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碳钢在中碱性介质中的腐蚀行为

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-13  来源:中国模具钢网  浏览次数:463

  曲线,讨论了不同介质中碳钢的腐蚀速率及缓蚀剂的加入对破钢腐蚀速率的影响。

  中围分类法TG142.31B碳钢与电解质溶液接触时构成了复合电极体系,所发生的自腐蚀现象,原因在于溶液中存在着氧化剂,即溶液中的氢离子和溶解在溶液中的氧。实验证明,酸性溶液中碳钢的腐蚀速率较大,在中、碱性溶液中也有相当程度的腐蚀。实际过程中,化学试剂的生产、合成氨及化肥工业等,均涉及到碳钢在中、碱性环境中的腐蚀行为,因此对此进行研究具有实际意义。

  1实验部分仪器与试剂HDV-7C晶体管恒电势仪;KS-1型快速扫描信号发生器;LZ3-204X-Y函数记录仪,屏蔽箱等。所用化学试剂均为分析纯。

  实验条件以碳钢为研究电极(表观面积为。

  4776cm2),镀铂黑的铂片为辅助电极,饱和甘汞电极为参比电极组成三电极体系,所有电势值均相对此参比而言。测量时,溶液均用二次水配置,通篼纯氩除氧。为了避免氯离子的影响,参比电极通过硝酸钾盐桥与电池连通,电池体系置于屏蔽箱内。实验温度:28.0±0.丨;扫描范围:-1.002~+丨。122¥;扫描速率:5011/3. 1.3实验步骤1.3.1碳钢在不同介质中的腐蚀速率稳态极化法测量碳钢在0.050ml/dm3H2SO4,0. 100mol/dm3K2S04和饱和(NH4)2C03溶液中的阴、阳极极化曲线,在强极化区,由塔非而直线延长且相交,求出自腐蚀电流i,见表1.表1碳钢在不同介质中的自腐蚀电流介质1.3.2乌洛托品(六次甲基四胺)对碳钢在饱和(NH4)2C03溶液中阳极行为的影响动电势扫描法测定碳钢在饱和(nh4)2co3溶液中及加入缓蚀剂后的阳极极化曲线,记录电流和电势的各个临界值,见表2.表2阳极极化曲线中特征点对应的电势、电流值介质致备钝化点活化点缓蚀效率5%乌洛托品+10mL5%乌洛托品2.结果与讨论由表1可以看出碳钢在酸性介质中的自腐蚀电流最大,因而腐蚀速率最大;在中、碱性介质中的相对较小,腐蚀速率也较小。

  产生差别的原因主要与体系的反应机理和速控步骤有关。碳钢在非氧化性酸溶液中,电极体系发生强烈的阴极氢去极化反应。由于酸性介质中H +浓度大,其扩散系数也大,故电迁移速度篼,阴极产物氢气以气泡逸出,对体系的界面有搅拌作用,这样浓差极化较小。同时,氧的浓度很低,对电极反应的速度的影响也可以忽略。所以,碳钢在酸性介质中的腐蚀速率可认为只受电子迁移步骤控制,因而反应速度快,腐蚀速率大。而在中、碱性介质中,H+的浓度很低,析氢电位较负,碳钢的腐蚀主要由阴极氧去极化反应所引起。由于氧的溶解度很小,扩散系数也较小,迁移速率较低,电极反应速度受氧的扩散过程控制,所以,腐蚀电流较小。又因为H~的离子电导远大于其它阴离子,所以,碳钢在碱性溶液中的腐蚀电流大于中性溶液中的腐蚀电流,在碱性溶液中的腐蚀速率比在中性溶液中的大。

  由表2可以看出在饱和(14)2(:03溶液中加入乌洛托品后,致钝电流明显降低,钝化区有所加宽,说明乌洛托品对碳钢在该体系中的阳极腐蚀起到了缓蚀作用;同时还可看出,在其它条件不变时,乌洛托品的缓蚀效率随其浓度的增加而增大。

  乌洛托品属于吸附膜型缓蚀剂,它通过分子上的极性基团的吸附作用,使缓蚀剂吸附在金属表面。这样,一方面改变了金属表面的电荷状态和界面性质,使表面能量状态趋于稳定,从而增大腐蚀反应的活化能(能量障碍),使腐蚀速率减小;另一方面,被吸附的缓蚀剂的非极性基团,尚能在金属表面形成一层疏水性保护膜,阻碍着与腐蚀反应有关的电荷和物质的转移(移动障碍),因而也使腐蚀速率减小。实验证明乌洛托品不仅是酸性缓蚀剂,它在饱和2co3溶液中的缓蚀性能也很好。

  3结论碳钢在中碱性介质中的腐蚀速率比酸性介质中的小。碳钢在饱和(nh4)2C03溶液中的阳极极化曲线,由三个分别代表不同的阳极过程、具有特征性的线段组成,因此可在一定条件下对碳钢进行阳极保护;乌洛托品可作为碳钢在饱和(nh4)2co3溶液中的缓蚀剂。

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