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金属(jīnshǔ)常见的腐蚀形式第一节全面腐蚀(fǔshí)与局部腐蚀(fǔshí)第二节电偶腐蚀(fǔshí)2电偶序电位较负的金属是阳极(yángjí),加速腐蚀电位较正的金属是阴极,受到保护判断标准电极电位→腐蚀电位→电偶序×(稳定电位)√电偶序:根据金属(或合金)在一定条件下测得的稳定电位的相对大小排列而制成的表。(p43Tab.3-1)电偶序与标准电动序区别:含义:电偶序按非平衡可逆体系的稳定电位排列(páiliè)电动序按纯金属在平衡可逆的标准条件下测得的电极电位排列(páiliè)用途:电偶序判断在一定介质中两种金属耦合时产生电偶腐蚀的可能性(阳极?阴极?)电动序判断金属的腐蚀倾向使用电偶序的注意事项:(1)根据相对位置√具体数据?不涉及腐蚀(fǔshí)速度(2)同一组内的金属或合金电位数值相差不大,无显著电偶效应,可联合使用(3)表上方的金属或合金电位低于下方的,两种耦合的金属位置距离越远,电位差值越大,阳极金属(电位较负)腐蚀(fǔshí)程度显著增加。(4)腐蚀(fǔshí)介质的导电性:介质导电性差,电阻大,电偶腐蚀(fǔshí)电流不易分散而集中在阳极上,腐蚀(fǔshí)加剧。3影响因素(1)环境电偶腐蚀中一般较不耐蚀的金属是阳极,但环境不同电位(diànwèi)有时出现逆转。(Tab.3-2)(2)面积效应电偶腐蚀电池中阴极和阳极面积之比对腐蚀过程的影响。阴、阳极面积比的增大与阳极的腐蚀速度呈直线函数关系,增加极为迅速。大阳极-小阴极,阳极腐蚀速度较慢;大阴极-小阳极,阳极腐蚀速度加剧。(3)介质导电性介质的电导率高,则较活泼金属的腐蚀可能扩展到距接触点较远的部位,即有效阳极面积(miànjī)增大,腐蚀不严重。在电解质溶液中,如果没有维持阴极过程的溶解氧,氢离子或其他氧化剂,不能发生电偶腐蚀。如在封闭热水体系中,铜与钢的连接不产生严重的腐蚀。4防止(1)设计时尽量采用电偶序中相近(xiānɡjìn)的金属元素,并尽量避免大阴极/小阳极的面积组合;(2)施工中可考虑在不同金属的连接处加以绝缘。(法兰连接处用绝缘材料的垫片)(3)涂料涂覆在阴极性金属,减小阴极面积;(4)缓蚀剂,减缓介质的腐蚀性;(5)设计时要考虑到易于腐蚀的阳极部件在维修时易于更换或修理。第三节点蚀2机理点蚀为什么要有诱导期?为什么仅在极其局部的区域内发生?点蚀核的形成及材料表面状况钝化金属(钝化膜):溶解—修复基底金属与邻近完好(wánhǎo)钝化膜之间构成局部电池(基底金属为阳极,钝化膜为阴极)→点蚀核→孔口介质pH增大→有沉淀生成→孔口沉积形成闭塞电池→保护穴位→酸度增加,腐蚀速度增大(自催化酸化作用)→蚀坑增大→诱导期结束(进入高速溶解阶段)蚀孔内金属电位(diànwèi)较负,阳极;蚀孔外金属电位(diànwèi)较正,阴极;——活态-钝态腐蚀电池(大阴极/小阳极)孔内(阳极):Fe→Fe2++2eCr→Cr3++3eNi→Ni2++2e孔外(阴极):½O2+H2O+2e→2OH-——宏观腐蚀电池孔内金属离子浓度增加→氯离子向孔内迁移Fe2++2Cl-→FeCl2FeCl2+2H2O→Fe(OH)2+2HCl→酸性(suānxìnɡ)增加导致金属的更大溶解→Fe(OH)2在孔口氧化为Fe(OH)3疏松沉淀→氯离子不断向孔内迁移→水解pH下降→环境不断恶化——由闭塞电池引起孔内酸化从而加速腐蚀的作用,称“自催化酸化作用”3影响因素:材料,介质成分,流速和温度(1)材料具有自钝化特性(tèxìng)的材料易发生点蚀,钝化膜局部有缺陷时,点蚀核在这些点上优先形成。材料的表面粗糙度和清洁度对耐点蚀能力有显著影响,光滑和清洁的表面不易发生点蚀。(2)介质成分多数点蚀破坏是由氯化物和含氯离子引起的。在阳极极化条件下,介质只要含有一定量的氯离子便可使金属发生点蚀。氯离子——激发剂氯离子浓度(nóngdù)增加,点蚀更易发生。在氯化物中,以含有氧化性金属离子的氯化物(CuCl2,FeCl3等)为强烈的点蚀促进剂。(3)流速和温度(wēndù)有流速或提高流速减轻或不发生点蚀。好处:增大流速有助于溶解氧向金属表面的输送,使钝化膜容易形成和修复;减少沉积物及氯离子在金属表面的沉积和吸附,从而减少点蚀发生的机会。坏处:流速过高,会对钝化膜起冲刷破坏作用,引起磨损腐蚀。介质温度(wēndù)升高,会使低温下不发生点蚀的材料发生点蚀。4防止(1)从材料角度出发①选用耐点蚀合金(钼、高纯不锈钢)②保护表面膜③增加壁厚延长蚀孔穿透时间(2)从环境、工艺角度出发尽量降低介质中氯离子、溴离子及氧化(yǎnghuà)性金属