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异种金属产生电偶腐蚀的原因

异种金属产生电偶腐蚀的原因

产生电偶腐蚀的三个必要条件

电位差

电位差是形成电偶腐蚀的驱动力。当两种不同的金属在导电性的水溶液中时,两种金属之间通常存在着电位差。产生电偶腐蚀的前提是阴阳两极必须具有一定的电位差。比如电位较正的“不锈钢管”和电位较负的“碳钢管”偶接,“不锈钢管”呈阴极,“碳钢管”呈阳极,电位差越大则电偶腐蚀倾向愈大。

电子通道

电子通道是电偶腐蚀需要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。

电解质

电偶腐蚀需要在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,“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,电解质即成为离子通道。

电偶腐蚀的特点

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。

电偶腐蚀是一种常见的局部腐蚀类型,所带来的腐蚀后果也是触目惊心的。由于结构功能的要求,典型的船舶结构使用了各种金属材料的组合,海水是自然界中腐蚀性很强的介质,船体设备上异种金属接触,在海水中发生的电偶腐蚀会给船舶的安全性和结构的完整性带来了严重危害;在冷却水系统中,电偶腐蚀也经常发生。换热器中黄铜换热管和碳钢管板或钢制水室之间在冷却水中会发生电偶腐蚀。在腐蚀过程中,被加速腐蚀的是很厚的钢制管板或水室,而不是薄的铜管。电偶作用有时也会促进阴极的破坏,如等面积的铝(阴极)和镁(阳极)在海水中,电偶作用将加速镁阳极的腐蚀,而在充气条件下阴极表面上的主要产物OH-也会同时促进铝的破坏,所以电偶中的两极最终都会加剧腐蚀。

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。两种金属的电极电位相差越大,电偶腐蚀越严重。一般一对接触着的金属在特定环境中,比较不耐腐蚀的金属是阳极。在腐蚀过程中,随着条件的变化,不同的环境中,电位有时会出现逆转现象。如锌-钢电偶对,在电解质溶液中锌被腐蚀;在某些生活用水中,温度大于82℃时,钢被腐蚀。