酸介質


  強酸介(jie)質取自維尼廠(chang)現場生產(chan)用的醛化液,其成分(fen)見(jian)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不銹鋼(gang)和SUS 36不銹鋼(gang)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(ji)比的圓柱(zhu)形試(shi)(shi)樣和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不同面積(ji)比的長方形試(shi)(shi)樣,多余部分(fen)用(yong)環氧樹脂封(feng)涂,80℃溫(wen)度(du)固化(hua)。


  活態試樣經1000號(4/0)金相砂紙打磨(mo)至鏡面狀態,用酒(jiu)精擦拭(shi),蒸餾水沖洗,濾紙吸干后放入干燥器待用。


  不(bu)銹鋼鈍(dun)態試樣拋光(guang)潔凈后,經 -550mV(相(xiang)對于SCE)陰極活化,再進(jin)行陽(yang)極鈍(dun)化處(chu)理。SUS 36不(bu)銹鋼鈍(dun)態采用廠(chang)家處(chu)理的原始鈍(dun)化膜。


c. 實驗方法


 實(shi)(shi)驗(yan)槽液溫度(du)恒控70℃,在靜止(zhi)條件下進行(xing)實(shi)(shi)驗(yan)。參(can)比(bi)電極(ji)(ji)采(cai)用飽和甘汞電極(ji)(ji),鹽橋過渡,放(fang)置于活態(tai)、鈍態(tai)電極(ji)(ji)之間(jian)各相距1cm。電極(ji)(ji)電位檢測采(cai)用高阻數字電壓表。


 304不(bu)銹(xiu)鋼和(he) SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼活(huo)(huo)態試樣在槽液(ye)中分別進(jin)行-550mV和(he)-350mV的陰極活(huo)(huo)化處理(li),各自測定(ding)活(huo)(huo)態、鈍(dun)態試樣的自腐蝕電位(wei),然后偶合5分鐘(zhong),檢測偶合電位(wei)。



2. 不(bu)銹鋼(gang)鈍化膜電偶法評價方法


a. 運用臨界值的(de)評價。


 不(bu)銹鋼(gang)鈍態-活態面(mian)(mian)積(ji)比有一個(ge)臨(lin)界(jie)值,由(you)于(yu)電(dian)偶電(dian)池的(de)(de)作用,當小(xiao)于(yu)這監(jian)男值時,大面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)鈍態表(biao)面(mian)(mian)被活化腐蝕;當大于(yu)臨(lin)界(jie)值時,不(bu)銹鋼(gang)局部(bu)活態表(biao)面(mian)(mian)將自(zi)動進(jin)行鈍化狀態,從而有效的(de)(de)抗蝕性(xing)能。


b. 304不(bu)銹鋼(gang)(gang)鈍態-話態面積比(bi)(臨界(jie)值(zhi))對不(bu)銹鋼(gang)(gang)腐蝕的影(ying)響(xiang)


 304不銹鋼在(zai)維(wei)尼(ni)綸酸化液(ye)中,活態(tai)試樣(yang)Ecm為-300mV,鈍態(tai)試樣(yang) Ecorr為400mV,當鈍態(tai)活態(tai)面積比≥45時,電(dian)偶對的偶合電(dian)位為352mV以上(shang),測量數據(ju)見表(biao)6-20。


表 20.jpg


 不(bu)銹鋼的(de)抗腐(fu)(fu)蝕性能(neng)(neng)是由(you)于其表面(mian)能(neng)(neng)形(xing)成一層具有保護性的(de)鈍(dun)化(hua)膜,然而(er)這層鈍(dun)化(hua)膜若是遭到(dao)破損(sun)而(er)又(you)缺乏自鈍(dun)化(hua)的(de)條件和能(neng)(neng)力(li)時,不(bu)銹鋼就會處于活化(hua)電位狀態(tai)而(er)導致腐(fu)(fu)蝕的(de)發生(sheng)。


  304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面(mian)積(ji)比(bi)小(xiao)(xiao)于45倍,由于電(dian)偶電(dian)流的(de)(de)作用,表面(mian)鈍(dun)(dun)化(hua)膜遭到破損,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼表面(mian)進(jin)入活(huo)化(hua)狀態(tai)(tai),見圖6-17兩(liang)種不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面(mian)積(ji)比(bi)與電(dian)偶電(dian)位(wei)的(de)(de)關系。由圖可見,當304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)-活(huo)態(tai)(tai)面(mian)積(ji)比(bi)≥45倍時(shi),由于電(dian)偶對的(de)(de)電(dian)化(hua)學極化(hua),小(xiao)(xiao)面(mian)積(ji)的(de)(de)活(huo)態(tai)(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼均(jun)被(bei)陽極極化(hua)到鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)電(dian)位(wei),阻止了活(huo)態(tai)(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼腐蝕行為(wei)的(de)(de)發生。


圖 17.jpg



3. SUS 36不(bu)銹鋼(gang)鈍態(tai)-活態(tai)面(mian)積比對不(bu)銹鋼(gang)腐蝕的影響


 SUS 36不銹鋼在維尼綸醛(quan)化液中,活(huo)(huo)態(tai)(tai)試樣 Ecorr為(wei)-200mV,原始鈍態(tai)(tai)試樣 Ecorr為(wei)300mV,當鈍態(tai)(tai)-活(huo)(huo)態(tai)(tai)面(mian)積比(bi)≥50時,電偶對的(de)偶合電位為(wei)200mV以上,測量數據(ju)見表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不(bu)銹鋼鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)面積(ji)小于50倍(bei),表面鈍(dun)化膜遭到破損,不(bu)銹鋼進(jin)行(xing)活化狀態(tai)(tai)(tai)(tai),見圖6-17。當其鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)(tai)面積(ji)大于50倍(bei)時,由于電(dian)偶對的電(dian)化極化,小面積(ji)的活態(tai)(tai)(tai)(tai)不(bu)銹鋼均被(bei)陽極極化到鈍(dun)態(tai)(tai)(tai)(tai)電(dian)位,阻(zu)止了活態(tai)(tai)(tai)(tai)不(bu)銹鋼腐蝕。