当异种金属浸于同种電(diàn)解质溶液中时,每种金属都将建立起自身的腐蚀電(diàn)位Ecorr(自然電(diàn)位)。将電(diàn)极電(diàn)位值不同的两种金属彼此偶合,電(diàn)位更正的金属将成為(wèi)阴极,電(diàn)位更负的金属将成為(wèi)阳极,从而形成電(diàn)偶電(diàn)池。


 腐蚀電(diàn)位正的金属与腐蚀電(diàn)位负的异种金属构成電(diàn)偶对时,就可(kě)能(néng)使腐蚀電(diàn)位负的发生阳极过程。它们偶合后有(yǒu)一个混合電(diàn)位值,此電(diàn)位值随阴阳极金属面积比而异,可(kě)能(néng)接近電(diàn)位正的金属或接近電(diàn)位负的金属。根据这种電(diàn)化學(xué)的電(diàn)偶腐蚀原理(lǐ)评价不锈钢钝化膜在强酸介质中的自钝能(néng)力。


 维尼纶醛化机受槽、筛网、托辊等设备采用(yòng)的材料為(wèi)304不锈钢 或 SUS 36 不锈钢等,在工业生产过程中,当钝态表面被局部破坏,存在着小(xiǎo)面积活态和大面积钝态的電(diàn)偶对,胡肆福等人用(yòng)饱和甘汞電(diàn)极作参比来测定活态、钝态偶合的電(diàn)偶電(diàn)位,并研究它们的自钝能(néng)力。



1. 電(diàn)偶法的实验过程


a. 强酸介质


  强酸介质取自维尼厂现场生产用(yòng)的醛化液,其成分(fēn)见表6-19,温度為(wèi)70℃。


表 19.jpg


  溶液中铁离子(Fe3+)由设备腐蚀带来,氯离子由试剂和水质带来。


b. 试样制备


  304不锈钢和SUS 36不锈钢分(fēn)别加工成0.2c㎡、0.4c㎡、0.8c㎡、1.0c㎡、2.0c㎡、3.0c㎡、4.0c㎡、6.0c㎡、10.0c㎡、20.0c㎡、30.0c㎡等不同面积比的圆柱形试样和2.5c㎡、7.5c㎡、15.0c㎡、20.0c㎡、22.5c㎡、25.0c㎡、50.0c㎡等不同面积比的長(cháng)方形试样,多(duō)余部分(fēn)用(yòng)环氧树脂封涂,80℃温度固化。


  活态试样经1000号(4/0)金相砂纸打磨至镜面状态,用(yòng)酒精擦拭,蒸馏水冲洗,滤纸吸干后放入干燥器待用(yòng)。


  不锈钢钝态试样抛光洁净后,经 -550mV(相对于SCE)阴极活化,再进行阳极钝化处理(lǐ)。SUS 36不锈钢钝态采用(yòng)厂家处理(lǐ)的原始钝化膜。


c. 实验方法


 实验槽液温度恒控70℃,在静止条件下进行实验。参比電(diàn)极采用(yòng)饱和甘汞電(diàn)极,盐桥过渡,放置于活态、钝态電(diàn)极之间各相距1cm。電(diàn)极電(diàn)位检测采用(yòng)高阻数字電(diàn)压表。


 304不锈钢和 SUS 36不锈钢活态试样在槽液中分(fēn)别进行-550mV和-350mV的阴极活化处理(lǐ),各自测定活态、钝态试样的自腐蚀電(diàn)位,然后偶合5分(fēn)钟,检测偶合電(diàn)位。



2. 不锈钢钝化膜電(diàn)偶法评价方法


a. 运用(yòng)临界值的评价。


 不锈钢钝态-活态面积比有(yǒu)一个临界值,由于電(diàn)偶電(diàn)池的作用(yòng),当小(xiǎo)于这监男值时,大面积的钝态表面被活化腐蚀;当大于临界值时,不锈钢局部活态表面将自动进行钝化状态,从而有(yǒu)效的抗蚀性能(néng)。


b. 304不锈钢钝态-话态面积比(临界值)对不锈钢腐蚀的影响


 304不锈钢在维尼纶酸化液中,活态试样Ecm為(wèi)-300mV,钝态试样 Ecorr為(wèi)400mV,当钝态活态面积比≥45时,電(diàn)偶对的偶合電(diàn)位為(wèi)352mV以上,测量数据见表6-20。


表 20.jpg


 不锈钢的抗腐蚀性能(néng)是由于其表面能(néng)形成一层具有(yǒu)保护性的钝化膜,然而这层钝化膜若是遭到破损而又(yòu)缺乏自钝化的条件和能(néng)力时,不锈钢就会处于活化電(diàn)位状态而导致腐蚀的发生。


  304不锈钢钝态-活态面积比小(xiǎo)于45倍,由于電(diàn)偶電(diàn)流的作用(yòng),表面钝化膜遭到破损,不锈钢表面进入活化状态,见图6-17两种不锈钢的钝态-活态面积比与電(diàn)偶電(diàn)位的关系。由图可(kě)见,当304不锈钢钝态-活态面积比≥45倍时,由于電(diàn)偶对的電(diàn)化學(xué)极化,小(xiǎo)面积的活态不锈钢均被阳极极化到钝态電(diàn)位,阻止了活态不锈钢腐蚀行為(wèi)的发生。


图 17.jpg



3. SUS 36不锈钢钝态-活态面积比对不锈钢腐蚀的影响


 SUS 36不锈钢在维尼纶醛化液中,活态试样 Ecorr為(wèi)-200mV,原始钝态试样 Ecorr為(wèi)300mV,当钝态-活态面积比≥50时,電(diàn)偶对的偶合電(diàn)位為(wèi)200mV以上,测量数据见表6-21。


表 21.jpg


 SUS 36不锈钢钝态-活态面积小(xiǎo)于50倍,表面钝化膜遭到破损,不锈钢进行活化状态,见图6-17。当其钝态-活态面积大于50倍时,由于電(diàn)偶对的電(diàn)化极化,小(xiǎo)面积的活态不锈钢均被阳极极化到钝态電(diàn)位,阻止了活态不锈钢腐蚀。