海洋腐蚀与防护
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金属材料在海洋环境中腐蚀与防护海洋环境中的金属材料腐蚀问题已经成为了一个被广泛关注的话题。
根据统计数据,全球约有60%至70%的金属材料都是在海洋环境中使用,而海洋环境中的腐蚀问题也是最为严重的,因此研究海洋环境中金属材料的腐蚀与防护具有重要的实际意义。
一、金属材料在海洋环境中的腐蚀原因海洋环境中的金属材料腐蚀主要是由于海水中存在着各种金属所能接触到的腐蚀性物质,例如氧化物、盐类、溶氧等。
海水中的氧气能与金属发生氧化反应,形成氧化层,从而促进了金属的腐蚀。
同时,海水中的盐类和其他杂质也容易形成腐蚀性电解质,导致金属的电化学腐蚀。
此外,海洋环境还存在着金属间的微生物腐蚀、海水中的微生物、有机物等引起的微生物腐蚀等,这些都加剧了金属材料在海洋环境中的腐蚀问题。
二、海洋环境中金属材料腐蚀的危害海洋环境中的金属材料腐蚀问题不仅会使金属材料的寿命缩短,还会对海洋环境和人类生命健康造成严重的危害。
首先,海洋环境中的金属材料腐蚀问题导致海洋环境中的重金属和污染物质的释放,对海洋生物的生态健康造成了很大的影响。
此外,腐蚀材料会导致海洋设施的安全性下降,给海上油气勘探和钻井等作业带来了安全隐患,甚至可能导致环境灾难的发生。
三、海洋环境中金属材料腐蚀的防护措施针对海洋环境中的金属材料腐蚀问题,人们采取了多种有效的防护措施,主要包括物理防护、电化学防护和涂层防护。
1.物理防护物理防护是利用特殊的材料、形状或者摆设等来降低海洋环境对金属材料的腐蚀率。
例如,在海洋环境中经常使用的海洋设施的材料就要具有较高的抗腐蚀性能,以减少或者避免腐蚀的发生。
而在海洋设施的设计中,需要合理布局和优化设计的方式,例如采用加厚、缩小或者更改部件的材质等,来防止海水的直接暴露,减少金属的氧化和腐蚀的发生。
2.电化学防护电化学防护是利用电学反应对金属材料进行防护。
常见的电化学防护方式有如下几种:各种阳极保护、复合保护、形成保护膜等。
例如,通过阳极保护,将金属材料上方设置一个电位更负的金属或者合金,被保护的金属就成为阳极,腐蚀反应就可以减缓,从而防止金属的腐蚀。
海水腐蚀及其防护方法摘要:海水是含盐浓度很高的天然电解质,是天然腐蚀剂中腐蚀性最强的介质之一。
我们太多的设备由于海水的腐蚀性而被损坏,包括军工机械、海上钻台、淡化设备、海水管道、码头运输机械以及海边娱乐设施等,所以海水防腐不容忽视。
本文介绍了海水腐蚀的原因和特点,对海水腐蚀的影响因素和防护方法进行了分析和讨论。
关键词:原因,特点,影响因素,防护1.引言海水腐蚀是指材料(主要是金属构件)在海洋环境中发生的腐蚀。
海水水质的主要特点:海水中含有多种盐类,表层海水含盐量一般在 3.2%~3.75%之间,随水深的增加,海水含盐量约有增加;海水中的盐主要为氯化物,占总盐量的88.7%;海水呈微碱性,pH值接近8。
当今世界人口剧增、资源短缺、环境恶化,海洋拥有极其丰富的资源可供人类开发并将有力的推动世界经济的可持续发展。
金属腐蚀由于其隐蔽性、缓慢性、自发性、自催化性常常被人们忽视,寻找最佳有效的防腐蚀和控制腐蚀方法,已成为当代材料领域最重要的课题之一。
本文对海水腐蚀的原因、特点、影响因素和防护方法进行了介绍和研究。
2.海水腐蚀的原因(一)电化学腐蚀海水是复杂的电解质溶液,并溶有一定量的氧,电化学腐蚀原理对海水腐蚀是适用的,而且大多数金属材料在海水中都属于去极化腐蚀,即氧是海水腐蚀的去极化剂。
海水腐蚀速率主要为阴极氧的去极化所控制,在这种情况下腐蚀速率由氧到达金属表面的扩散步骤所控制。
一种金属浸在海水中,由于金属及合金表面成分不均匀性,相分布不均匀性,表面应力应变的不均匀性,以及其他微观不均匀性,导致金属与海水界面上电极电位分布的微观不均匀性。
金属表面就会形成无数个腐蚀微电池,就会出现阴极区和阳极区。
例如碳钢在海水中电池腐蚀反应:电极电位较低的区域—阳极区(如铁素体相):Fe→Fe2++2e-电极电位较高的区域—阴极区(如渗碳体相):½O2+H2O+2e-→2OH-此外,在海水中当同一金属材料表面温度不同、氧含量不同或受应力不同还会产生宏电池腐蚀。
盘点十大海洋腐蚀防护技术前言海洋工程构筑物大致分为:海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上),简称为船舶与海洋工程结构。
船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括:均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。
控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括:涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。
从腐蚀控制的主要类型看(表1),涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之,表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法,电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段,缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用,结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据,腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。
建立全寿命周期防护理念,结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数,在建设初期就重视防腐蚀方法,通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性,是重大海洋工程结构值得重视的问题。
表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例一、防腐涂料(涂层)涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。
海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。
按防腐对象材质和腐蚀机理的不同,海洋防腐涂料又可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。
海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料;非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。
海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。
海洋腐蚀防护的现状与未来一、本文概述海洋腐蚀防护是一个涉及多学科的重要领域,其研究与实践对于保障海洋工程结构、船舶、海洋能源设施等长期稳定运行具有重要意义。
本文旨在全面概述海洋腐蚀防护的现状与未来发展趋势,通过对当前海洋腐蚀防护技术的研究进展、应用领域及存在问题的深入分析,探讨未来海洋腐蚀防护技术的发展方向和潜在应用。
文章首先介绍了海洋腐蚀的定义、类型及影响因素,随后详细阐述了目前主流的海洋腐蚀防护方法,包括涂层防护、电化学防护、合金化防护等。
在此基础上,文章分析了海洋腐蚀防护技术的应用现状,指出了存在的问题和挑战,并展望了未来的发展趋势。
文章提出了加强海洋腐蚀防护技术研发和应用的建议,以期为我国海洋工程和船舶工业的可持续发展提供有力支撑。
二、海洋腐蚀防护的现状海洋腐蚀防护的研究与实践在全球范围内已经取得了显著的进展,但仍面临着诸多挑战。
目前,海洋腐蚀防护的主要手段包括材料选择、表面处理、防腐蚀涂层以及电化学保护等。
材料选择是海洋腐蚀防护的基础。
通过选用耐腐蚀性能强的材料,如不锈钢、钛合金、高分子材料等,能够在一定程度上减少海洋环境下的腐蚀问题。
然而,这些高性能材料往往成本较高,限制了其在实际工程中的应用。
表面处理技术也是提高材料耐腐蚀性能的重要手段。
例如,通过喷砂、喷丸、化学处理等方法,可以清除材料表面的杂质和应力,提高表面的光洁度和耐蚀性。
表面涂层技术也得到了广泛应用,如镀锌、镀铬、喷涂防腐漆等,这些涂层可以有效隔离材料与腐蚀介质的接触,从而延长材料的使用寿命。
防腐蚀涂层是海洋腐蚀防护的重要措施之一。
目前,已开发出多种高性能的防腐蚀涂层,如环氧涂层、聚氨酯涂层、聚酰亚胺涂层等。
这些涂层具有优异的耐腐蚀性、耐磨损性和耐化学介质性能,广泛应用于海洋工程、船舶、港口设施等领域。
电化学保护是另一种重要的海洋腐蚀防护方法。
通过外加电流或电位差,改变金属材料的腐蚀电位,从而抑制腐蚀反应的发生。
常见的电化学保护方法有阳极保护、阴极保护和外加电流保护等。
盘点十大海洋腐蚀防护技术前言海洋工程构筑物大致分为:海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上),简称为船舶与海洋工程结构。
船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括:均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。
控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括:涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。
从腐蚀控制的主要类型看(表1),涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之,表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法,电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段,缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用,结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据,腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。
建立全寿命周期防护理念,结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数,在建设初期就重视防腐蚀方法,通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性,是重大海洋工程结构值得重视的问题。
表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例一、防腐涂料(涂层)涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。
海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。
按防腐对象材质和腐蚀机理的不同,海洋防腐涂料又可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。
海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料;非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。
海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。
我国海洋钢结构腐蚀现状及防护对策概述近年来,随着我国经济的快速发展和海洋资源的广泛开发利用,海洋钢结构作为重要的基础设施,扮演着越来越重要的角色。
然而,由于海洋环境的特殊性,海洋钢结构面临着严峻的腐蚀问题,给海洋工程的安全运行带来了巨大挑战。
本文将从我国海洋钢结构腐蚀的现状入手,综述海洋钢结构腐蚀的主要原因,并提出一些有效的防护对策。
第一部分:我国海洋钢结构腐蚀现状我国海洋钢结构腐蚀问题非常严重。
主要体现在以下几个方面:1. 海水中的氯离子腐蚀:由于我国沿海地区氯离子含量较高,海洋环境中的氯离子会与钢结构表面的氧化铁反应,形成可溶性氯化物,加速钢结构的腐蚀。
2. 海洋大气环境腐蚀:海洋中的盐雾和湿度都会加速钢结构的腐蚀。
特别是在海洋风力发电等项目中,钢结构暴露在海洋环境中的时间更长,腐蚀问题更为突出。
3. 微生物腐蚀:海洋环境中存在各种微生物,它们会附着在钢结构表面并产生酸性物质,对钢结构进行腐蚀。
第二部分:海洋钢结构腐蚀的防护对策针对海洋钢结构腐蚀问题,我们可以采取一系列的防护对策,以延长钢结构的使用寿命:1. 表面涂层防护:在钢结构表面涂覆一层防腐涂料,形成保护膜,阻隔钢结构与海洋环境的直接接触,减少腐蚀的发生。
常用的防腐涂料有环氧涂料、聚氨酯涂料等。
2. 电镀防护:通过电镀技术,在钢结构表面形成一层金属镀层,增加钢结构的抗腐蚀性能。
常用的电镀方法有镀锌、镀铝等。
3. 降低钢结构与海水的接触:可以通过增加隔离层、改变结构设计等方式,减少钢结构与海水的直接接触,从而减少腐蚀的发生。
4. 定期维护检修:定期对海洋钢结构进行检查和维护,及时修补防护层,清除腐蚀产物,保持钢结构的完整性和稳定性。
5. 使用耐腐蚀钢材:选择具有较高耐蚀性能的钢材作为海洋钢结构的材料,能够有效减少腐蚀的发生。
6. 增强防腐技术研发:加大对海洋钢结构防腐技术的研发力度,推动新型防腐材料和技术的应用,提高海洋钢结构的抗腐蚀性能。
第一章1、什么叫做腐蚀?腐蚀是金属与环境间的物理化学相互作用,其结果使金属的性能发生变化,并常可导致金属、环境或由它们作为组成部分的技术体系的功能受到损伤。
2、腐蚀的各种保护法及分类?腐蚀依据环境介质可分为:⑴自然环境腐蚀⑵工业环境腐蚀依据受腐蚀材料的类型划分:⑴金属腐蚀⑵非金属材料腐蚀根据腐蚀的形态可分为:⑴均匀(全面)腐蚀⑵局部腐蚀:蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀破坏、腐蚀疲劳、氢腐蚀破坏、选择腐蚀、磨损腐蚀、脱层腐蚀根据腐蚀的作用原理可分为:⑴电化学腐蚀(介质不同分类:大气腐蚀、土壤腐蚀、电解质溶液腐蚀)⑵化学腐蚀(介质不同分类:气体腐蚀、非电解质溶液腐蚀)另一种分类:1)干腐蚀:在干气体(通常是在高温)或非水溶液中的腐蚀(化学腐蚀)2)湿腐蚀:在水溶液中的腐蚀(典型电化学腐蚀)依据腐蚀的形态可分为:⑴普遍性腐蚀⑵局部腐蚀⑶应力腐蚀开裂(断裂)海洋防腐的各种措施:(1)应针对具体使用工矿和环境条件合理选用相对耐腐蚀的结构材料。
(2)根据防腐蚀设计的要求可选择有机涂层、无机涂层、化学转化膜等非金属涂层,电镀、化学镀、热浸镀、喷镀、扩散镀等金属镀层以及离子注入和金属、非金属衬里等涂镀层和表面改性技术。
(3)通过干燥除湿、脱气、脱盐等措施除去环境介质中的腐蚀组分,或者向环境介质中添加有机、无机类缓蚀剂等环境(介质)处理。
(4)可根据环境介质和工矿要求采用外加电流阴极保护技术、牺牲阳极的阴极保护技术或电化学阳极保护技术等电化学保护。
(5)防腐蚀结构设计、防腐蚀强度设计、防腐蚀法选择、耐蚀材料选择以及符合防腐蚀要求的制造工艺确定等防腐蚀设计。
3、金属腐蚀速度评定?(重点)式中:VL-深度腐蚀速度,mm/a;V¯-质量损失表示的速度,g/m²·h;ρ-金属的密度,g/cm³。
按深度表示腐蚀速度的单位还有mm/y(或mm/a)、英寸/年(ipy)、密尔/年(mpy)。
根据金属的密度ρ(g.cm³),由以重量变化表示的腐蚀速率可以换算成年浸蚀深度:mm/a×2.74×ρ(g.cm³)=gmd gmd×0.365/ρ(g/cm³)=mm/a电流密度若电流强度为I ,通过时间为t ,则通过的电量Q 为It ,阳极所溶解的金属量△m应为w w A A Q I t m F n F n ⨯∆=⨯=⨯ I tNF ⨯=⨯式中:Aw 一金属原子质量;n 一价数,由腐蚀反应释放的电子个数;F 一法拉第常数,即F=96500A.s/mol 电子,或26.81A.h/mol ;Q=I ×t ,即电量=电流强度×时间,A.s ; N=A/n 一金属相对原子质量。
如果金属是铁(Fe ),则n=2,A=55.85g ,ρ=7.8g.cm ³。
腐蚀速度V 失与腐蚀电流密度i corr 间的关系(g/m ²·h )w w 3600.corrI A Am V i S tS n F n F⨯⨯∆==⨯⨯⨯⨯失=可见腐蚀速度与腐蚀电流成正比所有金属(钢)的电流、质量损失和侵蚀速率之间的换算第二章1、电化学反应(化学反应式) 式中:“Red ”代表还原剂(电子授予者); “Ok ”代表氧化剂(电子接受者); “n ”是参与反应的的电子(e-)数。
式中的氧化剂和还原剂通常被称为氧化还原对,其反应称之为氧化还原反应。
当电流沿一个向或相反向通过电极表面时,便产生某种电化学反应,该反应被称之为电极反应。
在阳极发生的电极反应为阳极反应,恒为氧化反应,反之,阴极反应恒为还原反应。
在无氧时析氢,有氧时还原氧气生成氢氧根按照电化学定义规定,电极电位较低的电极称为负极;电极电位较高的电极称为正极。
Redk O ne +⇔发生氧化反应的电极称为阳极(阳极金属溶解);发生还原反应的电极称为阴极。
靠外接电源供给电流的电化学电池被称之为电解电池,本身能产生电流的电化学电池被称之为原电池。
2、原电池所谓原电池是自身能产生电流的电化学电池,即将化学能转变成电能的装置称为原电池,它利用氧化还原反应产生电流。
3、自由能与腐蚀电池式中:ΔG 一电化学反应系统自由能值,J/mol ;Q 一1克离子的腐蚀产物金属离子所携带的电荷的电量; E 一驱动电压,v ; n 一参加反应的电子数; F 一法拉第常数,96500 C/mol 。
在标准条件下,电池反应的标准自由能ΔG0与电池的标准电位差E0直接相关。
用代数法通过电极电位得到电池的电动势在丹尼尔腐蚀电池中,铜(得到电子)的标准电位为0.337伏;锌(失去电子)的腐蚀电位为-0.763伏;G=Q E=-n F E ∆⨯⨯⨯cathode anodeE E E =-=0.337--0.763=1.11vcathode anode E E E =-()腐蚀电池的定义:只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池。
过程:(1)阳极过程:金属溶解,以离子形式进入溶液,并把等量电子留在金属上;(2)电子转移过程:电子通过电路从阳极转移到阴极;(3)阴极过程:溶液中的氧化剂接受从阳极流过来的电子后本身被还原。
★腐蚀电池的种类和特点:种类:(1)宏观腐蚀电池大电池(宏观腐蚀电池):指阳极区和阳极区的尺寸较大,区分明显,肉眼可辩。
大电池的腐蚀形态是局部腐蚀,腐蚀破坏主要集中在阳极区。
①以金属接触腐蚀②浓差电池③温差腐蚀电池⑵微观腐蚀电池微电池(微观腐蚀电池):指阳极区和阴极区尺寸小,肉眼不可分辨。
如果微电池的阴、阳极位置不断变化,腐蚀形态是全面腐蚀;如果阴、阳极位置固定不变,腐蚀形态是局部腐蚀。
①金属化学成分不均匀引起的微电池②金属组织的不均匀引起的微电池③金属表面的物理状态不均匀引起的微电池④金属表面膜不完整引起的微电池腐蚀电池的特点:(1)腐蚀电池的阳极反应是金属的氧化反应,结果造成金属材料的破坏。
(2)腐蚀电池中的反应是以最大限度的不可逆式进行。
(3)腐蚀电池的阴、阳极短路(即短路的原电池),电池产生的电流全部消耗在部,转变为热,不对外做功。
影响因素:(1)微观腐蚀电池-金属面➢成分不均匀➢组织结构不均匀➢表面状态不均匀➢应力和形变不均匀➢热处理差异(2)宏观腐蚀电池-环境面➢金属离子浓度差异➢氧含量差异➢温度差异(3)亚微观腐蚀电池-电极表面十分微小4、电极电位(P15)金属和溶液两相之间的电位差叫做电极系统的电极电位,简称电位,记为E。
电极电位的相对值是可以进行测量的△E =E待测- E参考5、平衡电极电位和非平衡电极电位(平衡电极电位可用Nernst公式计算)处于热力学平衡状态的电极体系(可逆电极),由于氧化反应和还原反应速度相等,电荷交换和物质交换都处于动态平衡之中,因而净反应速度为零,电极上没有电流流过,即外电流等于零。
这时的电极电位就是平衡电极电位。
(注意此处要多一个系数2.3)R 一表示气体常数,8.314J/(K ·mol); T 一表示绝对温度(=℃+273.16℃); n 一表示参加反应的电子数; F 一表示法拉第常数,96500 C/mol ; k 一表示反应的平衡常数。
式中:aM 、aL 、aQ 、aR 一分别表示物质M 、L 、Q 、R 校正后的压力或浓度值,称为活度。
活度aL 表示L 溶解物质等于每千克水中溶解的摩尔数(重量摩尔浓度)乘以叫做活度系数的修正因子γ。
即RT()log k Fcathode anode E E E n =--......lL mM qQ rR ++→++q rQ R i m L Ma a K a a =ai=γi[i] (mol/l)式中:[i]一表示物质i 的摩尔浓度;γi 一表示物质i 的和活度系数。
假如L 是气体,它的活度等于它的逸度,常压时近似地等于以大气压为单位的气体压力。
对气体:aj=Pj/Po (mol/L ) 气体浓度:Cj=ajAw (g/L )式中:Pj 一表示气体分压,Po=1atm=101KPa ;Aw 一表示原子量(g/mol )。
纯固体的活度被人为地规定为1。
同样,对于像水这样在反应中浓度始终保持恒定的物质,其活度也假设为1。
6、标准电极电位标淮电极电位是指参加电极反应的物质部处于标准状态,即25℃,离子浓度为1,分压为1×105 pa 时测得的电势(氢电极为参比电极):标准电极电位用表示,可用奈恩斯特公式计算。
★诺斯特公式7、自由能(P20 例题) 反应自由能变化值△GCathode anode 0.0592-E log E E K n=-()i i i i i i iiiG==-γμγμγμ∆∑∑∑反应物生成物()()式中: 一为化学反应式各物质的系数,规定反应物系数取负值,生成物系数取正值; 一相应物质在给定体系中的化学位。
△G<0 自发进行; △G =0 平衡状态; △G>0 非自发过程。
8、平衡电位和标准电位 (P22 例题)anode cathode anode anode cathode anode cathode anode E <E E E =E E >E E ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭则电位为的金属自发进行腐蚀平衡状态则电位为的金属不会自发进行腐蚀腐蚀判断依据:⑴用系统的标准电极电位作为判据(2)使用金属在非标准状态下和非平衡状态下电极电位作为腐蚀倾向判据 例3 金属在同空气接触的中性介质(PH=7)时,依靠氧化还原(去极化)反应iγiμ2pO进行腐蚀,试确定金属可能发生腐蚀的可逆电位边界(介质温度25℃,空气中氧分压 =21278.25Pa )-2240OH 2O H O74()0.0592/4log()(10)0.4010.0592/4log 0.805V21278.25/101325a E E p a-=-⨯=-⨯=所以只有在中性溶液中的可逆电位比0.805V 更小的金属才有可能在25℃的中性溶液中依靠氧放电的去极化作用维持电化学腐蚀过程。
9、水的电位-pH 图在25℃,P0=1atm 大气压的标准条件下的析氢反应:E H =-0.0592pH对水溶液中的氧气可发生析氧反应:22244O H O e OH -++↔222H e H +-+→222H 0.05920.0592log[](log p a )H H H H H E E K E n n ++=-=-+H ()-2log H pH loga +=-22442O H e H O+-++→2200.0592log[] 1.2290.05921O O E E K pH =-=-04812-0.8-1.600.8pHE ,V (S H E )高于b 线,发生析氧反应,为O 2的稳定区;低于a 线,可发生析氢反应,为H 2的稳定区;在a-b 线之间,水是稳定的。