关于交流电的腐蚀作用,国内外已有数十年的研究历史,提出的基本观点是:
①交流电流将加速金属阳极溶解过程;
②对于钢铁交流腐蚀效率,一般认为相当直流腐蚀的2%左右;
③阴极保护可以抑制交流腐蚀。
交流腐蚀的机理,至今还未有解决,从理论上讲,有成膜理论、整流理论及电化学理论,但这些理论都有待于今后的研究工作中加以证实和完善。
交流腐蚀的实质问题应是电化学问题,因此交流腐蚀归根为交流电流影响下的腐蚀原电池作用的结果,举例来说,铂在直流电解时,即使处在阳极电位上,它也不溶解于稀硫酸;在交流电解下也不溶解于稀硫酸,但是在阳极电位上叠加交流后,铂便溶于稀硫酸了。这里的交流起到了去极化剂的作用。
交流电对金属的阳极溶解的作用比较复杂,可以从腐蚀电化学理论加以解释。若金属的阳极溶解遵循塔菲尔方程,而且在金属受到交流电作用时,金属的阳极溶解反应的动力学机构不发生变化,交换电流密度和塔菲尔斜率都保持不变。
由于E-I曲线为非线性状态,是E的指数函数,所以,随E值的改变按指数函数变化。在交流电的负半周时,AE是负值,腐蚀金属的电极的电位自Ek往下降,电位的 低点是Ek:V,在这半周内,金属的阳极溶解电流密度降低。反之,在正半周时,电位 高点是Ek+V,金属的阳极溶解电流密度增大。但由于E-I曲线的非线性,在正半周内I的平均增加量比负半周内I的平均减少量大,总的结果引起金属的阳极溶解速度增大。
但实际上交流电的影响已不止于此,交流电可以使金属活性阳极溶解时pa的数值减小或使金属的钝化困难。这意味着,交流电还影响了金属的阳极溶解反应机构,使得溶解反应容易进行。这样,就使得交流电加速金属阳极溶解过程的效应,比单从它对金属电位的影响来考虑的结果还要大。
从电化学腐蚀电池理论来解释交流腐蚀,也就是在腐蚀原电池的3个条件之外,再加上交流电流条件,即:
①必须存在不同电极电位的两电极;
②两电极必须有导体连接;
③两电极必须共存于同一电解质体系里;
④两电极间存在有交流电流。
在故障状态下的强电流的通过,可能产生强电流的电熔解,可称为电击腐蚀,它区别于交流腐蚀。观察时常可发现,金属坑呈光滑态,无腐蚀产物,有黑色焦化物和金属熔化流淌的痕迹。
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