合金材料與金屬保護(hù)方法-資料下載頁
2025-01-18 17:29本頁面
【正文】 大區(qū)域：分為三大區(qū)域：(1)(1) 腐蝕區(qū)腐蝕區(qū) ，只有，只有 FeFe2+2+、 FeFe3+3+、FeOFeO4422 －－、 HF e OHF e O2 2 22 －－穩(wěn)定穩(wěn)定(2)(2) 免蝕區(qū)免蝕區(qū) ， FeFe 穩(wěn)定，不發(fā)生腐蝕穩(wěn)定，不發(fā)生腐蝕(3) (3) 鈍化區(qū)鈍化區(qū) ， FeFe22OO3 FeFe33OO44穩(wěn)定，穩(wěn)定，表示金屬化物穩(wěn)定即鈍化；表示金屬化物穩(wěn)定即鈍化；(4) (4) 根據(jù)根據(jù) (a)(a) 、 ( b)( b) 線及線及 FeFe2+2+、 FeFe 所所處位置可判斷可能的腐蝕反應(yīng)：處位置可判斷可能的腐蝕反應(yīng)：由電位由電位 —— pHpH 圖可知，若使圖可知，若使FeFe 不腐蝕，有三種方法：不腐蝕，有三種方法：(1(1 ）降低電位）降低電位 —— 陰極保護(hù)陰極保護(hù)(2(2 ）升高電位）升高電位 —— 陽極保護(hù)、陽極保護(hù)、鈍化劑、緩蝕劑鈍化劑、緩蝕劑 ……(3) (3) 提高提高 pHpH 值。值。Fe/ HFe/ H22OO 體系的電位體系的電位 —— pHpH 圖圖A B C D 35 一、陰極保護(hù) ? 陰極保護(hù)就是利用腐蝕電池的原理， 將需要被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)作為陰極 ，通過陽極向該陰極不間斷地提供電子，首先使結(jié)構(gòu)極化，進(jìn)而在結(jié)構(gòu)表面富集電子， 使其不易產(chǎn)生離子 ，因而大大地減緩了結(jié)構(gòu)的腐蝕速度。 ? 犧牲陽極法 是在被保護(hù)設(shè)備上連接一個(gè)電位更負(fù)的金屬作陽極，它與被保護(hù)金屬在電解質(zhì)溶液中形成大電池，從而向被保護(hù)金屬提供保護(hù)電流設(shè)備進(jìn)行陰極極化。 ? 外加電流法 是將外加直流電源的負(fù)極接于被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)物，向被保護(hù)金屬提供保護(hù)電流。 犧牲陽極法 是利用電位比被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)低的金屬或合金（如鎂合金、鋅合金、鋁合金等）作為陽極，構(gòu)成一個(gè)腐蝕電池。在陰極（被保護(hù)結(jié)構(gòu)）得到保護(hù)的同時(shí)，陽極不斷地被消耗，故稱為犧牲陽極。 強(qiáng)制電流法（外加電流法） 則是給被保護(hù)結(jié)構(gòu)加一陰極電流，而給輔助陽極（一般為高硅鑄鐵或廢鋼）加一陽極電流，構(gòu)成一個(gè)腐蝕電池。 陰極保護(hù)工程實(shí)例 37 中性溶液中吸氧腐蝕過程的極化示意圖 EeO2 中性： O2 + 2H2O + 4e = 4OH Cu ? Cu2+ + 2e E lgi O ? 如果腐蝕金屬在溶液中的 電位較正 ，腐蝕過程氧的傳遞速度很大，則金屬的腐蝕速度將由氧在電極上的 放電速度 來決定。 陽極、陰極極化曲線交點(diǎn)位于電化學(xué)極化控制段。 例如銅在強(qiáng)烈攪拌的敞口溶液中的腐蝕過程。 icorr id 陰極保護(hù)參數(shù) （確定外加多大的電流?。? 38 中性溶液中吸氧腐蝕過程的極化示意圖 EeO2 Mg ? Mg2+ + 2e E lgi O 中性： O2 + 2H2O + 4e = 4OH icorr id ? 如果腐蝕金屬在溶液中的 電位特別負(fù) ，陰極反應(yīng)過程將由 氧去極化 和氫離子去極化 反應(yīng)共同組成。 陽極、陰極極化曲線交點(diǎn)位于多種極化發(fā)生段，腐蝕電流密度大于氧的極限擴(kuò)散電流。 例如鎂在中性溶液中的腐蝕過程。 39 中性溶液中吸氧腐蝕過程的極化示意圖 EeO2 Fe ? Fe2+ + 2e E lgi O icorr = id 中性： O2 + 2H2O + 4e = 4OH ? 如果腐蝕金屬在溶液中的 電位較負(fù) ，同時(shí)腐蝕過程氧的傳遞速度有限，則金屬的腐蝕速度由氧的 極限擴(kuò)散電流密度 決定。 陽極、陰極極化曲線交點(diǎn)位于濃差極化控制段。 大多數(shù)金屬吸氧腐蝕屬于該種情況。 有氫極化參與的氧極化下的 陰極保護(hù)極化曲線圖解 EeO2 E i O icorr= id EeC EeA E i O ECorr icorr i1 iA iC E’Corr 外加電流的極化與陰極保護(hù) 2H+ + 2e ?H2 M ?Mn+ + ne O2 + 2H2O + 4e ? 4OH ECorr EeH2 EeM E’Corr 以極限擴(kuò)散電流密度作為終點(diǎn)的原因！ 41 ? 外加電流法 的 優(yōu)點(diǎn) 是可以調(diào)節(jié)電流和電壓，適用范圍廣，可用于要求大電流的情況，在使用不溶性陽極時(shí)裝置耐久。 其缺點(diǎn) 是需要經(jīng)常的操作費(fèi)用，必須經(jīng)常維護(hù)檢修，要有直流電源設(shè)備，當(dāng)附近有其他結(jié)構(gòu)時(shí)可能產(chǎn)生干擾腐蝕。 ? 犧牲陽極保護(hù) 的 優(yōu)點(diǎn) 是不用外加電流，故適用于電源困難的場(chǎng)合，施工簡(jiǎn)單，管理方便，對(duì)附近設(shè)備沒有干擾，適用于需要保護(hù)的場(chǎng)合。 其缺點(diǎn) 是能產(chǎn)生的有效電位差及輸出電流量都是有限的，只適用于需要小電流的場(chǎng)合；調(diào)節(jié)電流困難，陽極消耗大，需定期更換。 兩種陰極保護(hù)方法的比較 42 采用陰極保護(hù)方法的條件 ? 腐蝕介質(zhì)必須是能夠?qū)щ?的，以便構(gòu)成離子導(dǎo)電支路。 ? 被保護(hù)的金屬在所處介質(zhì)中要 容易進(jìn)行陰極極化 ，否則耗電量太大。 ? 對(duì)于 復(fù)雜的大型金屬構(gòu)件 ，可能由于屏蔽作用導(dǎo)致保護(hù)電流分布不均勻。 ? 為降低電流密度，通常將 陰極保護(hù)與覆蓋層聯(lián)合使用 。此外，為了防止電流流失，一定要將被保護(hù)構(gòu)筑物與非保護(hù)構(gòu)筑物進(jìn)行電絕緣。 ? 理論上陰極保護(hù)適合所有金屬材料 ，但由于陰極保護(hù)外加電流值較高，故而對(duì)易產(chǎn)生氫脆的材料慎用。 43
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