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不锈钢点蚀的发展

来源:至德钢业 日期:2020-05-25 18:50:04 人气:24

不锈钢发生点腐蚀的小孔称为“闭塞腐蚀孔穴”(OccludedCorrosionCavity,缩写为OCC),或泛称为“闭塞腐蚀电池”(OccludedCorrosionCell,也缩写为OCC)。闭塞腐蚀孔穴内部溶液的酸化是点腐蚀发展的前提条件,它是由于初生腐蚀产物(金属离子)的水解作用所引起的。在点腐蚀的初级阶段,阳极区由于金属的腐蚀发生氧化反应而生成可溶性金属离子。如果所生成的离子在该PH和电位条件下完全稳定,则腐蚀过程不会导致pH的重大变化。但是,若腐蚀生成的金属离子可水解生成更为稳定的化合物,例如生成溶解度很小的Cu2OFe3O4Al(OH)3TiO2Cr2O3等物质,这些化合物的稳定性延伸至较低的PH值,则会发生水解反应,从而导致pH值降低。

为了维持内部溶液的电中性,OCC外部本体溶液中的阴离子将往OCC内部迁移。随着腐蚀反应的继续进行,溶解的金属离子不断增加,相应的水解作用也将继续,直到溶液被这种金属的一种溶解度较小的盐类所饱和为止。当达到溶解的金属离子、氧化物和这类盐类的平衡条件时,体系达到稳定状态,pH值不再降低。孔穴中的pH值与孔穴溶液中金属氧离子的浓度和水解常数以及氢离子通过扩散或反应而减少的速度有关。通过测量各种阳离子盐溶液中的pH值,并与热力学数据相结合,有可能确定孔穴中可能达到的最低pH值。

随着点腐蚀过程的进行,由于上述金属离子的水解而导致闭塞区-蚀孔内愈益酸化,这个过程叫体“自催化的酸化过程”。

在含CI-的水溶液中,阴极反应为吸氧反应,孔内氧浓度下降,而蚀孔外富氧开成浓差电池。孔内金属离子的不断增加,为保持电中性,蚀孔外的CI-向孔内迁移,孔内CI-浓度升高。再由于孔内金属离子浓度升高并发生水解,这使孔内溶液pH值降低,这样,蚀孔内溶液的PH值降低和CI-的富集可以达到很严重的程度。

孔内酸化,使孔内金属处于HCI介质中,这种强酸性环境可使其处于活化溶解状态,作为阳极而不断溶解,而蚀孔外溶液仍然是富氧,介质维持中性,因此大面积表面膜维持钝态,成为阴极,从而构成了由小阳极、大阴极组成的活化-钝化腐蚀电池体系,促使孔内金属不断溶解,使点腐蚀发展下去。

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