影響腐蝕的因素
銅臭 / 2022-07-25
金屬的電化學腐蝕速度除與金屬的性質有關外，還與下列幾種外界因素有關:
1.介質的pH值。介質的pH值對腐蝕速度有很大影響。如果腐蝕電池中的陰極過程是借助于氫的去極化作用而進行時，則pH值的減小會使氫電極電位變的更正，使H?更易于放電而導致金屬腐蝕速度加快。對于有保護膜的金屬，如果pH值改變，影響到金屬表面膜的溶解或保護膜的生成，也能促使腐蝕加速或減慢。如果陰極反應既不是H?還原成H?,又不是O?還原成OH?,即不涉及H?和OH?，例如:
Cu²?+e→Cu?
則其腐蝕速度與pH值的大小無關。
2.溫度。在電解質溶液中，當溫度升高時，電阻降低，同時加速了陽極過程與陰極過程。腐蝕速度一般都隨溫度的升高而加快。
因為氫和氧的超電壓都隨溫度的升高而減小，故陰極過程不論是氫去極化過程還是氧去極化過程，腐蝕速度都是隨溫度的升高面加速的。因此火力發(fā)電廠中參數(shù)高(即溫度、壓力高)的熱力設備，在給水和爐水中的腐蝕速度比參數(shù)低的熱力設備在相同條件(金屬材料和介質相同)下的腐蝕速度快。
3.溶液的流動速度。隨著溶液流動速度的增加，在大多數(shù)情況下，腐蝕速度加快。特別是在有氧去極化腐蝕時，溶液的流動速度對于腐蝕速度的影響就更為顯著。這是因為當溶液流動時，金屬表面的溶液經常更新，氧到達陰極部分的速度也就加快，同時腐蝕產物也可能隨液流帶走，甚至表面上生成的保護膜也可能受到液流的沖擊而破壞，結果使腐蝕加速。
四、金屬腐蝕的防止
由上述可知，金屬電化學腐蝕主要是由于金屬表面存在電化學不均勻性而引起的。當金屬和介質接觸時，在這些電化學不均 勻的區(qū)域，形成許多腐蝕微電池面致。針對這一主要原因， 應盡可能地使金屬表面保持電化學均勻性，消除各部分的電位差別。
例如在金屬冶煉.加工工藝，選用金屬材料和設備安裝等方面注意改善，不使金屬應力過大或受挫、撞等硬傷，并應使金屬表面潔凈，沒有污物(如鐵銹和焊查等)。還應根據不同情況，采取把金屬與介質隔開或將介質加以處理或將金屬保持干燥等方法，以防止金屬腐蝕。下面敘述幾種保護金屬方法。
1.覆蓋層保護。在金屬表面涂加覆蓋層，是防止金屬腐蝕最普遍的方法。覆蓋層的作用是防止金屬與腐蝕介質直接接觸，從而達到保護金屬的目的。覆蓋層有如下幾種:
(1)非金屬覆蓋層。非金屬覆蓋層是用有機或無機物質作成的覆蓋層。常用的有機涂層有油漆、塑料、瀝青和環(huán)氧樹脂等;無機涂層有搪瓷、水泥和玻璃襯里等。
(2)金屬覆蓋層。用耐蝕性較強的金屬，如鉻、鎳、鎘、銅錫合金等，將容易腐蝕的金屬表面完全遮蓋起來。覆蓋金屬的方法有電鍍、噴鍍、熱鍍、滲鍍和軋壓等。
2.處理介質保護。金屬在電解質中的腐蝕是電化學的陽極過程和陰極過程同時進行的結果。在有腐蝕性介質中投加少量的某種物質，就能使金屬的腐蝕速度大幅度地降低。凡能減緩金屬在介質中腐蝕速度的物質，稱為緩蝕劑。緩蝕劑之所以能使金屬的腐蝕速度減緩，實質上就在于它能使陽極過程或陰極過程減慢。按照緩蝕劑對于電極過程所發(fā)生的主要影響，可分為:陽極緩蝕劑、陰極緩蝕劑和混合型緩蝕劑。
能減緩陽極過程的無機物有鉻酸鹽、重格酸鹽、硝酸鈉和亞硝酸鈉等。這些物質在溶液中能使鋼鐵鈍化，在陽極表面形成鈍化膜，從而減小金屬的腐蝕速度。還有一些無機物如Na?CO?、Na?SiO?和Na?PO?等的緩蝕作用，在于它們能與金屬表面陽極部分溶解出來的金屬離子生成難溶性產物,沉積于陽極表面，從而抑制陽極過程。無機物作為緩蝕劑主要用于堿性及中性介質中，以減緩腐蝕速度。有機物質作為緩蝕劑的有，烏洛托品(六次甲基四胺)、若丁(鄰二甲苯硫脲為主要成分)、磺化吡啶和瓊脂等，有機物質的緩蝕作用，現(xiàn)在認為主要是由于它被吸附在金屬的回極表面而增加了氫的超電壓，妨礙了氫離子放電，從而使得金屬溶解速度減慢。也有被吸附在陽極上，使陽極過程受到抑制的。它們主要用于酸性介質中。
除了采用對介質加入緩蝕劑的方法外，還可以用把介質中能引起腐蝕的物質除去以防腐。如對鍋爐給水要除去氧氣和二氧化碳等。
3.陰極保護。陰極保護的實質在于把被保護的金屬作為陰極，然后借助于電流使陰極極化，從而達到防止金屬腐蝕的目的。陰極保護方法有二:
(1)犧牲陽極的陰極保護法。在要保護的金屬設備上連接一種電位更負的、價廉的金屬或合金作為輔助電極即陽極，使被保護的金屬為陰極，結果陽極遭受腐蝕。例如海輪的螺旋槳上接-鋅塊，則鋅塊腐蝕，而槳(鋼鐵)受保護:又如電廠中凝汽器的冷卻水側，裝上鋅板以保護凝汽器本體不受腐蝕。
(2)外加電流的陰極保護法。把被保護的金屬設備用導線接到外加直流電源的負極上，設備上另加一輔助陽極接到電源的正極上，如圖11-8所示。 通電后，電流由輔助陽極經電解質溶液，通過作為陰極的被保護金屬時，主要集中于金屬表面上原腐蝕電池的陰極部分,再由此回到電源。此時金屬將發(fā)生陰極極化，而使腐蝕速度降低。
外加電流的陰極保護法和犧牲陽極陰極保護法的原理一樣，都是使陰極極化;兩者的區(qū)別在于極化電流的來源不同，前者是由于金屬與電位更負的陽極金屬相連接，組成原電池，本身產生電流;后者是外加直流電源。此外，后者的輔助陽極用的是不易成為離子的材料，故不會發(fā)生陽極腐蝕。
還有一種方法是把被保護的金屬設備接到外加直流電流的正極上，作為陽極，輔助電極接到電源的負板上，作為陰極。然后通電，使陽極極化來防止金屬腐蝕。這種把被保護的金屬作為陽極的保護法稱為陽極保護。這種方法只有在金屬能夠鈍化時才能起保護作用，因此，有一定的局限性，實際應用較少。
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