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不锈钢管的元素分离、湿法冶金和腐蚀热力学及其防护途径 

发布时间:2020-06-06

在电位-酸碱度图中,集中了由不同材料制成的不锈钢管及其化合物在水溶液中的平衡数据。因此,在许多情况下,理论电位-酸碱度图可以很好地代表不锈钢管的腐蚀特性和钝化区范围。从电位-酸碱度图中,可以知道反应中每个组分形成的条件和每个组分稳定存在的电位-酸碱度范围。因此,电位-酸碱度图已广泛应用于元素分离、湿法冶金、不锈钢管腐蚀过程热力学条件的研究以及不锈钢管的电沉积。下面简要先容电位-酸碱度图在腐蚀与防护学科中的应用。
一、预测不锈钢管的腐蚀行为
电位-酸碱度图的一个重要应用是,它可以向人们提供不锈钢管在特定条件下的腐蚀行为,也就是说,它可以预测不锈钢是304不锈钢无缝管否有腐蚀的可能性,它是否可以避免腐蚀或钝化,也就是说,它可以预测反应的自发方向。从(a)至(d)中43种元素的电位-酸碱度图,可以比较某不锈钢管的强a)~(d)弱性质。具体反映在电位-酸碱度图中,在没有氧气和氧化剂的溶液中,如果其免蚀区值的一部分高于平衡线值(即线A),不锈钢在这样的酸碱度和电位条件下绝对不会腐蚀。因此,某一类型的不锈钢管在其一个电位-酸碱度图上的免蚀区值越高,不锈钢管的昂贵的不锈钢管性能就越强。排列顺序见表2-3中的A栏。表中的B栏是将不锈钢的免蚀区和钝化区放在一起考虑的顺序。尽管一些不锈钢管在昂贵的不锈钢管中并不坚固,但其他的被称为基础不锈钢管或活性不锈钢管,如铝等。由于其表面上有致密的氧化膜,因此即使处于钝化状态,它们也具有良好的耐腐蚀性。由于上述原因,结合免蚀区和钝化区作为您的不锈钢管道性能的理论评估具有一定的实用价值。比较a栏和b栏,大家可以看到它们之间有很大的不同。
第二,不锈钢管厂家预测给定不锈钢管的腐蚀行为。
根据电位-酸碱度图,原则上可以给出不锈钢管道在不同电位和酸碱度下可能的腐蚀行为,并可以估算腐蚀产物的组成。虽然有时与实际情况有一定的差异,但这种预测会给工程技术和腐蚀科学研究的设计和施工带来极大的方便,并能避免不必要的浪费,使科学研究工作少走弯路。例如,当铁和不锈钢管的使用条件处于三角形中的状态A时,可能的反应可以预测如下:
在这种状态下,会发生析氢腐蚀。如果不锈钢管位于其他区域,可以进行相同的分析,以预测可能的反应和腐蚀行为,并估计可能的耐腐蚀性。
三、如何保护不锈钢管材
通过对电位-酸碱度图的分析,也可以得到可靠的理论依据,从而为实际工程技术中各种防护措施的实施提供引导方案。例如,从铁-水系统的电位-酸碱度图分析,大家可以得到启示,可能有三种方法来防止铁的腐蚀。
1.试着降低铁电极对免蚀区,的电位,这样铁就能得到完全的保护。具体方法是在电位比铁电极更负的不锈钢管和铁之间形成电偶,使铁达到防腐蚀的目的。此外,外加电流可以使铁的电势向负方向移动,从而降低铁的电势。免蚀区人也将腐蚀体视为电池的阴极,使电势向负方向移动,防止腐蚀的方法称为阴极保护。
2.将铁电极的电位向钝化区的正方向移动,使铁钝化进入,利用铁表面形成的保护层达到防腐蚀的目的。这种方法称为阳极保护。然而,应该注意的是,阳极保护仅适用于可以钝化的不锈钢管,并且必须在有利于不锈钢管钝化的溶液中,否则会加速腐蚀,还应注意防止点蚀。
3.提高溶液的酸碱度,在腐蚀的不锈钢表面就会形成一层固体膜。从电位-酸碱度图可以看出,这也可以使不锈钢管进入钝化区

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