金屬材料的電偶腐蝕綜述(編輯修改稿)
2024-09-01 17:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氯化鈉水溶液中，鋁是陰極，但是隨著鎂陽(yáng)極的溶解，溶液變?yōu)閴A性，導(dǎo)致兩性金屬鋁成為陽(yáng)極[4],[5]。溫度對(duì)電偶腐蝕的影響是比較復(fù)雜的[7～10],從動(dòng)力學(xué)方面考慮,溫度升高,會(huì)加速熱活化過(guò)程的動(dòng)力學(xué),從而加速電化學(xué)反應(yīng)速度,使得電流密度增大,因此高溫條件下金屬的電偶腐蝕帶來(lái)的破壞力更大。李淑英等[11]在研究碳鋼/,電偶電流明顯增大,60℃時(shí)的電偶電流20了約5倍。Blasco等[7,8]對(duì)合金及合金焊縫電偶腐蝕的研究也表明隨溫度的增加,電偶電流增大。嚴(yán)密林等[9]模擬油氣田水介質(zhì)腐蝕環(huán)境研究了G3油管與SM80SS套管CO2環(huán)境中的電偶腐蝕行為。結(jié)果表明,溫度升高(30℃、60℃、90℃)會(huì)使電偶電流增加,電偶效應(yīng)增大。但溫度變化也會(huì)使其他環(huán)境因素隨之變化,從而影響腐蝕。如溫度升高在增加氧擴(kuò)散速度同時(shí)也會(huì)降低氧的溶解度,導(dǎo)致腐蝕速度極大值現(xiàn)象。溫度不僅影響電偶腐蝕的速度,有時(shí)還會(huì)改變金屬表面膜或腐蝕產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),從而間接影響腐蝕過(guò)程。例如,溫度變化會(huì)引起偶對(duì)的陰、陽(yáng)極逆轉(zhuǎn)而改變腐蝕進(jìn)程。水溶液中的鋼和鋅偶合后,通常鋅被腐蝕,鋼被保護(hù)；若水溫高于80℃ ,鋼/鋅電偶的極性就會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn),鋅電位高于鋼而被保護(hù),鋼成為陽(yáng)極而被腐蝕。這是因?yàn)楦g電位是非平衡電位,易受電極表面反應(yīng)的變化而變化,當(dāng)偶對(duì)電位波動(dòng)大于偶差時(shí),就可出現(xiàn)極性逆轉(zhuǎn),相應(yīng)有電偶電流符號(hào)改變即反向。劉東[12]等用失重法研究二氧化碳環(huán)境中碳鋼/不銹鋼(N80/S31803偶對(duì)的電偶腐蝕,發(fā)現(xiàn)低CO2分壓()時(shí)常壓下隨著溫度的升高,陽(yáng)極(Ｎ80鋼)℃時(shí),陽(yáng)極腐蝕速率隨溫度的升高而加快；溫度大于60℃時(shí),碳鋼表面生成了FeCO3腐蝕產(chǎn)物沉積膜,對(duì)鋼片具有一定的保護(hù)性。他指出溫度主要是通過(guò)影響保護(hù)性產(chǎn)物膜的生成CO2來(lái)影響環(huán)境中電偶腐蝕速率和腐蝕形式。目前,溫度影響的研究主要集中于中、高溫段（20℃ ～100℃),而對(duì)于實(shí)際工程中可能涉及的低溫環(huán)境(如深海)的電偶腐蝕研究未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。 金屬特性影響及其他偶合金屬材料的電化學(xué)特性會(huì)影響其在電偶序中的位置，從而改變偶合金屬的電偶腐蝕敏感性。對(duì)于像鈦、鉻等具有很強(qiáng)的、穩(wěn)定的活化鈍化行為的材料，在某些特殊環(huán)境中，電偶偶合導(dǎo)致的陽(yáng)極極化反而很有可能使這類(lèi)金屬材料的腐蝕速率降低[13]，[14]。像這類(lèi)能引起鈍化的合金金屬不但沒(méi)有因?yàn)殡娕几g影響產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，反而因其金屬特性而產(chǎn)生了陽(yáng)極保護(hù)。 電偶腐蝕的控制措施如前面所述，電偶腐蝕的產(chǎn)生必須具備三個(gè)基本條件，因此，實(shí)際中設(shè)法控制或排除產(chǎn)生電偶腐蝕的三個(gè)基本條件，即可達(dá)到控制電偶腐蝕破壞的目的。電偶腐蝕的主要防止措施有：（1）、選擇在工作環(huán)境下電極電位盡量接近（最好不超過(guò)50毫伏）的金屬作為相接觸的電偶對(duì)；（2）、減小較正電極電位金屬的面積，盡量使電極電位較負(fù)的金屬表面積增大；(3)、盡量使相接觸的金屬電絕緣,并使介質(zhì)電阻增大；（4）、充分利用防護(hù)層,例如TA15鈦合金及表面噴涂的NiAl封嚴(yán)涂層[14],[15],或設(shè)法外加保護(hù)電位。選擇防護(hù)方法時(shí)應(yīng)考慮面積律的影響，以及腐蝕產(chǎn)物的影響等。（5）、設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使處于陽(yáng)極狀態(tài)的部件易于更換或加大其尺寸，以延長(zhǎng)壽命。（6）、采用陰極保護(hù)措施，使用耐蝕材料等[16],[17]。在許可的情況下，像環(huán)境介質(zhì)中加入緩蝕劑，也可以達(dá)到控制接觸金屬電偶腐蝕的目的。：?盡量選擇在電偶序中位置靠近的金屬組合，盡量避免“大陰極—小陽(yáng)極”的組合結(jié)構(gòu)。?不同金屬
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