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鋁型材與異種金屬接觸腐蝕的主要原因和對(duì)策
兩種金屬組合時(shí),判斷哪種金屬最先腐蝕常根據(jù)各種金屬的腐蝕電位序(下表)推測(cè);腐蝕電位是鋁型材浸泡在海水中相對(duì)于基準(zhǔn)電極的電位;下表中的腐蝕電位及其順序在實(shí)際金屬結(jié)構(gòu)的防腐蝕方面提供了非常重要的信息;電位低的金屬會(huì)加速腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行;
金屬
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腐蝕電位/V
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金屬
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腐蝕電位/V
|
鋅
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-1.03
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鎳SUS410(鈍態(tài))
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-0.20
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鋁(A3003)
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-0.79
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SUS410(鈍態(tài))
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-0.15
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鋁(A6061)
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-0.76
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銀
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-0.13
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鑄鐵
|
-0.61
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鈦
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-0.10
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碳鋼
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-0.61
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鎳基合金
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-0.08
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SUS430(活性)
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-0.57
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蒙乃爾合金400
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-0.08
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SUS301(活性)
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-0.53
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SUS304(鈍態(tài))
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-0.08
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SUS410(活性)
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-0.52
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SUS316(鈍態(tài))
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-0.05
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海軍黃銅
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-0.40
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鋯
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﹢0.04
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銅
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-0.36
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鉑
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﹢0.15
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SUS430(純態(tài))
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-0.22
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-
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-
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一般情況下,兩種金屬間的腐蝕電位差越大,腐蝕速度就越快;實(shí)際上,接觸腐蝕的腐蝕速度并不完全由腐蝕電位順序決定,也由下列原因所決定:兩種金屬接觸的電解溶液的電導(dǎo)率;兩種金屬的面積比等;
為了防止鋁型材與異種金屬之間接觸腐蝕的發(fā)生,NACE公布了異種金屬間電位差的相關(guān)準(zhǔn)則;
①限定溫度、濕度的室內(nèi)環(huán)境:0.5V以內(nèi);
②不限定溫度、濕度的室內(nèi)環(huán)境:0.25V以內(nèi);
③有鹽分且高濕度的室外環(huán)境:0.15V以內(nèi);
電位差在100mV以下的情況,異種金屬間發(fā)生接觸腐蝕的危險(xiǎn)性就會(huì)降低;例如,鋁型材和鐵之間的接觸阻抗在10^4Ω以上的情況下,就不會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕
在陰極面積比陽(yáng)極面積大很多的情況下,陽(yáng)極的腐蝕反應(yīng)將會(huì)更激烈;異種金屬接觸腐蝕的電流流向?yàn)椋轰X型材→水溶液→異種金屬→接觸點(diǎn)→鋁型材,這種電流越大,鋁型材的腐蝕量就越大
鋁型材的腐蝕量根據(jù)電解溶液的不同而不同;鋁型材在海水中的腐蝕量是在純水中的數(shù)倍;
2:異種金屬接觸時(shí)的電化學(xué)腐蝕機(jī)制
鋁型材與異種金屬接觸的時(shí)候,在接觸面干燥的情況(干燥大氣)下,幾乎不會(huì)發(fā)生接觸腐蝕;
鋁型材與鐵構(gòu)成電池,在短路的情況下,電位比較低的金屬鋁作為陽(yáng)極溶解,電位高的鐵作為陰極產(chǎn)生氫氣;此時(shí)在導(dǎo)電溶液中異種金屬接觸形成電池,電位低的鋁型材附近腐蝕就比較明顯;
3:受到與鋁型材組合金屬的影響
一般情況下,鋁與鋅、鎘接觸是比較安全的;與不銹鋼在一般大氣中接觸也很難發(fā)生腐蝕,可以放心使用;大氣中的電化學(xué)腐蝕作用,在接觸點(diǎn)的3mm以內(nèi)的小范圍內(nèi)發(fā)生,面積比對(duì)于電化學(xué)腐蝕的影響不大;
①鋅:鋁型材表面會(huì)形成牢固的自然氧化膜,所以電位比鋅高;
因此,鋅與鋁型材之間存在電流時(shí),鋅作為犧牲陽(yáng)極因防腐蝕作用而被溶出;在大氣或水中,鋅作為陽(yáng)極進(jìn)而保護(hù)鋁型材;因此,鋁型材與鋅合鍍鋅的鋼板接觸時(shí),可以安全使用;
但是,如果在連接的縫隙中殘留著鹽水或大氣中有酸性物質(zhì)時(shí),鋁型材的氧化膜會(huì)被破壞,鋁型材的電位就會(huì)比鋅的電位低,反應(yīng)就會(huì)向抑制鋅溶解的方向進(jìn)行;
②不銹鋼:大氣或者純凈的水中,鋁型材與不銹鋼接觸時(shí)安全的;
但是,如果將材料置于濕氣、水分,尤其是含有鹽分的環(huán)境中,接觸面處于潮濕的狀態(tài)下,就會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕;在海洋大氣環(huán)境中,鋁型材多多少少會(huì)被腐蝕,在海水中腐蝕更劇烈;
在海水中,鋁型材與不銹鋼以相同的表面積接觸時(shí),與鋁型材單獨(dú)浸泡在海水中的情況相比,由異種金屬間接觸腐蝕作用產(chǎn)生的陽(yáng)極反應(yīng)只在鋁型材上產(chǎn)生;但是陰極反應(yīng)不僅在鋁型材的表面進(jìn)行,還會(huì)在不銹鋼的表面進(jìn)行,陰極反應(yīng)是單獨(dú)鋁的情況的2倍;因此,鋁型材的腐蝕也會(huì)變成原來(lái)的2倍;如果不銹鋼的面積是鋁型材的2倍的話,鋁的腐蝕就會(huì)變成原來(lái)的3倍;
4:異種金屬接觸腐蝕的防止方法
①在容易發(fā)生腐蝕的環(huán)境中,盡量選擇電位差小的異種金屬;
②實(shí)施涂裝工藝時(shí),兩極金屬都要進(jìn)行涂覆;涂裝時(shí)不要只涂覆陽(yáng)極金屬,為了減少陰極的面積也要涂覆陰極;
③為了切斷電接觸,異種金屬間可以插入絕緣物;
④在異種金屬以外,安裝犧牲陽(yáng)極金屬;
⑤在使用環(huán)境中添加緩蝕劑;
多數(shù)情況下,采用這些方法聯(lián)用的形式,可以保證鋁型材防腐蝕效果更佳;
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