cl离子腐蚀原理
微生物腐蚀和CL离子对不锈钢管道焊缝的协同腐蚀分析

微生物腐蚀和CL离子对不锈钢管道焊缝的协同腐蚀分析摘要:结合沙特利雅得电站项目化水不锈钢管焊缝漏点分布规律和腐蚀形貌特征,对漏点焊缝做金相分析和腐蚀部位焊缝及其沉积物进行化学成分、电镜和能谱分析,并对不锈钢管道内运行的水质取样化验,探究微生物和CL离子对化水不锈钢管道焊缝腐蚀的影响。
通过腐蚀作用机理分析提出了预防不锈钢管道在运行条件下防腐蚀措施和建议。
关键词:水处理系统;微生物腐蚀;CL离子;不锈钢管道焊缝;协同作用随着不锈钢在多种工业部门如核能、石油、化工中的应用,不锈钢的微生物腐蚀越来越受到关注,在生产中出现了由于微生物腐蚀影响导致不锈钢材料出现点蚀而遭受破坏的例子,对于微生物腐蚀造成的经济损失在国内外已经引起了广泛的注意。
316L不锈钢管有良好的机械性能和经济性能,耐腐蚀性比较强,所以现在电厂水处理系统较多地使用316L不锈钢管道,但如果调试阶段将316L不锈钢管道处在微生物腐蚀条件,特别是在CL离子的激发情况下,不锈钢管道焊缝也容易发生点蚀等问题,严重时会出现腐蚀泄露。
图1化水系统漏点分布图1. 化水不锈钢焊缝腐蚀情况腐蚀点均在焊缝和热影响区,且大部分位于管内壁正下方,焊缝与母材交叉处有部分不同程度的金属脱落,焊缝表面存在大量腐蚀产物,有大量晶体析出。
现场对存在漏点的不锈钢焊缝切割下来观察,管内焊缝表面热变色较严重,有棕色锈蚀,且从焊缝腐蚀表面都是口小里大,甚至表面上肉眼还看不出有腐蚀坑,将表面稍稍研磨调一小点,就会越来越大,因此腐蚀是从内壁开始逐渐延伸到焊缝表面。
2 腐蚀部分成分分析在管道外表面腐蚀沉淀物发现的元素有铁、氧、钙、硫、和少量的钾和镁。
焊缝内部腐蚀沉淀物发现:铁、氧、氯、硫和少量的锰、钙和铜。
可以看出局部腐蚀部分存在腐蚀性元素硫和氯,特别是个别点氯含量到达43%。
抗腐蚀合金Cr明显缺失。
不锈钢耐腐蚀的重要因素在于其保护性氧化膜是自愈性的,研究表明在水溶液中,需要12%的铬才能产生自钝化作用,形成包含大量的很薄的保护膜,如果铬的比例低于完全保护所需的比例或者某些原因造成不锈钢晶界出现贫铬区,铬就会溶解在铁表面形成氧化物中而无法形成有效保护膜,从而发生腐蚀现象。
氯化铁腐蚀铜电路板离子方程式

氯化铁腐蚀铜电路板离子方程式
氯化铁腐蚀铜电路板是一种普遍存在的问题,通常可以观察到电路板上的铜线外壳和焊接点有着明显的绿色痕迹。
这种情况的发生通常是由于氯化铁(FeCl2)的腐蚀作用。
它由氯离子(Cl-)和铁离子(Fe2+)组成,并以下面的方程式反映:
FeCl2 FeCl3 + Cl-
该反应的化学原理是,氯化铁具有强烈的氧化性,可以将铜表面上的金属氧化,并形成一层非金属氧化物。
这样,氯离子就会染色,形成一层铜氯化物,即绿色色素,而铁离子则形成黑色色素,这就是氯化铁腐蚀铜电路板痕迹。
氯化铁腐蚀铜电路板的最终结果是电路板无法正常使用,有时甚至会短路,并可能导致电击危险等潜在问题。
因此,当使用或存放电路板时,应注意下列事项:
1.免将电路板暴露在空气中过久,特别是在空气中含有矿物污染物(如硫酸钠)和硫酸盐(如硫酸铵)的环境下;
2.免将电路板接触强碱性(高pH值)的环境;
3.免将电路板接触强酸性(低pH值)的环境;
4.存放电路板时,应加以保护,以防止水分和可能的化学污染;
5.期检查电路板,及时发现腐蚀痕迹,以便及时处理。
因此,应采取必要的保护措施,防止氯化铁腐蚀铜电路板。
只有正确的处理方法,才能最大程度地保护电路板,确保其正常使用。
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次氯酸钠储罐材质为什么PE而不采用不锈钢

次氯酸钠储罐材质为什么PE而不采用不锈钢次氯酸钠储罐材质为什么介绍PE塑料而不采用不锈钢关于次氯酸钠存储材质选择问题,介绍使用聚乙烯储罐和钢衬聚乙烯储罐,选择聚乙烯塑料储罐性价比更好次氯酸钠储罐不能采用304不锈钢容器装的原因。
次氯酸钠和柠檬酸稀释20%,不行用304不锈钢容器装。
304不锈钢的重要成分是镍,钛和铁。
耐氯离子性能差,pH值不能低于5.0,不耐强氧化剂。
柠檬酸和次氯酸钠20%的溶液,pH值低于5.0,含有大量的氯离子,具有强氧化性和络合性,不能采用304不锈钢容器装,只能采用塑料储罐装。
316L钢为什么不耐氯离子腐蚀。
不锈钢耐腐蚀的原理:由于在不锈钢表面生成了一层极薄的、粘着性好的、半透亮的氧化铬薄膜。
这层膜一旦遭到破坏,钢中的铬与大气中的氧发生化学反应就能快速地恢复这层薄膜,同时,机械损伤也能很快再生成一层保护薄膜。
氯离子不但能引起不锈钢的点蚀,还能引起应力腐蚀开裂。
发生氯离子应力腐蚀开裂的临界浓度为随温度的上升而减少,高温下,氯离子浓度只要实现10—6既能引起分裂。
cl离子对不锈钢的腐蚀,重要表现为点蚀(小孔腐蚀),这种腐蚀具有危害性大\不易发现等特点,往往是由于局部穿孔而引起整个设备瘫痪.cl离子对不锈钢的腐蚀的重要机理为:cl离子为活性离子,其活性高于比O和H离子,更容易吸附在金属的表面,从而破坏不锈钢表面的保护层,被破坏的保护层部位常常为敏感部位(晶界\晶格缺陷\非金属夹杂物特别是S化物\钝化膜的孱弱环节),部分被破坏部位将形成微小的空,小空内外会显现氧浓差电池,内部为贫氧区,为阳极,外部是富氧区为阴极,从而促进小孔内的腐蚀。
304不锈钢溶液箱在氯酸钠溶液中会进行缓慢腐蚀。
次氯酸钠有腐蚀性,是强氯化剂,次氯酸钠在304中腐蚀率大于1.5mm/年,所以不适用。
NaClO中的ClO根水解生成HClO,有强氧化性。
只要是腐蚀性介质,腐蚀是肯定会产生的,关键是严重程度。
HClO和次氯酸盐都有强氧化性,即ClO—也具有强氧化性,与金属接触时会将Fe氧化为Fe+,从而引发腐蚀反应的发生,都是强碱弱酸盐,易水解。
氯化消毒原理

氯化消毒原理
氯化消毒是一种常见的消毒方法,其原理主要是通过氯化物在水中释放出活性氯离子,从而发挥消毒作用。
在氯化消毒过程中,氯化物(如氯气、次氯酸钠等)溶解在水中后会发生水解反应,生成活性氯离子(Cl-)。
活性氯离子是一种强氧化剂,能够破坏细菌、病毒、真菌等微生物体内的蛋白质和核酸,从而杀死这些病原体。
活性氯离子通过氧化细胞膜、白蛋白和DNA等,破坏微生物的结构和功能,导致其死亡。
此外,氯化物还能与微生物中的氨基化合物反应,形成致死性的氯胺等物质。
同时,活性氯离子还具有一定的消除异味和去除有机物的作用。
需要注意的是,氯化消毒的效果受到多种因素的影响,包括水的pH值、温度、接触时间和悬浮物的存在等。
较低的pH值和较高的温度会增加活性氯离子的活性,提高消毒效果;而较高的水中悬浮物含量则会降低活性氯的浓度,影响消毒效果。
总之,氯化消毒是一种常用的消毒方法,通过释放活性氯离子破坏微生物的结构和功能,达到杀灭病原体的目的。
在使用氯化消毒剂时,需要根据具体情况调整水质、接触时间和剂量,以确保消毒效果。
离子膜电解槽的腐蚀形式及防止方法

离子膜电解槽的腐蚀形式及防止方法摘要:本文简单介绍了离子膜电解槽的电解反应原理和离子膜电解槽的类型,分析了离子膜电解槽形成几种腐蚀形式的原因及防止方法。
关键词:离子膜电解槽腐蚀形式防止方法一、离子膜电解槽电解反应的基本原理离子膜电解槽电解反应的基本原理是将电能转换为化学能,将盐水电解,生成NaOH、Cl2、H2,如图1所示,在离子膜电解槽阳极室(图示左侧),盐水在离子膜电解槽中电离成Na+和Cl-,其中Na+在电荷作用下,通过具有选择性的阳离子膜迁移到阴极室(图示右侧),留下的Cl-在阳极电解作用下生成氯气。
阴极室内的H2O电离成为H+和OH-,其中OH-被具有选择性的阳离子挡在阴极室与从阳极室过来的Na+结合成为产物NaOH,H+在阴极电解作用下生成氢气[1]。
图1 离子膜电解槽电解反应的基本原理示意图二、离子膜电解槽的类型离子膜电解槽按照单元槽的结构形式不同,分为单极式离子膜电解槽和复极式离子膜电解槽。
单极式离子膜电解槽是指一个单元槽上只有一种电极,即单元槽是阳极单元槽或阴极单元槽,不存在一个单元槽上既有阳极又有阴极的情况。
复极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上,既有阳极又有阴极(每台离子膜电解槽的最端头的端单元槽除外),是阴阳极一体的单元槽[2]。
三、离子膜电解槽通常的腐蚀形式及防止方法离子膜电解装置(主要指单元槽,阴、阳极液进、出口总管等)通常存在三种腐蚀,即:化学腐蚀、间隙腐蚀、泄漏电流腐蚀[3]。
1.离子膜电解槽化学腐蚀产生原因及防止方法化学腐蚀主要是阴阳极系统不同的化学介质对材料的腐蚀。
在阴极系统中,主要是90℃的32%(质量分数)NaOH对材料的腐蚀,在阴极系统,各公司选用的材料大致有三种:镍(Ni)、不锈钢(SUS310S或00Cr25Ni20)和非金属材料(CPVC、PVC+FRP、PEFE、PFA等),但在既要耐NaOH腐蚀又要导电的部位(如阴极盘、阴极筋板、阴极网等),最好还是使用镍(Ni)材料,因为Ni 既有良好的耐碱腐蚀性,又是电阻较低的材料。
三氯化铁溶液腐蚀铜电路板的离子方程式

三氯化铁溶液腐蚀铜电路板的离子方程式
三氯化铁溶液腐蚀铜电路板的离子方程式是:铜(Cu)+ 2Cl(三氯化铁)→ CuCl2(二氯化铜)+ Cl2(氯气)。
三氯化铁溶液可以用来腐蚀铜电路板,因为三氯化铁溶液中的氯离子可以与铜电路板上的铜离子发生反应,形成二氯化铜和氯气,从而使铜电路板腐蚀掉。
在反应过程中,三氯化铁溶液中的氯离子会与铜电路板上的铜离子发生反应,形成二氯化铜和氯气:2Cl(三氯化铁)+ Cu(铜)→ CuCl2(二氯化铜)+ Cl2(氯气)。
由于反应中的氯离子可以腐蚀铜电路板,因此三氯化铁溶液可以用来腐蚀铜电路板。
除了腐蚀铜电路板,三氯化铁溶液还可以用来清洗金属表面,以及用于消毒和杀菌。
cl离子状态
cl离子状态Cl离子状态Cl离子,即氯离子,是指氯原子(Cl)失去一个电子而形成的带负电荷的离子。
在自然界中,氯离子是非常常见的离子之一,广泛存在于海水、地下水、盐湖等环境中。
本文将以Cl离子状态为标题,探讨氯离子的来源、性质和应用等方面的内容。
一、氯离子的来源氯离子的主要来源是氯化物,即由氯原子与其他原子形成的化合物。
常见的氯化物有氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、氯化镁(MgCl2)等。
这些化合物在水中溶解时,会释放出氯离子。
此外,氯离子还可以通过化学反应或电离过程产生。
例如,当氯气(Cl2)与水反应时,会生成盐酸(HCl),其中的氯离子来自氯气的电离。
二、氯离子的性质1. 物理性质:氯离子是一种带负电荷的离子,具有一定的大小和电荷。
由于离子间的静电作用力,氯离子在溶液中往往与正离子形成离子键,形成稳定的化合物。
2. 化学性质:氯离子具有较强的化学活性,常与其他离子发生反应。
例如,氯离子可以与钠离子(Na+)结合形成氯化钠(NaCl),这是一种常见的离子化合物。
此外,氯离子还可以与金属离子发生置换反应,例如与银离子(Ag+)反应生成沉淀的氯化银(AgCl)。
三、氯离子的应用1. 食品加工:氯离子在食品加工中具有重要的作用。
例如,氯离子可以用于食品的消毒和防腐,能有效杀灭细菌和其他微生物,延长食品的保质期。
2. 水处理:氯离子在水处理中广泛应用。
氯离子可以用于消毒水源,杀灭水中的细菌和病毒,保障饮用水的安全。
此外,氯离子还可以用于水的脱盐处理,去除水中的盐分。
3. 医疗用途:氯离子在医疗领域也有重要的应用。
例如,氯离子可以用于制备生理盐水,用于静脉注射、清洗伤口等。
此外,氯离子还可以用于制备一些药物,如抗菌药物。
4. 工业应用:氯离子在工业中有广泛的应用。
例如,氯离子可以用于制备氯气、盐酸等化工原料。
此外,氯离子还可以用于金属表面的处理,提高金属的耐腐蚀性能。
5. 其他应用:氯离子还有其他一些应用,如纸浆漂白、染料制备、冶金工艺等。
氯化铵做除锈剂原理
氯化铵做除锈剂原理氯化铵是一种常用的除锈剂,其主要原理是通过产生氯离子和铵离子的双重作用来去除金属表面的锈蚀。
首先,氯化铵可以提供氯离子。
在水溶液中,氯化铵会分解成氯离子(Cl-)和铵离子(NH4+)。
氯离子具有较强的氧化性,可以与金属表面上的铁离子发生反应。
铁离子在空气中与氧气发生氧化反应,形成铁锈(Fe2O3)。
而氯离子与铁离子反应后产生氯化铁(FeCl3),从而去除金属表面的铁锈。
其次,氯化铵还能提供铵离子。
铵离子在水溶液中具有良好的络合能力,可以与金属表面上的铁离子形成络合物。
络合物的形成可以阻止金属表面的进一步锈蚀反应的进行,从而起到一定的抑制作用。
另外,络合物的形成还可以增加金属表面的光滑度,减少摩擦和腐蚀的发生。
此外,氯化铵本身也具有一定的缓蚀性能。
研究表明,氯化铵溶液中的氯离子和铵离子能够在金属表面形成一层稳定的保护膜,从而减少金属与空气中的氧气接触,降低了金属的氧化速率。
这种保护膜能够防止空气进一步侵蚀金属表面,延缓金属的锈蚀过程。
综上所述,氯化铵做除锈剂的原理主要包括氯离子的氧化性、铵离子的络合能力以及氯化铵本身的缓蚀性能。
它们共同作用于金属表面,通过与铁离子的反应、形成络合物和形成保护膜等方式来清除金属表面的锈蚀,保护金属的完整性和性能。
除了以上的原理,氯化铵还有其他的一些特点和优势。
首先,氯化铵具有较强的渗透性和浸润能力,可以迅速渗入金属表面的微孔和凹陷处,达到彻底清除锈蚀的效果。
其次,氯化铵具有一定的溶解性,能够将金属表面的锈层溶解掉,并帮助金属表面恢复光洁度。
另外,氯化铵具有一定的稳定性,可以长期保存并重复使用,提高了除锈剂的经济效益。
总之,氯化铵作为除锈剂的原理主要包括氯离子的氧化性、铵离子的络合能力以及氯化铵本身的缓蚀性能。
它们共同作用于金属表面,通过与铁离子的反应、形成络合物和形成保护膜等方式来去除金属表面的锈蚀,保护金属的完整性和性能。
除此之外,氯化铵还具有其他的特点和优势,使其成为一种常用且有效的除锈剂。
氯化消毒的原理
氯化消毒的原理
氯化消毒是利用氯化物氧化性强的特性,通过释放活性氯离子(Cl^-)来杀灭或抑制细菌、病毒和其他微生物的一种消毒方法。
其原理主要包括以下几个方面:
1. 活性氯离子的生成:将含氯化物的消毒剂溶解在水中,氯化剂会与水中的H2O反应生成次氯酸(HClO)和次氯离子
(Cl^-)。
其中,次氯酸是强氧化剂,而次氯离子则为活性氯的主要形式。
2. 活性氯的氧化作用:活性氯离子能够与微生物细胞壁或细胞膜上的脂质和蛋白质发生反应,破坏其结构和功能。
这些反应过程会导致微生物的死亡或无法进行正常的代谢活动。
3. 活性氯的进一步反应:次氯酸和次氯离子还可以与细胞内的氨基酸、核酸和其他有机物发生反应,破坏其结构和功能。
这些反应进一步加强了活性氯对微生物的灭活作用。
4. 活性氯的稳定性:次氯酸和次氯离子在一定条件下可以稳定存在,保持其消毒效果。
但在光照、高温、有机物等影响下,次氯酸会分解,降低消毒效果。
因此,在使用氯化消毒剂时需要注意保存条件。
总之,氯化消毒利用活性氯离子的氧化性质,能够破坏微生物细胞的结构和代谢功能,从而达到灭活微生物的目的。
这种消毒方法被广泛应用于水处理、医疗卫生、食品加工等领域。
Cl离子对304、316不锈钢临界点蚀温度的影响
Cl离子对304、316不锈钢临界点蚀温度的影响吴玮巍,蒋益明,廖家兴,钟澄,李劲复旦大学材料科学系,上海200433点蚀是不锈钢的重要失效形式之一. 不同腐蚀介质环境下不锈钢的点蚀行为研究是不锈钢研究的一项重要内容[ 1~3 ] . 作为典型的不锈钢点蚀诱发因素, Cl- 对不锈钢点蚀行为的影响更是被人们所广泛研究[ 4~7 ]. 研究多集中于Cl-对不锈钢点蚀的作用规律与机理方面,如Cl- 浓度对不同种不锈钢点蚀的影响、Cl- 与其他离子对不锈钢点蚀的共同作用等;所采用的评价参数多集中于材料的点蚀发生条件、点蚀形貌与统计规律、临界点蚀电位等;采用的研究手段大多为静态浸泡和动电位极化曲线扫描方法[ 8 ].由于不锈钢在实际应用中经常处于复杂的变温腐蚀介质中,温度对于不锈钢腐蚀的影响备受关注,成为了不锈钢腐蚀研究的一项不可或缺的重要内容. 自从上世纪70年代初Brigham等人[ 9 ]首次提出采用临界点蚀温度这一评价参数评价不锈钢耐点蚀性能以来,该参数就受到了人们的普遍关注. 但由于电化学行为的复杂性、材料的差异性以及外加电位对材料临界点蚀温度的影响等等,一直以来都没有一个标准而精确直接的方法测量材料的临界点蚀温度,这也严重妨碍了该评价参数在工业实际中的应用. 上世纪80年代起,Qvarfort、Arvnig 等人[ 10 ]着手从事了这方面的研究,取得了重大进展:在研究了材料临界点蚀温度与外加电位的关系后提出了外加电位非依赖性临界点蚀温度的概念;提出了外加恒定电位下腐蚀电流- 温度扫描方法测量材料的临界点蚀温度[ 11 ] ;发明了新型的测量材料临界点蚀温度的装置[ 12 ]. 这些研究成果引起了国际学术界和工业界的广泛关注,并被迅速纳入美国国家标准. 不同的不锈钢种类、介质种类和电位条件下,临界点蚀温度都会不同. 因而澄清这些因素的特殊影响规律就显得非常重要. 总体来讲这方面的研究还是远非深入系统的.本文采用恒定外加电位下腐蚀电流- 温度扫描方法研究了304和316不锈钢在不同浓度NaCl水溶液中的临界点蚀温度,得到了Cl- 对304和316不锈钢点蚀行为的影响规律,总结该规律并分析了其机理.1 实验方法实验以工业常用316和304不锈钢作为试样材料. 首先采用线切割方法将试样加工成20 mm ×20 mm ×3 mm的正方形试样片. 经清洗表面去除油污后,试样被置于55℃的浓HNO3 溶液中预钝化90 min以避免缝隙腐蚀的干扰. 钝化试样背面焊接导线后用环氧树脂封装非工作面,仅留出约15mm ×15 mm钝化过的表面,并逐步小心打磨到1000#砂纸,仅露出10 mm ×10 mm的工作面. 电化学实验在电位稳定后进行.实验介质为NaCl标准溶液,溶液采用分析纯试剂,用250 ml容量瓶精确滴定配置,溶液质量百分比浓度分别为0101%、0105%、011%、015%、1%和315%. 实验前,首先向溶液中通入高纯氮气(991999% ) 30分钟以除氧,测试过程中持续通气除氧. 电化学实验利用上海辰华仪器有限公司生产的CH I660B电化学工作站进行. 实验采用标准的三电极体系:辅助电极采用金属铂电极;参比电极体系由饱和甘汞电极( SCE)和盐桥组成.材料临界点蚀温度的测量采用外加恒定电位下腐蚀电流- 温度扫描方法. 为了保证材料的临界点蚀温度在实验可测量范围(0℃~100℃) ,在预实验的基础上,我们选择300mV (Vs·SCE)外加电位. 实验具体方法为:恒定300 mV (Vs·SCE)外加电位,扫描材料腐蚀电流随温度的变化曲线. 扫描起始温度0 ℃,至腐蚀电流密度为1 mA / cm2 时结束. 加热在上海博迅实业有限公司医疗设备厂生产的HHS21121型电热恒温水浴锅上进行,为防止材料升温滞后影响实验结果的准确性,温度计水银泡所处位置与试样呈温度场对称,同时严格控制加热速率为(1 ±013) ℃/min.2 结果与讨论211 在不同NaCl溶液中的腐蚀电流- 温度曲线图1、图2所示分别是304和316不锈钢在不同质量百分比浓度NaCl溶液中恒定300 mV (Vs·SCE)外加电位下的腐蚀电流- 温度扫描曲线. 从曲线可以看出,在某个温度以下,材料的腐蚀电流稳定在极小值,说明在该温度范围内试样表面钝化膜完整而且能够较好的保护材料.超过该温度,材料腐蚀电流将急剧增加,此时试样表面开始形成微小蚀孔. 因此可以认为材料腐蚀电流开始急剧增加所对应的温度也就是材料表面钝化膜破裂形成微蚀孔的起始温度,也即要测量的临界点蚀温度. 为了便于客观定量测量,定义材料腐蚀电流密度达到100μA / cm2 所对应的温度为该种材料的临界点蚀温度(如图中虚线所示). 由于实验采用不同NaCl 溶液水浴加热方法进行实验,温度控制只能限于0℃~97℃,不能获得完整的316 不锈钢在0101%NaCl溶液中的腐蚀电流- 温度曲线,无法获得其准确临界点蚀温度数据,但可以确定该温度大于97℃.试验后样品通过金相显微镜观察,我们均发现了如图3所示的典型点蚀形貌. 说明腐蚀电流温度扫描方法较真实的反映了材料的真实腐蚀情况,而且所采用的封样方法也较好的预防了缝隙腐蚀的发生.212 在不同NaCl溶液中的临界点蚀温度采用上述方法测量的304和316不锈钢在不同质量百分比浓度NaCl溶液中恒定300 mV (Vs·SCE)外加电位下的临界点蚀温度具体数据如表1所示. 表中316不锈钢在0101% NaCl溶液中的临界点蚀温度因为超过实验可测温度范围而无法测量,用“ - ”标示.从表中的数据可以看出, 316不锈钢的耐点蚀性能要明显优于304不锈钢. 为了方便更加直观的观察分析Cl- 浓度对不锈钢临界点蚀温度的具体影响,对表1数据以Cl- 浓度为横坐标, CPT温度为纵坐标作图,如图4所示.21211 Cl- 浓度的影响随着Cl- 浓度的增大,材料的临界点蚀温度下降. 这说明Cl- 有利于加速不锈钢材料点蚀的发生. 不锈钢良好的耐蚀性能来自其表面的可钝化性. 关于不锈钢的表面钝化曾提出过多种不同假说,主要有氧化物膜理论、吸附膜理论、化合价理论与反应速度理论等. 尽管争议至今不断,但目前较能被多数学者所接受的是氧化物膜理论.因为许多情况下,证实水溶液中不锈钢表面存在10! ~100!的钝化膜,尽管10! 钝化膜是否可以看成成相膜尚不能确定,而且不锈钢和溶液界面膜的形态无从了解,但几十! 的成相膜的存在是氧化物膜理论的可靠证据. 该钝化膜存在不断向溶液中溶解和通过内部Cr形成新的钝化层的动态平衡[ 7 ] ,这一点也已经被大多数学者所接受. 关于Cl- 诱发不锈钢点蚀的机理比较能被人们所接受的有自催化理论和吸附膜理论. 自催化理论认为,在不锈钢表面存在如下过程:Fe2 + + 2H2O = Fe (OH) 2 + 2H+由于Cl- 等强酸性阴离子的存在,该过程使得不锈钢表面呈弱酸性,弱酸性促进了不锈钢在表面活性点处通过下面的过程优先腐蚀:Fe + 2H + = Fe2 + +H2腐蚀形成凹坑阻碍了H +的扩散,另一方面新的Fe2 +的形成又促进了水解的继续进行促进了酸性环境的维持,破坏不锈钢钝化层自身的动态平衡从而最终导致了不锈钢沿凹坑不断深入腐蚀最终形成点蚀. 根据该理论,温度的升高虽然同时加速了不锈钢表面富铬钝化层向溶液中的溶解与不锈钢内部铬扩散到金属表面重新形成钝化层两个过程,但由于明显前一过程的加速程度要远远大于后一过程,所以温度的升高将最终导致不锈钢表面钝化层变薄,促进不锈钢钝化膜的破裂. 同时又由于温度的升高使得金属表面能量增加,金属表面稳定性降低,促使不锈钢表面活性点的增多,成为了促进不锈钢钝化膜破裂的又一动力. 以上两方面都说明温度的升高将有助于不锈钢点蚀的萌生. 对于此后的自催化过程,温度的升高一方面增加了H +的扩散阻碍了自催化作用,另一方面促进了水解反应的进行促进了自催化作用.但由于凹坑的出现减弱了温度对H+扩散的促进作用,最终温度的升高还是表现了对自催化效应的增强. 因此根据自催化理论,无论从不锈钢点蚀的萌生还是发展来看,温度的升高都将有利于促进不锈钢点蚀的发生.竞争吸附理论的基础是Cl- 对氧的吸附取代导致了材料表面的局部缺氧,阻碍了不锈钢表面的铬氧化,从而阻碍了不锈钢表面新的钝化膜的形成,导致不锈钢钝化膜动态平衡被破坏,钝化膜变薄从而促进了不锈钢点蚀的发生. 同时,Cl- 还有可能向不锈钢钝化膜内扩散夺取钝化膜内的氧,从而直接导致不锈钢钝化膜的弱化促进不锈钢点蚀的发生. 显而易见,温度的升高虽然加速了氧的扩散,但另一方面也增加了Cl- 的扩散,而实验溶液中Cl- 的存在显然占据了更主导的地位,因而加速也更明显. 因此综合考虑,温度的升高也促进了Cl- 的竞争吸附促进了点蚀的发生.综上所述综合考虑两种理论,温度的升高都与Cl- 表现出了对不锈钢点蚀作用方向的一致性,因而,也就很容易理解随Cl- 浓度的增大,材料临界点蚀温度的下降了.21212 Mo元素的影响对比316与304不锈钢,相同条件下316不锈钢的临界点蚀温度都明显高于304不锈钢,这说明316相对于304不锈钢具有更好的点蚀温度抗力. 究其原因,最主要是因为二者合金元素的差异. 相对于304不锈钢,316不锈钢添加了抗点蚀元素Mo,从而大幅度提高了其抗点蚀性能. 实验结果也再次证明了Mo元素的添加有利于提高不锈钢材料的耐点蚀性能,更具体而言,Mo元素的添加有利于提高不锈钢材料的点蚀温度抗力.21213 对Cl- 变化敏感性从表1和图4还能发现不锈钢材料对Cl- 浓度的敏感性. 例如316不锈钢的临界点蚀温度对NaCl溶液浓度从011%到015%的变化表现出明显的敏感性,在此区间,材料的临界点蚀温度从接近90℃急剧下降到50℃. 而304 不锈钢临界点蚀温度则对NaCl溶液浓度从0101%到0105%的变化就表现出明显的敏感性,在此区间,材料的临界点蚀温度从接近90℃急剧下降到55℃附近. 从Cl- 敏感性角度,也能看出316不锈钢在耐点蚀性能方面相对于304不锈钢的优越性.3 结论11采用外加300 mV (Vs·SCE)恒定电位下腐蚀电流-温度扫描方法分别方法测量了304和316不锈钢在不同质量百分比浓度NaCl溶液中的临界点蚀温度,得到了材料临界点蚀温度随NaCl质量百分比浓度的关系曲线.21材料的临界点蚀温度随Cl- 浓度的增大显著降低. 不论是从自催化理论出发还是从竞争吸附理论出发,环境温度的升高和Cl- 浓度的增大都是有利于不锈钢点蚀的发生的,对不锈钢点蚀的作用方向的一致性是导致上述现象的根本原因.31对比分析了304和316不锈钢对Cl- 变化敏感性,发现在300 mV /SCE条件下304和316不锈钢分别对0101%~0105%和011%~015%区间内的Cl- 浓度变化比较敏感.41316不锈钢的耐点蚀性能明显优于304不锈钢,主要原因是316不锈钢比304不锈钢添加了耐点蚀合金元素MoFig. 1 Evolution of corrosion current versus temperature for 304 stainless steel in NaCl solutions under an app lied potential of 300 mV /SCEFig. 2 Evolution of corrosion current versus temperature for 316 stainless steel in NaCl solutions under an app lied potential of 300 mV /SCETable 1 CPT for 304 and 316 sta in less steels in NaCl solution with var ious concen tra tion Fig. 3 Surface morphology of 304 and 316 stainless steels after p itting corrosion ( a) 304, ×100; ( b) 316 (015% NaCl solutions, 300 mV /SCE) , ×250Fig. 4 Evolution of CPT versusNaCl concentration for 304 and 316 stainless steels under an app lied potential of 300 mV /SCE。
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cl离子腐蚀原理
CL离子腐蚀是指氯离子(Cl-)在腐蚀介质中对金属表面造成
腐蚀的过程。
其原理主要包括下面几个方面:
1. 氯离子的存在:在腐蚀介质中存在氯离子(Cl-),它们是
腐蚀的主要原因之一。
氯离子具有较强的电极活性和高的扩散速率,容易与金属表面发生反应。
2. 氧化还原反应:氯离子可以将金属表面的阳离子氧化为阳离子,然后把电子传递给其他物质,使金属表面发生腐蚀。
例如,氯离子和铁表面发生氧化还原反应,将铁表面的Fe2+氧化为
Fe3+,同时自身还原为氯气。
3. 酸碱中和反应:氯离子可以与金属表面上的OH-离子发生
酸碱中和反应,生成氯化物或氯气,并释放出水分子。
这些反应会破坏金属表面的保护膜或氧化层,加剧金属腐蚀。
4. 集中腐蚀效应:在某些情况下,氯离子的存在可能导致一种称为“集中腐蚀”的效应。
当氯离子集中在金属表面的某个局部
区域时,会导致该区域出现更强烈的腐蚀,形成局部腐蚀。
总的来说,CL离子腐蚀是由氯离子与金属表面发生氧化还原、酸碱中和等反应导致的。
这些反应破坏了金属表面的保护层,使金属暴露在腐蚀介质中,造成腐蚀损失。