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电偶腐蚀
2016-05-30 15:48:44

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。

总体概况

在电解质溶液中不同金属偶接后发生电偶腐蚀的可能性、腐蚀速度、极性、影响因素和控制因素,以及防护措施的有效性等,可通过实验室浸泡试验和电化学测定来评定。其中电化学测试方法包括电位测量、电偶电流测量和极化测量等。

详细介绍

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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。需要特别注意的是,电位测量结果以及电偶序并没有反映金属的极化特征,所以并不能直接由此得到电偶腐蚀速度。此外,电极电位往往是随时间变化的,因此金属在电偶序中的位置也可能随时间而变化。

极化测量

根据混合电位理论,极化曲线可用来预测两种金属偶接后各自的腐蚀速度。首先分别测出各偶对金属在实际介质中单独存在时的阳极极化曲线和开路电位,然后再测出这两种金属按实际几何形状和面积比例偶接后的混合电位Eg.这一电位与上述两条阳极极化曲线相交所对应的电流密度,即为金属偶接后新的腐蚀速度,据此可预测这两种金属在偶接后的腐蚀速度的变化。极化测量在电偶腐蚀中的另一个重要应用是判断局部腐蚀。

电偶电流测量

两种金属在电解质溶液中偶接后,便有电流从一种金属流向另一种金属,称为电偶电流。电偶电流Ig或电偶电流密度ig在衡量电偶腐蚀的严重程度及其随时间的变化规律、最佳偶对的选择以及评价保护措施的有效性等方面都是极为有用的,而且可以通过分析计算来处理电偶电流与偶对中阳极的腐蚀速度之间的关系。连续地测量电偶电流随时间的变化可以提供电偶腐蚀程度及其变化的信息,也可指示可能发生的极性变化等。典型的电偶电流测试方法有:基本零电阻电流计方法、恒电位仪测电偶电流和利用运算放大器监测电偶电流及电位。

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