當異種(zhong)金(jin)屬浸于同種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)解質溶(rong)液(ye)中時,每種(zhong)金(jin)屬都將(jiang)建立(li)起自(zi)身的(de)腐蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)Ecorr(自(zi)然(ran)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei))。將(jiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)值不同的(de)兩種(zhong)金(jin)屬彼此偶合,電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)更(geng)正的(de)金(jin)屬將(jiang)成為陰極(ji),電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)更(geng)負的(de)金(jin)屬將(jiang)成為陽(yang)極(ji),從(cong)而形(xing)成電(dian)(dian)(dian)(dian)偶電(dian)(dian)(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(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(fa)的(de)實驗過程
a. 強酸(suan)介質
強(qiang)酸介質取自維尼廠現場生產用的(de)醛化液,其(qi)成分見表6-19,溫度為(wei)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(gang)和SUS 36不(bu)銹鋼(gang)分別加工成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(bu)同(tong)面積(ji)比(bi)的(de)(de)圓柱形試(shi)樣和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等(deng)不(bu)同(tong)面積(ji)比(bi)的(de)(de)長方形試(shi)樣,多余部分用環氧樹脂封涂,80℃溫度固化。
活態試樣經1000號(4/0)金相砂(sha)紙打(da)磨(mo)至鏡面狀態,用酒精擦拭,蒸餾水沖洗,濾紙吸干后放入干燥(zao)器待用。
不銹鋼(gang)鈍(dun)態試樣拋光潔凈(jing)后,經(jing) -550mV(相對(dui)于SCE)陰極活(huo)化(hua),再進行陽極鈍(dun)化(hua)處理。SUS 36不銹鋼(gang)鈍(dun)態采(cai)用廠家處理的(de)原始鈍(dun)化(hua)膜。
c. 實驗方法
實(shi)驗槽液溫度恒控(kong)70℃,在(zai)靜止條件(jian)下進行實(shi)驗。參比電極(ji)采用(yong)飽和甘汞電極(ji),鹽橋過(guo)渡,放置(zhi)于(yu)活態、鈍態電極(ji)之間(jian)各相距(ju)1cm。電極(ji)電位檢測(ce)采用(yong)高阻數字電壓(ya)表。
304不銹(xiu)鋼和 SUS 36不銹(xiu)鋼活態(tai)試樣在(zai)槽液中分(fen)(fen)別進行-550mV和-350mV的(de)陰極(ji)活化(hua)處理(li),各自測(ce)定活態(tai)、鈍態(tai)試樣的(de)自腐蝕(shi)電位,然后偶合5分(fen)(fen)鐘,檢測(ce)偶合電位。
2. 不銹鋼鈍化膜電偶法(fa)(fa)評價方法(fa)(fa)
a. 運用臨界(jie)值的評價(jia)。
不銹鋼鈍(dun)態(tai)(tai)-活(huo)(huo)態(tai)(tai)面(mian)(mian)積比有(you)一個臨(lin)界值(zhi)(zhi),由(you)于電(dian)偶電(dian)池的(de)(de)作用(yong),當小(xiao)于這(zhe)監(jian)男值(zhi)(zhi)時,大面(mian)(mian)積的(de)(de)鈍(dun)態(tai)(tai)表面(mian)(mian)被活(huo)(huo)化(hua)腐蝕;當大于臨(lin)界值(zhi)(zhi)時,不銹鋼局部活(huo)(huo)態(tai)(tai)表面(mian)(mian)將自動進行(xing)鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai),從而有(you)效(xiao)的(de)(de)抗蝕性能。
b. 304不(bu)銹鋼(gang)鈍態-話態面積比(臨界值)對不(bu)銹鋼(gang)腐蝕的影響
304不銹鋼(gang)在維(wei)尼綸酸化液中,活態(tai)試樣(yang)(yang)Ecm為-300mV,鈍態(tai)試樣(yang)(yang) Ecorr為400mV,當鈍態(tai)活態(tai)面(mian)積比≥45時,電偶對的偶合電位為352mV以(yi)上,測量數據見(jian)表6-20。
不(bu)(bu)銹鋼(gang)的抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)是(shi)由于其表面能(neng)形成一層具(ju)有保護性(xing)的鈍化(hua)膜(mo),然而(er)這層鈍化(hua)膜(mo)若是(shi)遭到破損而(er)又缺(que)乏自(zi)鈍化(hua)的條件和能(neng)力時,不(bu)(bu)銹鋼(gang)就(jiu)會(hui)處于活(huo)化(hua)電位狀態而(er)導致腐蝕(shi)的發生。
304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)面積(ji)比(bi)小(xiao)(xiao)于(yu)45倍,由(you)于(yu)電(dian)偶電(dian)流的(de)作用,表面鈍(dun)(dun)化膜遭到(dao)破損(sun),不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表面進入活化狀態(tai)(tai)(tai),見(jian)圖(tu)6-17兩種(zhong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)面積(ji)比(bi)與電(dian)偶電(dian)位(wei)的(de)關系。由(you)圖(tu)可見(jian),當(dang)304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)-活態(tai)(tai)(tai)面積(ji)比(bi)≥45倍時,由(you)于(yu)電(dian)偶對的(de)電(dian)化學極(ji)化,小(xiao)(xiao)面積(ji)的(de)活態(tai)(tai)(tai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)均(jun)被陽極(ji)極(ji)化到(dao)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)電(dian)位(wei),阻止了(le)活態(tai)(tai)(tai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)腐蝕行為的(de)發生。
3. SUS 36不(bu)銹鋼鈍態(tai)-活(huo)態(tai)面積比對不(bu)銹鋼腐蝕的影響(xiang)
SUS 36不銹鋼(gang)在維尼(ni)綸醛化液(ye)中,活態試樣 Ecorr為(wei)-200mV,原始鈍態試樣 Ecorr為(wei)300mV,當鈍態-活態面積比≥50時,電偶對的偶合電位為(wei)200mV以(yi)上,測(ce)量(liang)數(shu)據見(jian)表6-21。
SUS 36不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鈍(dun)(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面積小于(yu)50倍(bei),表(biao)面鈍(dun)(dun)化(hua)膜遭到破損,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)進行活(huo)化(hua)狀態(tai),見圖6-17。當其鈍(dun)(dun)態(tai)-活(huo)態(tai)面積大(da)于(yu)50倍(bei)時,由于(yu)電偶對的(de)電化(hua)極(ji)化(hua),小面積的(de)活(huo)態(tai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)均被陽極(ji)極(ji)化(hua)到鈍(dun)(dun)態(tai)電位,阻止了活(huo)態(tai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)腐蝕。