电化学腐蚀当两种不同的金属相互接触时,是否会发生一种退化的电化学过程电解液.在这种腐蚀过程中,一种金属会加速恶化而其他金属仍未受到影响。换句话说,一种金属通过优先腐蚀而牺牲自身,从而保护其它金属。
虽然在全球每年在全球造成数百万美元的电流腐蚀,但有可能使用这种电化学过程来利用特定应用的情况。在本文中,我们将简要介绍电流腐蚀过程,并描述这种腐蚀过程是有利的情况。
为什么电流腐蚀发生?
要理解电偶腐蚀是如何被良好地使用的,首先必须对其形成的基本力学有一个坚实的理解。当金属暴露在电解液中时,它采用了一种称为电极电位的特性。这个属性定义了金属获得电子(还原)或失去电子(氧化)的能力。
当两种具有不同电极电位的金属在电解液中相互接触时,它们就会形成一种原电池,两种金属之间的电位差导致电子从反应性较强的金属(电位差)流出阳极)到较少的反应性金属(阴极).这种选举的流动产生了在细胞中产生的电流。此外,当电子从阳极转移到阴极时,阳极氧化和变质,而阴极则经历减少反应并保持保护。(此过程进一步审查为什么两个不同的金属会导致腐蚀?)
电偶腐蚀导致电子从一点流向另一点,并且一种金属优先腐蚀另一种金属,这一事实已被证明在许多应用中是有用的。
电流腐蚀的好处
下面列出了一些原电过程有益的应用。
电池的电压产生
在电偶腐蚀过程中发生的反应是电池产生电力的驱动力。典型的干电池或湿电池本质上是电化电池有阳极,阴极和电解质溶液。
在大多数电子设备中使用的传统干电池组成锌围绕着石墨棒的内壳,石墨棒浸没在由氯化铵(NH)组成的潮湿电解质糊中4.Cl),二氧化锰(MNO2)或者另一种合适的化学溶液。该电解质浆料桥接石墨棒和锌壳之间的连接,以形成间接电连接。由于电子从其从其移动到阴极石墨棒,因此由更反应性金属组成的锌壳体成为阳极。来自阳极到阴极的电子的连续流动导致用于为众多电器和设备提供电力的电力的产生。
电池继续供电,直到阳极锌外壳完全消耗,在这一点上,电池被认为已经死亡。
阴极保护
通过有意地形成具有另一种牺牲金属的电池来保护金属部件的电抗腐蚀。这个过程称为阴极保护.有两种类型的阴极保护:被动阴极保护和压印的电流阴极保护。
- 被动的阴极保护
在被动阴极保护系统中,牺牲阳极金属直接或间接地连接到要保护的金属上。两个系统之间的连接足以产生足够的电力来形成一个有效的电化电池.
被动阴极保护系统是海上平台上常用的保护结构钢构件的系统。铝条(牺牲阳极)直接安装在钢管上,以保护钢管不受腐蚀。其他使用被动系统的应用包括热水器、储罐和钢桩。
也可以观察到被动阴极保护镀锌钢.在该过程中,通过将基础金属浸入熔融的锌浴中彻底涂覆钢。当钢构件变得刮擦或以其他方式损坏,使得钢基质暴露,邻近锌涂料通过充当牺牲阳极来防止底层钢的腐蚀。周围的锌涂层继续保护下面的钢,直到涂层耗尽。
- 外加电流阴极保护
在更长的或更大的结构中,电解阳极不可能提供足够的电流来提供足够的保护。在这种情况下,外加电流阴极保护使用。在这些系统中,阳极连接到外部电源,以协助驱动电化学过程。(在视频中了解更多信息何时使用压印的电流阴极保护.)
ICCP系统经常用于保护数百英里的石油和天然气管道。通常提供电绝缘材料法兰通过使用连接管道法兰隔离套件破坏相邻管道之间的电气连接。这种绝缘通过将管道电分隔成更小、更易于管理的部分,提高了ICCP系统的效率。
结论
虽然众所周知的有害影响,电偶腐蚀过程具有特定的特点,使其理想的:
- 在便携式电力系统中发电,如电池
- 保护易损坏的金属部件
对这一过程的正确理解对于确保这些好处在预期应用中得到有效利用至关重要。