化學(xué)腐蝕的相關(guān)知識
一、什么是電化學(xué)腐蝕和速度控制過程?
腐蝕電池工作時,陽極過程、陰極過程、電子導(dǎo)電過程和離子導(dǎo)電過程這4個基本過程彼此串聯(lián),共同構(gòu)成一個完整的電流回路。因此,腐蝕速度(即腐蝕電流密度)取決于腐蝕電池中阻力最大 、最緩慢的基本過程,這一過程就是電化學(xué)腐蝕的速度控制過程。如果能增大速度控制過程阻力,就可有效地減小金屬的腐蝕速度。例如,停爐保護(hù)時經(jīng)常采用的熱爐放水、余熱烘干方法就是通過增加離子導(dǎo)電過程的阻力來控制鍋爐金屬的腐蝕。
二、什么是電化學(xué)腐蝕?
電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與電解質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而引起的破壞。在電化學(xué)腐蝕過程中,金屬的氧化(陽極反應(yīng))和氧化劑的還原(陰極反應(yīng))在被腐蝕金屬表面的不同區(qū)域上同時進(jìn)行,電子可通過金屬基體從陽極區(qū)流向陰極區(qū),從而產(chǎn)生電流。例如,碳鋼在酸中腐蝕時,在陽極區(qū)鐵被氧化為Fe2+ ,所釋放的電子通過鋼的基體由陽極(Fe)流至陰極(Fe3C)表面,被H+吸收而產(chǎn)生氫氣,即發(fā)生下列腐蝕反應(yīng):
可見,電化學(xué)腐蝕實際上是一種短路原電池反應(yīng)結(jié)果,這種短路原電池稱為腐蝕電池。也由于陰極與陽極短路(往往是通過被金屬的基體),腐蝕電池反應(yīng)所釋放的化學(xué)能不能對外界作任何有用功。電化學(xué)腐蝕的實例很多,各種濕腐蝕及熔鹽腐蝕皆屬此類,熱力設(shè)備的腐蝕絕大部分分屬于電化學(xué)腐蝕。
三、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕有何區(qū)別?
從化學(xué)反應(yīng)類型來看,無論化學(xué)腐蝕,還是電化學(xué)腐蝕都屬于氧化一還原反應(yīng),這是兩類腐蝕的共同之處。但是,兩者間的區(qū)別主要是金屬和氧化劑之間的作用機(jī)理不同,具體可歸納列于表:
化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較
四、什么是化學(xué)腐蝕?
化學(xué)腐蝕是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。在化學(xué)腐蝕過程中,非電解質(zhì)中的氧化劑在一定條件下直接與金屬表面原子發(fā)生氧化還原反應(yīng)而生成腐蝕產(chǎn)物,反應(yīng)中電子的傳遞是在金屬與氧化劑之間直接進(jìn)行的,所以沒有電流產(chǎn)生。單純化學(xué)腐蝕的實例較少,金屬在有機(jī)介質(zhì)中的腐蝕屬于化學(xué)腐蝕,但這種腐蝕往往因介質(zhì)含有少量水分而轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀瘜W(xué)腐蝕。
五、一般來說有哪些防止金屬腐蝕的方法?
通常,防止金屬腐蝕應(yīng)從提高材料的耐蝕性、消除產(chǎn)生腐蝕的條件和減小介質(zhì)的侵蝕性等方面來考慮,主要有合理選材和腐蝕設(shè)計、表面保護(hù)設(shè)計、介質(zhì)處理和電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。
1、合理選材與腐蝕設(shè)計
合理選材主要是根據(jù)材料所要接觸的介質(zhì)的性質(zhì)和條件,材料的耐蝕性能和價格,選擇在這種介質(zhì)中比較耐蝕、滿足設(shè)計和經(jīng)濟(jì)性要求的材料。防腐蝕設(shè)計主要是防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計和防蝕強(qiáng)度設(shè)計。防蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則包括:結(jié)構(gòu)件的形狀應(yīng)盡可能簡單,消除發(fā)生各種局部腐蝕的條件等;防蝕強(qiáng)度設(shè)計主要是對全面腐蝕的腐蝕裕量的選擇,以保證金屬結(jié)構(gòu)的壽命要求。
2、表面保護(hù)技術(shù)
表面保護(hù)技術(shù)就是利用各種表面覆蓋層(金屬鍍層或非金屬涂層)將金屬與腐蝕介質(zhì)隔離而使金屬得到保護(hù)。
3、介質(zhì)處理
介質(zhì)處理的目的是降低介質(zhì)的腐蝕性,促使金屬表面鈍化。通常可采用下列方法①控制介質(zhì)中溶解氧等氧化劑的濃度;②提高介質(zhì)的ph值;③降低氣體介質(zhì)中的濕分;④向介質(zhì)中添加緩蝕劑。
4、電化學(xué)保護(hù)
電化學(xué)的保護(hù)可分為陰極保護(hù)和陽極保護(hù)兩種方法:①陰極保護(hù)。陰極保護(hù)是將金屬作為陰極,利用陰極電流使金屬電極電位負(fù)移、陽極溶解速度減小從而得到保護(hù)。它又可分為犧牲陽極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)。在火力發(fā)電廠,凝汽器水側(cè)管板和管端部等的防護(hù)均可采用陰極保護(hù)。②陽極保護(hù)。陽極保護(hù)是將金屬作為陽極,利用陽極電流使金屬電極電位正移,達(dá)到并保持在鈍化區(qū)內(nèi)從而得到保護(hù)。陽極保護(hù)只適用于可能發(fā)生鈍化的金屬,如碳鋼濃酸貯槽的陽極保護(hù)。
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