腐蝕電位

被自腐蝕電流所極化的混合電位

腐蝕電位是在沒有外加電流時金屬達到一個穩定腐蝕狀態時測得的電位,它是被自腐蝕電流所極化的陽極反應和陰極反應的混合電位,此時金屬上發生的共軛反應是金屬的溶解及去極化劑的還原。即金屬在介質中未通過電流時所產生的電位,稱為腐蝕電位,也稱自然電位或自腐電位或自然腐蝕電位或自腐蝕電位。金屬結構物的性質和土質都可直接影響到腐蝕電位,但這種影響不大,當測得腐蝕電位有變化且電位增大時,應考慮土層中有雜散電流存在的。

定義


狹義的腐蝕電位是指金屬與環境間的物理-化學相互作用,使金屬性能發生變化,導致金屬,環境及其構成系功能受到損傷的現象。金屬在介質中未通過電流時所產生的電位,稱為腐蝕電位,也稱自然電位或自腐電位或自然腐蝕電位或自腐蝕電位。

類型


可分為濕腐蝕電位和干腐蝕電位兩類。濕腐蝕電位指金屬在有水存在下的腐蝕電位,干腐蝕電位則指在無液態水存在下的干氣體中的腐蝕電位。由於大氣中普遍含有水,化工生產中也經常處理各種水溶液,因此濕腐蝕電位是最常見的,但高溫操作時干腐蝕電位造成的危害也不容忽視。

正電的離子

濕腐蝕電位金屬在水溶液中的腐蝕電位是一種電化學反應。在金屬表面形成一個陽極和陰極區隔離的腐蝕電位電池,金屬在溶液中失去電子,變成帶正電的離子,這是一個氧化過程即陽極過程。與此同時在接觸水溶液的金屬表面,電子有大量機會被溶液中的某種物質中和,中和電子的過程是還原過程,即陰極過程。常見的陰極過程有氧被還原、氫氣釋放、氧化劑被還原和貴金屬沉積等。隨著腐蝕電位過程的進行,在多數情況下,陰極或陽極過程會受到阻滯而變慢,這個現象稱為極化,金屬的腐蝕電位隨極化而減緩。

高溫氣體

干腐蝕電位一般指在高溫氣體中發生的腐蝕電位,常見的是高溫氧化。在高溫氣體中,金屬表面產生一層氧化膜,膜的性質和生長規律決定金屬的耐腐蝕電位性。膜的生長規律可分為直線規律、拋物線規律和對數規律。直線規律的氧化最危險,因為金屬失重隨時間以恆速上升。拋物線和對數的規律是氧化速度隨膜厚增長而下降,較安全,如鋁在常溫氧化遵循對數規律,幾天後膜的生長就停止,因此它有良好的耐大氣氧化性。

形態


可分為均勻腐蝕電位和局部腐蝕電位兩種。在化工生產中,後者的危害更嚴重。

均勻

均勻腐蝕電位發生在金屬表面的全部或大部,也稱全面腐蝕電位。多數情況下,金屬表面會生成保護性的腐蝕電位產物膜,使腐蝕電位變慢。有些金屬,如鋼鐵在鹽酸中,不產生膜而迅速溶解。通常用平均腐蝕電位率(即材料厚度每年損失若干毫米)作為衡量均勻腐蝕電位的程度,也作為選材的原則,一般年腐蝕電位率小於1到1.5mm,可認為合用(有合理的使用壽命)。

局部

局部腐蝕電位只發生在金屬表面的局部。其危害性比均勻腐蝕電位嚴重得多,它約佔化工機械腐蝕電位破壞總數的70%,而且可能是突發性和災難性的,會引起爆炸、火災等事故。