不銹鋼水管電偶腐蝕的影響因素

不銹鋼水管電偶腐蝕的影響因素：

1、不銹鋼水管電偶腐蝕陰、陽極面積比的影響：

偶對中的陰極和陽極的面積的相對大小，對腐蝕速度影響很大。在一般情況下，隨著陰極對陽極面積的比值增加，腐蝕速度增加。陰、陽極面積比對陽極的腐蝕速度影響可以這樣來解釋:

在氫去極化時，腐蝕電流密度為陰極電流控制，陰極面積越大，陰極電流密度越小，陰極上氫超電壓就越小，氫去極化速度亦越大，結(jié)果陽極的溶解速度增加。在氧去極化腐蝕時，其腐蝕速度為氧擴(kuò)散條件控制，若陰極的面積相對增加，則溶解氧更易抵達(dá)陰極表面進(jìn)行還原反應(yīng)，圍而擴(kuò)散電流增加，導(dǎo)致陽極的加速溶解”。對于擴(kuò)散控制的腐蝕類型(如鋼/銅，鋼/鋅等)，不銹鋼水管電偶腐蝕與陰陽極面積比的關(guān)系遵循“集氧面積原理”但對于活化-鈍化控制的腐蝕類型(如鈦/不銹鋼)則不存在這種關(guān)系，因?yàn)樗母g損害還取決于金屬表面膜的損壞，而且易造成嚴(yán)重的局部腐蝕”。

從生產(chǎn)實(shí)際來看，不同金屬偶合起來，在不同的電極面積比下，對陽極的腐蝕速度就有不同的加速作用。銅板用鋼鉚釘鉚接，前者屬于大陽極--小陰極的結(jié)構(gòu)，后者屬于大陰極--小陽極的結(jié)構(gòu)”。從防腐的角度考慮，大陰極--小陽極的連接結(jié)構(gòu)是危險的，因?yàn)樗墒垢g電流急劇增加，連接結(jié)構(gòu)很快受到破壞。而大陽極-小陰極的結(jié)構(gòu)則較為安全，因?yàn)殛枠O面積大，陽極溶解速度相對減小，不至于短期內(nèi)引起連接結(jié)構(gòu)的破壞。

2、不銹鋼水管環(huán)境因素的影響與電偶極性的逆轉(zhuǎn)：

環(huán)境因素的性質(zhì)如介質(zhì)的組成、溫度、電解質(zhì)溶液的電阻、溶液的PH值、環(huán)境工況等因素均對不銹鋼水管電偶腐蝕有重要的影響，不僅影響腐蝕速率，同一電偶對在不同環(huán)境條件下有時甚至?xí)霈F(xiàn)電偶電極極性的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。例如，在水中金屬錫相對于鐵來說為陰極，而在大多數(shù)有機(jī)酸中，錫對于鐵來說卻是陽極”。溫度變化可能改變金屬表面膜或腐蝕產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，也可能導(dǎo)致金屬電池極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)。例如，在一些水溶液中，鋼和鋅偶合時鋅為陽極受到加速腐蝕，鋼得到了保護(hù)，而當(dāng)水的溫度升高到80℃時，電偶的極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)，鋼成為陽極而被腐蝕，而鋅上面的腐蝕產(chǎn)物使鋅的電位提高成為了陰極。溶液pH值的變化也會影響電極反應(yīng)，甚至?xí)淖冸娕茧姵氐臉O性。例如，鎂和鋁偶合在稀的中性或弱酸性氯化鈉水溶液中，鋁是陰極，但是隨著鎂陽極的溶解，溶液變?yōu)閴A性，導(dǎo)致兩性金屬鋁成為陽極。

溫度對不銹鋼水管電偶腐蝕的影響是比較復(fù)雜的， 從動力學(xué)方面考慮，溫度升高，會加速熱活化過程的動力學(xué)，從而加速電化學(xué)反應(yīng)速度，使得電流密度增大，因此高溫條件下金屬的電偶腐蝕帶來的破壞力更大。李淑英等11在研究碳鋼/紫銅在NaC1介質(zhì)中的電偶行為時指出溫度對電偶電流的影響非常明顯.隨溫度的增加，電偶電流明顯增大，60℃時的電偶電流20了約5倍。

Blasco等“對合金及合金焊縫不銹鋼水管電偶腐蝕的研究也表明隨溫度的增加，電偶電流增大。嚴(yán)密林等0模擬油氣田水介質(zhì)腐蝕環(huán)境研究了G3油管與SM8OSS套管C0:環(huán)境中的不銹鋼水管電偶腐蝕行為。

結(jié)果表明，溫度升高(30℃、60℃、90℃)會使電偶電流增加，電偶效應(yīng)增大。但溫度變化也會使其他環(huán)境因素隨之變化，從而影響腐蝕。如溫度升高在增加氧擴(kuò)散速度同時也會降低氧的溶解度，導(dǎo)致腐蝕速度極大值現(xiàn)象。溫度不僅影響不銹鋼水管電偶腐蝕的速度，有時還會改變金屬表面膜或腐蝕產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，從而間接影響腐蝕過程。例如，溫度變化會引起偶對的陰、陽極逆轉(zhuǎn)而改變腐蝕進(jìn)程。水溶液中的鋼和鋅偶合后，通常鋅被腐蝕，鋼被保護(hù)；

若水溫高于80℃鋼/鋅電偶的極性就會出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，鋅電位高于鋼而被保護(hù)，鋼成為陽極而被腐蝕。這是因?yàn)楦g電位是非平衡電位，易受電極表面反應(yīng)的變化而變化，當(dāng)偶對電位波動大于偶差時，就可出現(xiàn)極性逆轉(zhuǎn)，相應(yīng)有電偶電流符號改變即反向。劉東等用失重法研究二氧化碳環(huán)境中碳鋼/不銹鋼(N80/S31803偶對的不銹鋼水管電偶腐蝕，發(fā)現(xiàn)低C02分壓(0.1MPa) 時常壓下隨著溫度的升高，陽極(N 80鋼)的腐蝕速率有一個極大值.這是因?yàn)榈陀?0℃時，陽極腐蝕速率隨溫度的升高而加快；

溫度大于60℃時，碳鋼表面生成了FeCO.腐蝕產(chǎn)物沉積膜，對鋼片具有一定的保護(hù)性。他指出溫度主要是通過影響保護(hù)性產(chǎn)物膜的生成C0.來影響環(huán)境中不銹鋼水管電偶腐蝕速率和腐蝕形式。目前，溫度影響的研究主要集中于中、高溫段(20℃-100℃)，而對于實(shí)際工程中可能涉及的低溫環(huán)境(如深海)的不銹鋼水管電偶腐蝕研究未見報導(dǎo)。

3、不銹鋼水管電偶腐蝕金屬特性影響及其他：

偶合金屬材料的電化學(xué)特性會影響其在電偶序中的位置，從而改變偶合金屬的不銹鋼水管電偶腐蝕敏感性。對于像鈦、鉻等具有很強(qiáng)的、穩(wěn)定的活化-鈍化行為的材料，在某些特殊環(huán)境中，電偶偶合導(dǎo)致的陽極極化反而很有可能使這類金屬材料的腐蝕速率降低。像這類能引起鈍化的合金金屬不但沒有因?yàn)椴讳P鋼水管電偶腐蝕影響產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，反而因其金屬特性而產(chǎn)生了陽極保護(hù)。