分析电偶腐蚀的特征和影响因素

电偶腐蚀的特征

电偶腐蚀是两种电极电位不同的金属或合金互相接触,并在一定的介质中发生电化学反应，使电位较负的金属发生加速破坏得现象。电偶腐蚀亦称接触腐蚀或双金属腐蚀，它实质上是由两种不同的电极构成宏观原电池的腐蚀。

电偶腐蚀的现象很普遍。例如硫酸厂所用的二氧化硫冷凝器中，列管用石墨制作外壳用碳钢(二氧化硫走管内，冷却水走管外)。使用约半年后，外壳便被腐蚀穿孔。若该设备用碳钢整体制作，外壳则不至于加速破坏。显然;碳钢外壳是由于和石墨组成电偶腐蚀电池而加快了腐蚀。这是由一种合金和非金属电子导体所引起的电偶腐蚀。其它如黄铜管件和钢管接触使用时，黄铜零件便会成为电偶对中的阴极而加速钢管腐蚀。但当黄铜零件和镀锌管接触时，首先是镀锌层加速溶解之后，碳钢基底才加速溶解。

有时两种不同金属虽然没有直接接触，但在意识不到的情况下亦有引起电偶腐蚀的可能。例如循环冷却系统中的铜零件，由于腐蚀下来的铜离子可通过扩散而在碳钢设备表面上进行沉积而沉积的 疏松的铜粒子与碳钢之间便形成了微电偶腐蚀电池，结果引起了碳钢设备严重的局部腐蚀(如腐蚀穿孔)。这种现象是由于构成了间接的电偶腐蚀电池。在实际工作中，碰到异种金属直接接触或可能间接接触的情况下，应该考虑是否会引起严重的电偶腐蚀问题，尤其是在设备结构的设计上要引起注意。

产生电偶腐蚀的基本条件

( 1 )具有不同腐 蚀电位的材料。电偶腐蚀的驱动力是低电位金属与高电位金属或非金属之间产生的电位差。

( 2 )存在离子导电回路。电解质溶液必须连续地存在于接触金属之间,构成电偶腐蚀电池的离子导电回路。对多数机电产品而言,电解质溶液主要是指凝聚在零构件表面上的、含有某些离子(氯离子、硫酸根)的水膜。

( 3 )存在电子导电回路。即低电位金属与电位高的金，属或非金属之间要么直接接触,要么通过其他导体实现电连接，构成腐蚀电池的电子导电回路。

影响电偶腐蚀的因素

电偶腐蚀受多种因素影响有接触金属材料的自身性质 ,环境条件、阴极与阳极面积比等。

（1）材料的影响

异种金属组成偶对时,它们在电偶序中的上、下位置相距越远电偶腐蚀越严重,而同组金属之间的电位差小于50mV、组成偶对时腐蚀不严重。因此在设计设备或构件时，尽量选用同种或同组金属,不用非平衡电位相差天的金属。如果在特殊情况下一定要选用电位差相差大的金属A两种会属的接触面之间应加绝缘处理，如加绝缘垫片或者在金属表面施加非金属保护层。

（2）阴阳极面积比的影响

研究表明,阴极与阳极相对面积比对电偶腐蚀速率有重要的影响。阴阳极面积比的比值愈大，阳极电流密度愈大,阳极金属腐蚀率越大。阳极腐蚀速率随阴极面积Sk与阳极面积Sa之比的增加,呈线性增加。在氢去极化腐蚀的情况下,阴极上的氢过电位与电流密度有关,阴极面积越大，电流密度越小，氢过电位也越小,越容易发生氢去极化,因而阳极腐蚀速率加快。在氧去极化腐蚀的情况下，若过程由氧离子化过电位所控制,则阴极面积的增大导致氧过电位降低，因而阳极腐蚀速率加快。

（3）介质的影响

介质的组成、温度、电解质溶液的电阻、溶液的pH值、环境工况条件的变化等因素均对电偶腐蚀有重要的影响,不仅影响腐蚀速率,同一电偶对在不同环境条件下有时甚至会出现电偶电极极性的逆转现象。例如,在水中金属锡相对于铁来说为阴极而在大多数有机酸中,锡对于铁来说成为阳极。温度变化可能

改变金属表面膜或腐蚀产物的结构,也可能导致电偶电池极性发生逆转。例如,在一些水溶液中,钢与锌偶合时锌为阳极受到加速腐蚀,钢得到了保护。

电偶腐蚀的控制

在设计设备或部件时,在选材方面尽量避免由异种金属(或合金)相互接触。若不可避免时，应尽量选取在电偶序中位于同组或位置相近的金属(或合金)。

在设备的结构上，切忌形成大阴极一小阳极的不利于防腐的面积比。若已采用不同腐蚀电位的金属材料相接触的情况下,必须设法对接触面采取绝缘措施,但一定要仔细检查是否已真正绝缘。例如采用螺杆连接的装配中,往往忽略螺杆与螺孔的绝缘,这样就不能做到真正的绝缘,电偶腐蚀的效应依然存在。

对于不允许接触的小零件,必须装配在一起时。 还可以采用表面处理的方法,如对钢零件的“发蓝”处理,表面镀锌,对铝合金表面进行阳极氧化,这些表面膜在大气中电阻较大，可起减轻电偶腐蚀的作用。