电化学腐蚀电位知识

金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中,金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物(或金属难溶盐);介质中的物质从金属表面获得电子而被还原,其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中,获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。

在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应,其余表面区域主要进行阴极反应,则称前者为阳极区,后者为阴极区,阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应,故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接,以使腐蚀发生在电位较低的金属上。

腐蚀电位指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象

即金属在土介质中未通过电流时所产生的电位,称为腐蚀电位,也称自然电位或自腐电位或自然腐蚀电位或自腐蚀电位。

腐蚀电位

金属结构物的性质和土质都可直接影响到腐蚀电位,但这种影响不大,当测得腐蚀电位有变化且电位增大时,应考虑土层中有杂散电流存在的。

分类

可分为湿腐蚀电位和干腐蚀电位两类。湿腐蚀电位指金属在有水存在下的腐蚀电位,干腐蚀电位则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀电位。由于大气中普遍含有水,化工生产中也经常处理各种水溶液,因此湿腐蚀电位是最常见的,但高温操作时干腐蚀电位造成的危害也不容忽视。

湿腐蚀电位金属在水溶液中的腐蚀电位是一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电位电池,金属在溶液中失去电子,变成带正电的离子,这是一个氧化过程即阳极过程。与此同时在接触水溶液的金属表面,电子有大量机会被溶液中的某种物质中和,中和电子的过程是还原过程,即阴极过程。常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化剂被还原和贵金属沉积等。

随着腐蚀电位过程的进行,在多数情况下,阴极或阳极过程会受到阻滞而变慢,这个现象称为极化,金属的腐蚀电位随极化而减缓。

干腐蚀电位一般指在高温气体中发生的腐蚀电位,常见的是高温氧化。在高温气体中,金属表面产生一层氧化膜,膜的性质和生长规律决定金属的耐腐蚀电位性。膜的生长规律可分为直线规律、抛物线规律和对数规律。直线规律的氧化最危险,因为金属失重随时间以恒速上升。抛物线和对数的规律是氧化速度随膜厚增长而下降,较安全,如铝在常温氧化遵循对数规律,几天后膜的生长就停止,因此它有良好的耐大气氧化性。

形态:

可分为均匀腐蚀电位和局部腐蚀电位两种。在化工生产中,后者的危害更严重。

均匀腐蚀电位发生在金属表面的全部或大部,也称全面腐蚀电位。多数情况下,金属表面会生成保护性的腐蚀电位产物膜,使腐蚀电位变慢。有些金属,如钢铁在盐酸中,不产生膜而迅速溶解。通常用平均腐蚀电位率(即材料厚度每年损失若干毫米)作为衡量均匀腐蚀电位的程度,也作为选材的原则,一般年腐蚀电位率小于1~1.5mm,可认为合用(有合理的使用寿命)。

局部腐蚀电位只发生在金属表面的局部。其危害性比均匀腐蚀电位严重得多,它约占化工机械腐蚀电位破坏总数的70%,而且可能是突发性和灾难性的,会引起爆炸、火灾等事故。

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