電化學(xué)腐蝕的條件

電化學(xué)腐蝕是指金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，電極反應(yīng)引起的腐蝕。

當(dāng)不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生電偶反應(yīng)，更多的活性金屬失去電子而被氧化。鋼在潮濕空氣體中的腐蝕是電化學(xué)腐蝕最突出的例子。鋼在干燥空氣體中長時(shí)間不易腐蝕，但在潮濕空氣體中很快就會(huì)腐蝕，鐵失去電子而被氧化。電化學(xué)腐蝕是鋼腐蝕的主要原因。

電化學(xué)腐蝕對(duì)機(jī)械設(shè)備造成的危害遠(yuǎn)比化學(xué)腐蝕更加廣泛和嚴(yán)重。這是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備大部分部件的表面條件和環(huán)境為電化學(xué)腐蝕提供了必要的條件。

電解質(zhì)，由鐵和鋼中的少量碳形成無數(shù)微小的原電池。在這些原電池中，鐵是負(fù)極，碳是正極。鐵失去電子，被氧化。電化學(xué)腐蝕是鋼腐蝕的主要原因。電化學(xué)腐蝕原理電化學(xué)腐蝕的條件如下:

①有腐蝕性介質(zhì)——溶于水的電解質(zhì)；

②存在電位差——在電解液中，金屬表面有不同的成分或微觀結(jié)構(gòu)或不均勻的應(yīng)力分布，呈現(xiàn)電位差。金屬的腐蝕原理有很多，其中電化學(xué)腐蝕是最廣泛的一種。當(dāng)金屬置于水溶液中或在潮濕的大氣中電化學(xué)腐蝕時(shí)，會(huì)在金屬表面形成一種微型電池，也稱腐蝕電池(其電極習(xí)慣上稱為陰極和陽極，而不是陽極和陰極)。

陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，使陽極發(fā)生溶解，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分，形成一層水膜，因而使空氣中二氧化碳，二氧化硫，二氧化氮等溶解在這層水膜中，形成電解質(zhì)溶液，而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的，如工業(yè)用的鋼鐵，實(shí)際上是合金，即除鐵之外，還含有石墨、滲碳體以及其它金屬和雜質(zhì)，它們大多數(shù)沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵，而陰極為雜質(zhì)，又由于鐵與雜質(zhì)緊密接觸，使得腐蝕不斷進(jìn)行。

金屬的電化學(xué)腐蝕根據(jù)其破壞形式可分為整體腐蝕和局部腐蝕。

全面腐蝕

全腐蝕是指整個(gè)金屬表面的腐蝕。一般來說，整體腐蝕分布比較均勻，腐蝕速度比較穩(wěn)定，可以預(yù)測機(jī)械設(shè)備的使用壽命，設(shè)備的檢測也比較容易，一般不會(huì)發(fā)生突發(fā)性事故。整體腐蝕電池的正負(fù)極都是微電極，正負(fù)極面積基本相等，所以反應(yīng)速度相對(duì)穩(wěn)定。

局部腐蝕

局部腐蝕是指腐蝕只集中在金屬表面的局部區(qū)域，其他大部分區(qū)域幾乎不發(fā)生腐蝕。局部腐蝕造成的金屬損失量較小，但嚴(yán)重的局部腐蝕會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的突然破壞，難以預(yù)測，往往會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至災(zāi)難性事故。根據(jù)日本三菱化學(xué)機(jī)械公司對(duì)化工廠10年破壞案例的調(diào)查結(jié)果，總腐蝕和高溫腐蝕僅占13.4%，局部腐蝕占80%以上。這顯示了局部腐蝕的嚴(yán)重程度。常見的局部腐蝕包括偶發(fā)性腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等。電化學(xué)腐蝕防護(hù)方法金屬電化學(xué)腐蝕形成的原因很多，影響因素很多，環(huán)境因素不同，所以所有的腐蝕問題都不是一種防腐措施能夠解決的。金屬防腐常用的方法有涂層保護(hù)、電化學(xué)保護(hù)和緩蝕劑保護(hù)。

覆蓋層保護(hù)

涂層防護(hù)是用耐蝕性好的金屬或非金屬材料覆蓋耐蝕性差的材料表面，使基體材料與腐蝕介質(zhì)分離，從而達(dá)到控制腐蝕的目的。涂層保護(hù)方法不僅可以提高母材的耐蝕性，還可以節(jié)約大量的貴金屬和合金。表面涂層有兩種:金屬涂層和非金屬涂層。金屬鍍層一般包括雙金屬、金屬內(nèi)襯、電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂、熱浸鍍等。非金屬涂料包括涂料、玻璃鋼襯里、橡膠襯里、磚襯里等。保護(hù)性電化學(xué)電化學(xué)保護(hù)分為陰極保護(hù)和陽極保護(hù)。陰極保護(hù)是將被保護(hù)金屬與外加電流電源的負(fù)極連接起來，在金屬表面引入足夠的陰極電流，使金屬的電位為負(fù)，從而降低金屬溶解速度的一種保護(hù)方法。陽極保護(hù)是將被保護(hù)的金屬構(gòu)件與外部DC電源的陽極連接，在電解液中，金屬構(gòu)件的陽極極化到一定電位，使其建立并保持穩(wěn)定的被動(dòng)狀態(tài)，從而抑制陽極溶解，降低腐蝕速率，保護(hù)設(shè)備。緩蝕劑保護(hù)是通過添加少量能夠防止或減緩金屬腐蝕的物質(zhì)來保護(hù)金屬的方法。緩蝕劑具有投資少、見效快、使用方便的特點(diǎn)。但緩蝕劑的應(yīng)用也有一定的局限性:緩蝕劑不宜在高溫下使用，只能在密閉和循環(huán)系統(tǒng)中使用，且針對(duì)性強(qiáng)，存在污染和廢液回收處理問題。