避免电偶腐蚀的5种方法

电化学腐蚀(亦称双金属腐蚀或不同金属腐蚀)是一种变质的电化学过程，发生在两种不同的金属相互接触时电解液．这种腐蚀的特点是一种金属加速腐蚀，而另一种金属基本不受影响。换句话说，一种金属变成阳极并优先腐蚀，因此牺牲了自己而保护了其他金属阴极．

电偶腐蚀比较严重，每年造成数百万美元的损失。必须在设计过程的概念或早期阶段考虑防止其形成的对策。详细讨论设备设计过程中的腐蚀控制考虑)。电偶腐蚀的原因千差万别，可以包括几种不同类型的化学反应。因此，有必要对影响这类腐蚀发展的潜在机制和因素有一个良好的了解。

电偶腐蚀的原因

电偶腐蚀的主要驱动力是一种叫做潜在的差异．当金属浸入电解液中时，它会产生电极电位．各种金属的电极电势的值用表表示电系列．因此，两种金属之间的电位差是它们各自的电极电位差，在电偶级数中定义。

当两种金属在电解液存在的情况下相互接触时，它们之间存在的电位差导致电子从阳极转移(越多的电负性金属)到阴极(越多阳性金属)。这种电子的转移导致一系列的氧化和还原反应，然后导致阳极的电偶腐蚀。(本文中有进一步的讨论为什么两种不同的金属会引起腐蚀?）

图1。视频显示水管中有不同的金属腐蚀．

避免电偶腐蚀的方法

旨在防止电偶腐蚀的措施通常是基于消除导致其形成的基本元素。这主要包括阻碍系统的金属或电解液部分的电通路，从电解液中去除氧气，以及引入缓蚀剂。

1.绝缘

打破电化学电池中电通路的最有效方法之一是在耦合金属的接触点之间放置一种非导电材料。电偶腐蚀的发生是因为电子被允许从阳极流向阴极，在系统中产生了电偶电流。绝缘材料阻挡电子的流动，从而防止氧化和还原反应的发生。

在实践中，绝缘通常通过使用聚合物或弹性体为基础的衬套、垫圈、垫圈和涂料。例如，在石油和天然气行业，不导电玻璃增强环氧树脂(GRE)垫片通常放置在法兰连接管道以破坏相邻管道之间的导电性。(垫片的使用在新的油气采运方式如何影响管道腐蚀)。

图2。在连接管道的法兰之间作为电绝缘体的绝缘衬垫。

2.电解液隔离

发生电偶腐蚀的主要元素之一是电解液，它含有促进电偶电池中氧化和还原反应的离子。因此，隔离接触金属和电解液的措施可以有效地防止电偶腐蚀。这是通过使用防水化合物来实现的障碍在金属衬底和电解质溶液之间。油漆、涂料、油和润滑脂都在许多工业中得到了很好的应用。

3.选择合适的接触金属

通过减小金属之间的电位差也可以避免电偶腐蚀。如前所述，由于电位差，电子从阳极流向阴极，电位差起到驱动力的作用。电位差越高，感应强度越大化电流，而且越严重腐蚀速率．

对于电位差较低的金属来说，情况正好相反。目的是选择电极电位相近的接触金属，即在原电串联中彼此接近的金属，以减少原电腐蚀的可能性。(你可以在文章中找到原电级数的图表电偶系列简介:电偶兼容性和腐蚀)。

4.腐蚀抑制剂

腐蚀抑制剂添加到电解液中以抑制引起电偶腐蚀的化学反应的化合物(通常是液体)。抑制剂有多种作用方式，其中大多数涉及复杂的化学过程。然而，对电偶腐蚀最有效的抑制剂是那些去除的溶解氧从电解质溶液中。除去氧气减少了在阳极发生还原的可能性。由于阴极反应依赖于阳极反应，因此电过程停止了。

5.最小化面积比

几项研究已经证实了这一点电偶腐蚀的速率和严重程度受阴极面积与阳极面积之比的影响．阴极相对于阳极的面积越大(即，阴极与阳极的比例越高)，阳极的还原速率就越大，因此产生的电偶腐蚀就越严重。相比之下，阴极到阳极的面积越小，随之而来的危害就越小恶化．

在初步设计阶段，值得保证的是，更多的阳极金属的面积是尽可能大的相对于阴极．例如，钢铁紧固件在铝板上会产生比在钢板上的铝紧固件更好的效果。

结论

防止电偶腐蚀通常需要在项目设计阶段的早期就采取对策。了解这一电化学反应所涉及的机制是为特定情况选择适当和最有效的预防措施的关键。还需要注意的是，为了增强保护和提高效率，可以同时实施几种保护方法。