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不銹鋼管的元素分離、濕法冶金和腐蝕熱力學及其防護途徑 

發布時間:2020-06-06

在電位-酸堿度圖中,集中了由不同材料制成的不銹鋼管及其化合物在水溶液中的平衡數據。因此,在許多情況下,理論電位-酸堿度圖可以很好地代表不銹鋼管的腐蝕特性和鈍化區范圍。從電位-酸堿度圖中,可以知道反應中每個組分形成的條件和每個組分穩定存在的電位-酸堿度范圍。因此,電位-酸堿度圖已廣泛應用于元素分離、濕法冶金、不銹鋼管腐蝕過程熱力學條件的研究以及不銹鋼管的電沉積。下面簡要介紹電位-酸堿度圖在腐蝕與防護學科中的應用。
一、預測不銹鋼管的腐蝕行為
電位-酸堿度圖的一個重要應用是,它可以向人們提供不銹鋼管在特定條件下的腐蝕行為,也就是說,它可以預測不銹鋼是304不銹鋼無縫管否有腐蝕的可能性,它是否可以避免腐蝕或鈍化,也就是說,它可以預測反應的自發方向。從(a)至(d)中43種元素的電位-酸堿度圖,可以比較某不銹鋼管的強a)~(d)弱性質。具體反映在電位-酸堿度圖中,在沒有氧氣和氧化劑的溶液中,如果其免蝕區值的一部分高于平衡線值(即線A),不銹鋼在這樣的酸堿度和電位條件下絕對不會腐蝕。因此,某一類型的不銹鋼管在其一個電位-酸堿度圖上的免蝕區值越高,不銹鋼管的昂貴的不銹鋼管性能就越強。排列順序見表2-3中的A欄。表中的B欄是將不銹鋼的免蝕區和鈍化區放在一起考慮的順序。盡管一些不銹鋼管在昂貴的不銹鋼管中并不堅固,但其他的被稱為基礎不銹鋼管或活性不銹鋼管,如鋁等。由于其表面上有致密的氧化膜,因此即使處于鈍化狀態,它們也具有良好的耐腐蝕性。由于上述原因,結合免蝕區和鈍化區作為您的不銹鋼管道性能的理論評估具有一定的實用價值。比較a欄和b欄,我們可以看到它們之間有很大的不同。
第二,不銹鋼管廠家預測給定不銹鋼管的腐蝕行為。
根據電位-酸堿度圖,原則上可以給出不銹鋼管道在不同電位和酸堿度下可能的腐蝕行為,并可以估算腐蝕產物的組成。雖然有時與實際情況有一定的差異,但這種預測會給工程技術和腐蝕科學研究的設計和施工帶來極大的方便,并能避免不必要的浪費,使科學研究工作少走彎路。例如,當鐵和不銹鋼管的使用條件處于三角形中的狀態A時,可能的反應可以預測如下:
在這種狀態下,會發生析氫腐蝕。如果不銹鋼管位于其他區域,可以進行相同的分析,以預測可能的反應和腐蝕行為,并估計可能的耐腐蝕性。
三、如何保護不銹鋼管材
通過對電位-酸堿度圖的分析,也可以得到可靠的理論依據,從而為實際工程技術中各種防護措施的實施提供指導方案。例如,從鐵-水系統的電位-酸堿度圖分析,我們可以得到啟示,可能有三種方法來防止鐵的腐蝕。
1.試著降低鐵電極對免蝕區,的電位,這樣鐵就能得到完全的保護。具體方法是在電位比鐵電極更負的不銹鋼管和鐵之間形成電偶,使鐵達到防腐蝕的目的。此外,外加電流可以使鐵的電勢向負方向移動,從而降低鐵的電勢。免蝕區人也將腐蝕體視為電池的陰極,使電勢向負方向移動,防止腐蝕的方法稱為陰極保護。
2.將鐵電極的電位向鈍化區的正方向移動,使鐵鈍化進入,利用鐵表面形成的保護層達到防腐蝕的目的。這種方法稱為陽極保護。然而,應該注意的是,陽極保護僅適用于可以鈍化的不銹鋼管,并且必須在有利于不銹鋼管鈍化的溶液中,否則會加速腐蝕,還應注意防止點蝕。
3.提高溶液的酸堿度,在腐蝕的不銹鋼表面就會形成一層固體膜。從電位-酸堿度圖可以看出,這也可以使不銹鋼管進入鈍化區

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