影响腐蚀的因素
铜臭 / 2022-07-25
金属的电化学腐蚀速度除与金属的性质有关外，还与下列几种外界因素有关:
1.介质的pH值。介质的pH值对腐蚀速度有很大影响。如果腐蚀电池中的阴极过程是借助于氢的去极化作用而进行时，则pH值的减小会使氢电极电位变的更正，使H⁺更易于放电而导致金属腐蚀速度加快。对于有保护膜的金属，如果pH值改变，影响到金属表面膜的溶解或保护膜的生成，也能促使腐蚀加速或减慢。如果阴极反应既不是H⁺还原成H₂,又不是O₂还原成OH⁻,即不涉及H⁺和OH⁻，例如:
Cu²⁺+e→Cu⁺
则其腐蚀速度与pH值的大小无关。
2.温度。在电解质溶液中，当温度升高时，电阻降低，同时加速了阳极过程与阴极过程。腐蚀速度一般都随温度的升高而加快。
因为氢和氧的超电压都随温度的升高而减小，故阴极过程不论是氢去极化过程还是氧去极化过程，腐蚀速度都是随温度的升高面加速的。因此火力发电厂中参数高(即温度、压力高)的热力设备，在给水和炉水中的腐蚀速度比参数低的热力设备在相同条件(金属材料和介质相同)下的腐蚀速度快。
3.溶液的流动速度。随着溶液流动速度的增加，在大多数情况下，腐蚀速度加快。特别是在有氧去极化腐蚀时，溶液的流动速度对于腐蚀速度的影响就更为显著。这是因为当溶液流动时，金属表面的溶液经常更新，氧到达阴极部分的速度也就加快，同时腐蚀产物也可能随液流带走，甚至表面上生成的保护膜也可能受到液流的冲击而破坏，结果使腐蚀加速。
四、金属腐蚀的防止
由上述可知，金属电化学腐蚀主要是由于金属表面存在电化学不均匀性而引起的。当金属和介质接触时，在这些电化学不均 匀的区域，形成许多腐蚀微电池面致。针对这一主要原因， 应尽可能地使金属表面保持电化学均匀性，消除各部分的电位差别。
例如在金属冶炼.加工工艺，选用金属材料和设备安装等方面注意改善，不使金属应力过大或受挫、撞等硬伤，并应使金属表面洁净，没有污物(如铁锈和焊查等)。还应根据不同情况，采取把金属与介质隔开或将介质加以处理或将金属保持干燥等方法，以防止金属腐蚀。下面叙述几种保护金属方法。
1.覆盖层保护。在金属表面涂加覆盖层，是防止金属腐蚀最普遍的方法。覆盖层的作用是防止金属与腐蚀介质直接接触，从而达到保护金属的目的。覆盖层有如下几种:
(1)非金属覆盖层。非金属覆盖层是用有机或无机物质作成的覆盖层。常用的有机涂层有油漆、塑料、沥青和环氧树脂等;无机涂层有搪瓷、水泥和玻璃衬里等。
(2)金属覆盖层。用耐蚀性较强的金属，如铬、镍、镉、铜锡合金等，将容易腐蚀的金属表面完全遮盖起来。覆盖金属的方法有电镀、喷镀、热镀、渗镀和轧压等。
2.处理介质保护。金属在电解质中的腐蚀是电化学的阳极过程和阴极过程同时进行的结果。在有腐蚀性介质中投加少量的某种物质，就能使金属的腐蚀速度大幅度地降低。凡能减缓金属在介质中腐蚀速度的物质，称为缓蚀剂。缓蚀剂之所以能使金属的腐蚀速度减缓，实质上就在于它能使阳极过程或阴极过程减慢。按照缓蚀剂对于电极过程所发生的主要影响，可分为:阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂和混合型缓蚀剂。
能减缓阳极过程的无机物有铬酸盐、重格酸盐、硝酸钠和亚硝酸钠等。这些物质在溶液中能使钢铁钝化，在阳极表面形成钝化膜，从而减小金属的腐蚀速度。还有一些无机物如Na₂CO₃、Na₂SiO₃和Na₃PO₄等的缓蚀作用，在于它们能与金属表面阳极部分溶解出来的金属离子生成难溶性产物,沉积于阳极表面，从而抑制阳极过程。无机物作为缓蚀剂主要用于碱性及中性介质中，以减缓腐蚀速度。有机物质作为缓蚀剂的有，乌洛托品(六次甲基四胺)、若丁(邻二甲苯硫脲为主要成分)、磺化吡啶和琼脂等，有机物质的缓蚀作用，现在认为主要是由于它被吸附在金属的回极表面而增加了氢的超电压，妨碍了氢离子放电，从而使得金属溶解速度减慢。也有被吸附在阳极上，使阳极过程受到抑制的。它们主要用于酸性介质中。
除了采用对介质加入缓蚀剂的方法外，还可以用把介质中能引起腐蚀的物质除去以防腐。如对锅炉给水要除去氧气和二氧化碳等。
3.阴极保护。阴极保护的实质在于把被保护的金属作为阴极，然后借助于电流使阴极极化，从而达到防止金属腐蚀的目的。阴极保护方法有二:
(1)牺牲阳极的阴极保护法。在要保护的金属设备上连接一种电位更负的、价廉的金属或合金作为辅助电极即阳极，使被保护的金属为阴极，结果阳极遭受腐蚀。例如海轮的螺旋桨上接-锌块，则锌块腐蚀，而桨(钢铁)受保护:又如电厂中凝汽器的冷却水侧，装上锌板以保护凝汽器本体不受腐蚀。
(2)外加电流的阴极保护法。把被保护的金属设备用导线接到外加直流电源的负极上，设备上另加一辅助阳极接到电源的正极上，如图11-8所示。 通电后，电流由辅助阳极经电解质溶液，通过作为阴极的被保护金属时，主要集中于金属表面上原腐蚀电池的阴极部分,再由此回到电源。此时金属将发生阴极极化，而使腐蚀速度降低。
外加电流的阴极保护法和牺牲阳极阴极保护法的原理一样，都是使阴极极化;两者的区别在于极化电流的来源不同，前者是由于金属与电位更负的阳极金属相连接，组成原电池，本身产生电流;后者是外加直流电源。此外，后者的辅助阳极用的是不易成为离子的材料，故不会发生阳极腐蚀。
还有一种方法是把被保护的金属设备接到外加直流电流的正极上，作为阳极，辅助电极接到电源的负板上，作为阴极。然后通电，使阳极极化来防止金属腐蚀。这种把被保护的金属作为阳极的保护法称为阳极保护。这种方法只有在金属能够钝化时才能起保护作用，因此，有一定的局限性，实际应用较少。
闽ICP备15011996号-4
|
闽公网安备35040002000218号
|
