(完整版)电偶腐蚀
电偶腐蚀
电偶腐蚀电偶腐蚀也叫以异金属腐蚀或接触腐蚀,是指两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成回路时,电位较正的金属腐蚀速率减缓,而电位较负的金属腐蚀加速的现象。
构成这种现象的原因是这两种材料间存在着电位差,形成了宏观腐蚀原电池。
电偶腐蚀作为一种普遍的腐蚀现象,可诱导甚至加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等腐蚀过程的发生。
产生电偶腐蚀应同时具备下述三个基本条件:第一,具有不同腐蚀电位的材料,电偶腐蚀的驱动力是被腐蚀金属与电连接的高腐蚀电位金属或非金属之间产生的电位差;第二,存在离子导电支路,电解质必须连续地存在于接触金属之间,构成电偶腐蚀电池的离子导电支路;第三,存在电子导电支路,即被腐蚀金属与电位高的金属或非金属之间要么直接接触,要么通过其他电子导体实现电连接,构成腐蚀电池的电子导电支路。
浸泡试验浸泡试验是常用的电偶腐蚀试验方法之一。
将两种不同金属按实际的面积比例制成一定形状的试样,紧固在一起,构成一组点偶对试样。
将上述电偶对试样暴露于腐蚀介质中进行腐蚀实验,并将其试验结果与在相同介质条件下未经偶接的这两种金属的腐蚀试验结果相比较,以判断电偶效应。
根据试验的目的和要求,采用失重测量、电阻测量和表观检查等方法,对比上述两组试验结果。
大气中的电偶腐蚀试验在实验技术上要比溶液中的试验容易一些。
因为在大气条件下,作为电解质的水膜具有相当高的电阻,这就限制了电偶作用的距离,从而限制了相对面积作用,即使是最不相容的金属,电偶作用也仅限于对接触线附近的5~6mm处。
电位测量电位测量包括电偶对中各个金属本身的自然腐蚀电位测量、偶对金属的电位差测量和金属偶接后的电偶电对测量。
电位测量是研究电偶腐蚀的重要手段,测试简单易行。
不同金属在接近实际使用介质条件下所测得的稳定开路电位的高低,标志着它们在该特定环境下相对的热力学稳定性。
因此,可根据开路电位的测量结果,预测不同金属偶接后的电偶效应。
在某些情况下,按金属在特定介质中稳定电极电位排列的电偶序中两种金属之间间隔远近来大致表征电偶效应的相对大小。
电偶腐蚀测试方法介绍
电偶腐蚀测试方法介绍电偶腐蚀的定义及其原理电偶腐蚀也叫以异金属腐蚀或接触腐蚀,是指两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成回路时,电位较正的金属腐蚀速率减缓,而电位较负的金属腐蚀加速的现象。
构成这种现象的原因是这两种材料间存在着电位差,形成了宏观腐蚀原电池。
电偶腐蚀作为一种普遍的腐蚀现象,可诱导甚到口速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等腐蚀过程的发生。
产生电偶腐蚀应同时具备下述三个基本条件:第一,具有不同腐蚀电位的材料,电偶腐蚀的驱动力是被腐蚀金属与电连接的高腐蚀电位金属期E金属之间产生的电位差;第二,存在离子导电支路,电解质必须连续地存在于接触金属之间,构成电偶腐蚀电池的离子导电支路;第三,存在电子导电支路,即被腐蚀金属与电位高的金属或非金属之间要么直接接触,要么通过其他电子导体实现电连接,构成腐蚀电池的电子导电支路。
电偶腐蚀原理如下图所示:图1电偶腐蚀原理示意图电偶腐蚀测试的意义及应用领域电偶腐蚀存在于众多的工业装置和工程结构中,它是一种最普遍的局部腐蚀类型。
轮船、飞机、汽车等许多交通工具都存在着异种金属的相互接触,都会引起程度不同的电偶腐蚀。
电偶腐蚀甚至存在于电子和微电子装备中,它们在临界湿度以上及腐蚀性大气环境下工作时,许多铜导线、镀金、镀银件与焊锡相接触而产生严重的电偶腐蚀。
纽约著名的自由女神铜像内部的钢铁支架发生的严重腐蚀就是因为发生了电偶腐蚀,许多钢铁支架锈蚀得只剩下原来的一半,抑钉也已脱落;同时在潮湿空气、酸雨等作用下,铜皮外衣也被腐蚀得比原先薄了许多。
据报道,各军兵种的军事装备由于电偶腐蚀,破坏了它们的可靠性,导致电子装备的早期失效,直接影响乃至丧失它们的作战能力。
在某些情况下,两种不同的金属虽然没有直接接触,在意识不到的情况下也有引起电偶腐蚀的可能。
例如循环冷却系统中的铜零件,由于腐蚀下来的铜离子可通过扩散在碳钢设备表面上沉积,沉积下的疏松的铜粒子与碳钢之间便形成了微电偶腐蚀电池,结果引起了碳钢设备严重的局部腐蚀。
电偶腐蚀知识讲解
地址:南海 腐蚀方式:电偶腐蚀 材料:铝合金和碳钢
电偶腐蚀的主要防止措施有: ①选择在工作环境下电极电位尽量接近(最好不超过50毫伏)的 金属作为相接触的电偶对; ②减小较正电极电位金属的面积,尽量使电极电位较负的金属表 面积增大; ③尽量使相接触的金属电绝缘,并使介质电阻增大; ④充分利用防护层,或设法外加保护电位。 选择防护方法时应考虑面积律的影响,以及腐蚀产物的影响等。
生物膜
形成过
程外部 因素
条件膜
可逆吸附 不可逆吸附 生物膜形成 部分生物膜脱落
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电偶腐蚀
材料名称 钛及钛合金 316不锈钢 304不锈钢 蒙乃尔合金 镍铝青铜 纯铜 镁合金
不同材料的电偶腐蚀
海洋环境电势(V) 材料名称
+0.06到-0.05
生铁
-0.18
碳钢
-0.53
B30铜镍合金
-0.08到-0.12
B10铜镍合金
-0.19到-0.20
铝黄铜
-0.28到-0.36
錫黄铜
-1.5到-1.6
海洋环境电势(V) -0.60到-0.72 -0.60到-0.72 -0.13到-0.22 -0.21到-0.28 -0.32 -0.24到-0.29
地址:钢厂 腐蚀方式:螺栓电偶腐蚀 材料:不同材质的不锈钢
地址:南海 腐蚀方式:电偶腐蚀 材料:碳钢和铝合金
地址:地埋管 腐蚀方式:电偶腐蚀 材料:不锈钢和铸钢管
电偶腐蚀是怎样产生的?
电偶腐蚀是怎样产生的?电偶腐蚀形成的原因点位之间的电位差点位较正的“不锈钢管”和点位较负的“碳钢管”偶接,“不锈钢管”呈阴极,“碳钢管”呈阳极,二者的电位差越大则电偶腐蚀倾向愈大。
形成电子通道经导线连接或直接接触后形成电子通道。
“碳钢管”中的铁失去的电子到达“不锈钢管”表面被腐蚀剂吸收。
(内衬不锈钢复合钢管,没有电解质成为离子通道"面积")金属之间接触区有电解质覆盖或浸没两种金属的接触区有电解质覆盖或浸没。
“碳钢管”中的铁失去的电子形成离子进去溶液,“不锈钢管”表面的电子被电解质中的腐蚀剂(如空气中的氧)拿走。
电解质成为离子通道(内衬不锈钢复合钢管,没有铁失去的电子形成离子进去溶液)。
只有改变三个条件中的一个,双金属腐蚀既被终止电偶腐蚀与双金属接触面积有关,接触面积愈大。
腐蚀愈小。
电偶腐蚀的驱动力是电位差。
内衬不锈钢复合钢管是通过冷滚压复合技术,将内管为不锈钢,外管镀锌钢管复合而成。
他分成:(1) 适量复合:复合界面接合距离用电子显微镜测量大于25μ,复合强度为大于0.2 MPa;(2) 过盈复合:复合界面接合距离用电子显微镜测量5~25μ,复合强度为 2~4Mpa;(3) 过量复合:复合界面接合距离用电子显微镜测量小于5μ,复合强度为大于4Mpa。
复合器向外滚压使外管发生弹性变形,内管发生塑性变形,二者产生过盈配合,紧密贴合。
该复合技术的优点是:结合强度、致密性高,成型率高,能耗低,速度快,代表了当今机械复合技术的水平。
内衬不锈钢复合钢管,没有电解质成为离子通道;没有铁失去的电子形成离子进去溶液;只有两金属电位差。
因此,没有形成电偶腐蚀。
电偶腐蚀机理
电偶腐蚀机理介绍电偶腐蚀是一种常见的电化学腐蚀形式,主要发生在导电材料与电解质接触的区域。
它是由于化学反应中的电子转移而导致的物质的损失。
电偶腐蚀机理是研究电偶腐蚀过程中所涉及的电化学反应的原理和规律。
电偶腐蚀的基本概念电偶腐蚀是一种以金属与金属之间的接触为前提的腐蚀反应。
它涉及到两种不同的金属,一个作为阳极而被腐蚀,另一个是阴极,充当电子的供应者。
在电解质中,阳极上发生了氧化反应,同时在阴极上进行了还原反应。
电偶腐蚀的原理1.电子转移:在电偶腐蚀中,阴极金属释放出电子,氧化成阳离子,这些电子流经导电路径,沿金属表面流动到阳极金属。
在阳极金属上,阳离子接受电子并还原成金属原子或化合物。
2.电解质:电偶腐蚀发生在电解质中,电解质提供了导电路径和氧化反应所需的物质。
电解质中的离子在腐蚀反应中起着重要的催化作用。
3.极性:在电偶腐蚀中,阳极金属氧化,所以它具有正极性。
阴极金属还原,所以它具有负极性。
极性差异导致电子流从阴极向阳极。
电偶腐蚀的影响因素1.金属的电位差:金属的电位差是产生电偶腐蚀的根本原因之一。
金属的电位差决定了阳极和阴极之间的电势差,从而影响到腐蚀的发生程度和速率。
2.电解质浓度:电解质的浓度对腐蚀速率有着直接的影响。
当电解质浓度增加时,离子的活动性增强,导致腐蚀速率加快。
3.温度:温度对电偶腐蚀过程中的反应速率起着重要的影响。
通常情况下,随着温度的升高,反应速率也增加。
4.金属的面积比:阴极和阳极的面积比对腐蚀速率有着重要的影响。
当阴极面积相对较大时,阳极的损耗会更加显著。
5.电偶腐蚀电流:由于电子流的存在,电偶腐蚀过程中会有一定的电流流过。
电流的大小取决于阳极和阴极的电位差以及电解质的性质。
电偶腐蚀的防护方法1.绝缘:在电偶腐蚀中,通过在阴极和阳极之间增加一个绝缘层,可以防止电流的流动,从而减少电偶腐蚀的发生。
2.电解质的控制:控制电解质的浓度可以减少电偶腐蚀的速率。
通过定期更换电解质或调整其浓度,可以有效地控制腐蚀过程。
电偶腐蚀
在薄电解质层下的锌/钢电偶腐蚀的表面电位分布摘要:在这项研究中,在相对湿度为60和90%的人工海水中锌/钢电偶腐蚀的表面电位和表面pH值的变化进行了研究。
这个结果是从测量表面电位和表面的pH值试验中和之后腐蚀实验得出的。
锌和钢表面的电位在相对湿度为90%时是很低的(小于200 mV)表明全钢的表面在阴极保护下的。
另一方面,在相对湿度为60%的情况下,经过几天的腐蚀后,锌涂层和钢表面的电位差异很大(超过500mV)和因此阴极保护仅限于接触面区域。
在相对湿度为60%时x射线分析腐蚀样品,得出锌腐蚀产物被堆积在钢表面接近接口处,相对于其他钢表面的区域这一区域pH值更低。
随着腐蚀的进行得出这样的结论,钢板的镀锌涂层表面与海水反应水解反应溶解出锌离子,然后铁表面通过氧还原反应显示出碱性。
此外,部分钢表面覆盖着锌腐蚀产物显示出更低的电位,这表明锌腐蚀产物扮演着保护钢不被腐蚀的角色。
假定这种行是关于锌腐蚀产物的吸水能力和在钢表面锌离子的吸附能力这是由于低的)dxpH值。
∅ x=I x dR x=(I(x)ρlt1.引言:镀锌涂层钢一直是在不同的环境中最常见的来保护钢防止被腐蚀的方法。
镀锌涂层是通过屏蔽效应和电效应来保护钢材的。
屏蔽效应是由于在形成腐蚀发过程中锌涂层和腐蚀产物的形成。
然而,当涂层区域被损坏时,比如削减和伸展, 当周围的锌涂层被电腐蚀时钢基是被阴极保护。
在大气腐蚀环境下,在湿干燥周期中腐蚀发生在一层薄的电解质上,限制了应用电化学方法,现在已经有能研究在钢基上的锌涂层的电效应的方法了。
张和Valeriote对钢材薄层的电解质的阴极保护效应进行了研究。
该作者已经使用探针测量了覆盖着一个150um至超过1000um厚的电解质膜的锌/钢偶上的电位和电流。
这项研究作为一个模型,提供了对电化学腐蚀全面的理解。
但是,它没有考虑其他因素的影响,比如腐蚀产物的形成和分布与导电涂层上的pH值。
此外,使用探针会使薄电解质层产生一个大幅度欧姆电压的降低。
电偶腐蚀
电偶腐蚀的影响因素4. 1 金属材料的起始电位差两金属在海水中的电位差是电偶腐蚀的必要条件和推动力,一般在工程设计中,异种金属接触电位差大于0. 25V 就不宜匹配使用,但这并不是绝对的,也有低电位差(45~60mV) 的异金属发生电偶腐蚀现象的实例,如海水中舰船钢(902 钢、921 钢)发生的电位电偶腐蚀。
图5 列出了滨海电厂海水循环水系统中常用材料的电偶序[2~4 ] 。
4. 2 海水流速对电偶腐蚀的影响通常,海水流速增加,金属材料的腐蚀电位向正方向移动,而在电偶腐蚀情况下,海水流速增加,会使偶对中阳极材料的腐蚀加剧,从静止海水增加到流速2m/ s 左右,电偶电流值会有数量级的增大,而滨海电厂海水循环水的流速一般都在2~4m/ s 之间,因此海水的流速会急剧增加循环水系统中存在电偶腐蚀区域的腐蚀速度。
表2 为低合金钢与几种金属材料在不同流速海水中电偶对的电偶电流值。
4. 3 其它方面的影响阴阳极面积比的影响:面积比增大可加快阳极腐蚀的速率,而减缓阴极腐蚀的速率。
当阴阳极面积比由1 ∶1 增大到 1 ∶5 时腐蚀速率会明显增大,可见面积效应对电偶腐蚀的影响很大,但面积比与腐蚀速率之间并没有简单的线形关系[5 ] 。
此外,极化作用、电偶对所处的介质条件对电偶腐蚀均有一定的影响要有效地防止电偶腐蚀的发生,首先要明确产生电偶腐蚀的必要因素:即发生电偶腐蚀必须存在腐蚀电解质,必须与电位较高的金属或非金属间有电接触。
因此,只要设法使其中一个条件不存在,就不会发生电偶腐蚀。
根据以上原则防止措施如下[2 ] :(1) 设计方面应注意的问题。
由不同金属组成构件时应尽可能选用电位相当的金属,应避免选用大阴极小阳极的结构件,实践表明,大阳极小阴极时,电位差控制在小于100mV ;小阳极大阴极时电位差应控制在10mV 以下且越小越好。
阳极部件要设计成易更换、易维修的结构和价廉的材料。
(2) 组装构件安装方面。
焊接时焊接材料的电位要比基体金属的电位高,一般为+ 5mV 以上。
电偶腐蚀
目录:
1.电偶腐蚀的产生 2.电偶腐蚀的实验 3.电偶腐蚀的防护与控制
定义:金属自身在电解质溶液中发生 腐蚀溶解后,再接触或与自腐蚀电位 更高的金属电连接而使得腐蚀速率加 快的现象。(宏观,易于判别)
产生条件:
1.具有不同腐蚀电位的材料 2.存在离子导体支路 3.存在电子导体支路
形成机理:
根据混合电位理论,偶合的结果使得自腐蚀电位低的金
属腐蚀电流增大,产生阳极极化使之加速腐蚀,而自腐蚀电 位高的金属电流降低,作为阴极而被保护了起来。
Ec Ea Ig Pc Pa R Sc Sa
2015-4-20
影响因素:
1.材料自身特性(驱动力)
2.结构因素:阴阳极面积比值(影响氢过电位) 电偶对间距
谢 谢!
ห้องสมุดไป่ตู้
实验要求:
1.试样要求: a.长110mm,宽25mm,厚2~3mm的平板试样,Ra0.8 b.用汽油和酒精清洗后干燥器中放置七天 c.配对试样表面积需基本相等 d.试样间距5mm
2.腐蚀环境:电解液为化学氯化钠和蒸馏水,溶液体积400ml 电解液温度控制在30℃ 3.实验程序:试样在电解液中稳定30min测量各电极电位 连续测量和记录电偶电流20h,改过程中禁止搅动溶液 平行试验不少于三组
3.环境因素:介质组成,温度,pH值,应力 状态(可能引起电偶极性逆转)
实验方法:
1.浸泡试验:同时将电偶对试样和未经偶接的试样暴 露于同种腐蚀介质中进行腐蚀实验,采用失重测量、 表观检查等方法判断电偶效应。 2.电化学实验法:测量材料的自腐蚀电位和偶合后电 位,以及腐蚀过程中电流变化,极化过程来表征电偶 效应。
电偶序:金属或合金在某一确定电解质溶液中实测 而得的稳定电位相对大小排列而成的次序表。
实验三:电偶腐蚀
实验三:电偶腐蚀速度的测定
一、实验目的
1.掌握电偶腐蚀测试原理;
2.掌握电极电位、耦合电流的测量方法;
3.掌握实验分析方法。
二、实验仪器及用品
电偶腐蚀计,金属电极(Fe,紫铜,黄铜),饱和甘汞电极,烧杯,量筒,天平砂纸,滤纸,酒精棉,pH试纸
NaCl,
三、实验内容及步骤
1.将各电极用水砂纸打磨光亮,用酒精棉擦干待用;
2.配制100毫升3%NaCl溶液,连接电偶腐蚀计线路;
3.测定各电极在3%NaCl溶液中相对于石墨电极的自腐蚀电位,填入表格;4.测Fe-紫铜和黄铜-紫铜电偶电流随时间的变化
待电极自腐蚀电位稳定后接通电路,测定电偶电流随时间的变化情况,直到电流比较稳定时为止,测量耦合电极相对于参比电极的电位。
电偶电流最初随时间变化较快,可适当缩小记录时间间隔,15秒或半分钟计一次数。
四、实验数据及结果处理
1.所有测量数据记录于表格中
自腐蚀电位:Fe:黄铜:紫铜:
耦合电位:Fe-紫铜:黄铜-紫铜:
2.将Fe-紫铜和黄铜-紫铜电偶电流随时间的变化绘制在同一张图中;3.结果及讨论。
(完整word版)电偶腐蚀
电偶腐蚀简述电偶腐蚀简述摘要。
电偶腐蚀(亦称接触腐蚀),是指当两种或者两种以上不同金属在导电介质中接触后,由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池。
电偶腐蚀是一种普遍存在的且危害极大的腐蚀形成,它广泛地存在石油、天然气、船舶、航空和建筑工业等行业中,一旦发生则极有可能造成严重的损失。
本文主要介绍了关于电偶腐蚀的基本相关知识,包括电偶腐蚀的概念、形成原因、影响因素以及如何判断是否形成了电偶腐蚀及其预防措施。
关键字:电偶腐蚀;金属接触;电位差;预防措施1.电偶腐蚀的基本简介由于腐蚀电位不同,造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀,就是电偶腐蚀(galvanic corrosion),亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。
当两种或两种以上不同金属在导电介质中接触后,由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池,电位较正的金属为阴极,发生阴极反应,导致其腐蚀过程受到抑制;而电位较负的金属为阳极,发生阳极反应,导致其腐蚀过程加速。
它是一种危害极为广泛和可能产生严重损失的腐蚀形式,广泛地存在于船舶、油气、航空、建筑工业和医疗器械中。
它会造成热交换器、船体推进器、阀门、冷凝器与医学植入件的腐蚀失效,是一种普遍存在的腐蚀类型。
电偶腐蚀往往会诱发和加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等其他各种类型的局部腐蚀,从而加速设备的破坏。
两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触而引起的电化学腐蚀,又称接触腐蚀或双金属腐蚀。
电偶腐蚀原理见图1。
发生电偶腐蚀时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀,而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。
图2为现实中几个电偶腐蚀的例子。
图2 电偶腐蚀的实例合金中呈现不同电极电位的金属相、化合物、组分元素的贫化或富集区,以及氧化膜等也都可能与金属间发生电偶现象,钝化与浓差效应也会形成电偶型的腐蚀现象,这些微区中的电偶现象通常称为腐蚀微电池,不称作电偶腐蚀。
在工程技术中,不同金属的组合是不可避免的,几乎所有的机器、设备和金属结构件都是由不同的金属材料部件组合而成,电偶腐蚀非常普遍。
电偶腐蚀 寿命-概述说明以及解释
电偶腐蚀寿命-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:电偶腐蚀是工业生产中常见的问题,指的是在两种不同金属或合金直接接触的环境中,由于电化学反应造成的一种腐蚀现象。
电偶腐蚀不仅会损坏设备和构件,还可能导致系统运行故障,甚至影响工业生产的正常进行。
因此,了解电偶腐蚀的定义、影响因素以及延长电偶腐蚀寿命的方法具有重要的意义。
本文将就电偶腐蚀的定义、影响因素和延长寿命的方法进行详细探讨,旨在帮助读者更好地了解电偶腐蚀问题,并提出有效的解决方案,以确保设备和构件的安全运行,延长其使用寿命。
在工业生产中,更好的了解和管理电偶腐蚀问题对提高设备可靠性,降低维修成本,提高设备寿命以及保证工艺安全稳定具有重要意义。
1.2 文章结构本文主要包括三个部分,分别为引言、正文和结论。
在引言部分中,将介绍电偶腐蚀和其寿命相关的基本概念,以及本文的研究目的。
在正文部分中,将分别讨论电偶腐蚀的定义、影响电偶腐蚀寿命的因素以及延长电偶腐蚀寿命的方法。
最后,在结论部分中,将对本文进行总结,强调电偶腐蚀寿命的重要性,并展望未来的研究方向。
整个文章结构清晰有序,希望读者能够通过本文更全面地了解电偶腐蚀及其寿命相关的知识。
1.3 目的:本文旨在探讨电偶腐蚀对系统寿命的影响,并分析影响电偶腐蚀寿命的因素,以及如何通过有效的方法来延长电偶腐蚀的寿命。
通过深入研究电偶腐蚀的定义和相关知识,我们可以更好地了解它对设备和系统的影响,为工程领域的从业者提供更多有益的建议和指导。
希望通过本文的介绍,读者能够加深对电偶腐蚀现象的认识,从而更好地应对和预防相关问题,保障系统的运行和使用寿命。
2.正文2.1 电偶腐蚀的定义电偶腐蚀是指由于金属材料的接触形成电化学电偶并处于不同的电位上,导致电流从一个金属到另一个金属的过程中,在电解质介质中发生的金属腐蚀现象。
在这种情况下,一个金属被作为阳极,另一个金属被作为阴极,阳极金属溶解,而阴极金属则得到保护。
电偶腐蚀的出现主要是由于金属之间的差电位和电解质介质的存在,导致了电流在金属之间流动,从而引起金属的氧化、溶解和腐蚀。
01实验一电偶腐蚀
实验一电偶腐蚀实验一、实验目的通过失重法和电位、电流测量实验,了解电偶的形成与单一金属腐蚀速率、耦合电位等参数的相互关系,同时通过实验数据了解电偶腐蚀的特点、腐蚀介质、电位差、面积比等因素对电偶腐蚀的影响规律,并总结出相对应的预防措施。
二、实验原理电偶腐蚀:当一种不太活泼的金属(阴极)和一种比较活泼的金属(阳极)在电解质溶液中接触时,因构成腐蚀原电池而引发电流,从而造成(主要是阳极金属)电偶腐蚀。
电偶腐蚀也称双金属腐蚀或金属接触腐蚀。
电偶腐蚀首先取决于异种金属之间的电极电位差。
这一电位指的是两种金属分别在电解质溶液(腐蚀介质)中的实际电位。
通常在手册、资料中能找到的是各种金属、合金在特定的介质中按腐蚀电位高低排列的电位顺序表,称作电偶序。
在其它条件不变的情况下,它们之间的电位差愈大,腐蚀初始驱动力愈大。
影响电偶腐蚀的因素还有介质导电性、极化性及面积比。
面积比是指阴、阳极面积比,比值愈大,即大阴极小阳极组成的电偶,其阳极腐蚀电流密度愈大,腐蚀愈严重。
在腐蚀电偶的阳极区有涂层时也会出现大阴极小阳极的情况,结果造成极严重的局部腐蚀而迅速穿孔。
对于耦合电流的测定,可以采用零欧姆计直接测定耦合电流,主要就是在测定耦合电流时,不引入耦合电阻,使得测定结果具有较高的准确度。
在实验室测定时如果没有零欧姆计,可以采用万用表或者直流电流表直接测定,也可以采用外加标准电阻测定电位差的方式进行评价,需要注意的是外加标准电阻越小测定准确度就越高,根据测量误差要求一般采用体系接水电阻的5-10%或者更小的外加电阻,最后换算成耦合电流即可。
常用的腐蚀评定方法:1. 失重法由于腐蚀作用,材料的重量会发生系统变化,此即重量法测定材料抗蚀能力的理论基础。
虽然近年来发展了许多新的腐蚀研究方法,但重量法仍然是最基本的定量评定腐蚀的方法,并已被广泛应用。
重量法简单而直观,适用于实验室和现场试验。
失重法是一种筒单而直接的方法;它不要求腐蚀产物牢固附着在材料表面,也不考虑腐蚀产物的可溶牲,因为试验结束后必须从试样上请除全部腐蚀产物。
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电偶序:金属或合金在某一确定电解质溶液中实测 而得的稳定电位相对大小排列而成的次序表。
Copper Plate
Reference Electrode
Insulating Board
Solution
Paraffin wax Specimen
实验示意图
பைடு நூலகம் 防护措施:
1.减小电位差:a.选择电位差小的金属 b.采用合理的表面处理技术
根据混合电位理论,偶合的结果使得自腐蚀电位低的金 属腐蚀电流增大,产生阳极极化使之加速腐蚀,而自腐蚀电 位高的金属电流降低,作为阴极而被保护了起来。
2020/6/16
Ig
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Sc Sa
影响因素:
1.材料自身特性(驱动力)
2.结构因素:阴阳极面积比值(影响氢过电位) 电偶对间距
2.消除电子支路:在接触金属间进行电绝缘处理
3.结构设计的合理化:a.避免大阴极小阳极结构 b.尽可能使处于阳极状态的部件 处于易于更换的位置
4.采用耐蚀材料或进行阴极保护
5.谨慎使用缓释剂
谢 谢!
材料的电偶腐蚀
目录: 1.电偶腐蚀的产生
2.电偶腐蚀的实验
3.电偶腐蚀的防护与控制
定义:金属自身在电解质溶液中发生 腐蚀溶解后,再接触或与自腐蚀电位 更高的金属电连接而使得腐蚀速率加 快的现象。(宏观,易于判别)
产生条件:
1.具有不同腐蚀电位的材料
2.存在离子导体支路
3.存在电子导体支路
形成机理:
实验要求:
1.试样要求: a.长110mm,宽25mm,厚2~3mm的平板试样,Ra0.8 b.用汽油和酒精清洗后干燥器中放置七天 c.配对试样表面积需基本相等 d.试样间距5mm
2.腐蚀环境:电解液为化学氯化钠和蒸馏水,溶液体积400ml 电解液温度控制在30℃
3.实验程序:试样在电解液中稳定30min测量各电极电位 连续测量和记录电偶电流20h,改过程中禁止搅动溶液 平行试验不少于三组
3.环境因素:介质组成,温度,pH值,应力 状态(可能引起电偶极性逆转)
实验方法:
1.浸泡试验:同时将电偶对试样和未经偶接的试样暴 露于同种腐蚀介质中进行腐蚀实验,采用失重测量、 表观检查等方法判断电偶效应。
2.电化学实验法:测量材料的自腐蚀电位和偶合后电 位,以及腐蚀过程中电流变化,极化过程来表征电偶 效应。