電偶腐蝕也叫以異金屬腐蝕或接觸腐蝕,是指兩種不同電化學性質(zhì)的材料在與周圍環(huán)境介質(zhì)構(gòu)成回路時,電位較正的金屬腐蝕速率減緩,而電位較負的金屬腐蝕加速的現(xiàn)象。構(gòu)成這種現(xiàn)象的原因是這兩種材料間存在著電位差,形成了宏觀腐蝕原電池。電偶腐蝕作為一種普遍的腐蝕現(xiàn)象,可誘導甚至加速應力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、氫脆等腐蝕過程的發(fā)生。
總體概況
在電解質(zhì)溶液中不同金屬偶接后發(fā)生電偶腐蝕的可能性、腐蝕速度、極性、影響因素和控制因素,以及防護措施的有效性等,可通過實驗室浸泡試驗和電化學測定來評定。其中電化學測試方法包括電位測量、電偶電流測量和極化測量等。
浸泡試驗
浸泡試驗是常用的電偶腐蝕試驗方法之一。將兩種不同金屬按實際的面積比例制成一定形狀的試樣,緊固在一起,構(gòu)成一組點偶對試樣。將上述電偶對試樣暴露于腐蝕介質(zhì)中進行腐蝕實驗,并將其試驗結(jié)果與在相同介質(zhì)條件下未經(jīng)偶接的這兩種金屬的腐蝕試驗結(jié)果相比較,以判斷電偶效應。根據(jù)試驗的目的和要求,采用失重測量、電阻測量和表觀檢查等方法,對比上述兩組試驗結(jié)果。大氣中的電偶腐蝕試驗在實驗技術(shù)上要比溶液中的試驗容易一些。因為在大氣條件下,作為電解質(zhì)的水膜具有相當高的電阻,這就限制了電偶作用的距離,從而限制了相對面積作用,即使是最不相容的金屬,電偶作用也僅限于對接觸線附近的5~6mm處。
電位測量
電位測量包括電偶對中各個金屬本身的自然腐蝕電位測量、偶對金屬的電位差測量和金屬偶接后的電偶電對測量。
電位測量是研究電偶腐蝕的重要手段,測試簡單易行。不同金屬在接近實際使用介質(zhì)條件下所測得的穩(wěn)定開路電位的高低,標志著它們在該特定環(huán)境下相對的熱力學穩(wěn)定性。因此,可根據(jù)開路電位的測量結(jié)果,預測不同金屬偶接后的電偶效應。在某些情況下,按金屬在特定介質(zhì)中穩(wěn)定電極電位排列的電偶序中兩種金屬之間間隔遠近來大致表征電偶效應的相對大小。需要特別注意的是,電位測量結(jié)果以及電偶序并沒有反映金屬的極化特征,所以并不能直接由此得到電偶腐蝕速度。此外,電極電位往往是隨時間變化的,因此金屬在電偶序中的位置也可能隨時間而變化。
極化測量
根據(jù)混合電位理論,極化曲線可用來預測兩種金屬偶接后各自的腐蝕速度。首先分別測出各偶對金屬在實際介質(zhì)中單獨存在時的陽極極化曲線和開路電位,然后再測出這兩種金屬按實際幾何形狀和面積比例偶接后的混合電位Eg.這一電位與上述兩條陽極極化曲線相交所對應的電流密度,即為金屬偶接后新的腐蝕速度,據(jù)此可預測這兩種金屬在偶接后的腐蝕速度的變化。極化測量在電偶腐蝕中的另一個重要應用是判斷局部腐蝕。
電偶電流測量
兩種金屬在電解質(zhì)溶液中偶接后,便有電流從一種金屬流向另一種金屬,稱為電偶電流。電偶電流Ig或電偶電流密度ig在衡量電偶腐蝕的嚴重程度及其隨時間的變化規(guī)律、最佳偶對的選擇以及評價保護措施的有效性等方面都是極為有用的,而且可以通過分析計算來處理電偶電流與偶對中陽極的腐蝕速度之間的關(guān)系。連續(xù)地測量電偶電流隨時間的變化可以提供電偶腐蝕程度及其變化的信息,也可指示可能發(fā)生的極性變化等。典型的電偶電流測試方法有:基本零電阻電流計方法、恒電位儀測電偶電流和利用運算放大器監(jiān)測電偶電流及電位。

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