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關(guān)于交流電的腐蝕作用,國內(nèi)外已有數(shù)十年的研究歷史,提出的基本觀點是:
①交流電流將加速金屬陽極溶解過程;
②對于鋼鐵交流腐蝕效率,一般認為相當直流腐蝕的2%左右;
③陰極保護可以抑制交流腐蝕。
交流腐蝕的機理,至今還未有解決,從理論上講,有成膜理論、整流理論及電化學理論,但這些理論都有待于今后的研究工作中加以證實和完善。
交流腐蝕的實質(zhì)問題應(yīng)是電化學問題,因此交流腐蝕歸根為交流電流影響下的腐蝕原電池作用的結(jié)果,舉例來說,鉑在直流電解時,即使處在陽極電位上,它也不溶解于稀硫酸;在交流電解下也不溶解于稀硫酸,但是在陽極電位上疊加交流后,鉑便溶于稀硫酸了。這里的交流起到了去極化劑的作用。
交流電對金屬的陽極溶解的作用比較復雜,可以從腐蝕電化學理論加以解釋。若金屬的陽極溶解遵循塔菲爾方程,而且在金屬受到交流電作用時,金屬的陽極溶解反應(yīng)的動力學機構(gòu)不發(fā)生變化,交換電流密度和塔菲爾斜率都保持不變。
由于E-I曲線為非線性狀態(tài),是E的指數(shù)函數(shù),所以,隨E值的改變按指數(shù)函數(shù)變化。在交流電的負半周時,AE是負值,腐蝕金屬的電極的電位自Ek往下降,電位的 低點是Ek:V,在這半周內(nèi),金屬的陽極溶解電流密度降低。反之,在正半周時,電位 高點是Ek+V,金屬的陽極溶解電流密度增大。但由于E-I曲線的非線性,在正半周內(nèi)I的平均增加量比負半周內(nèi)I的平均減少量大,總的結(jié)果引起金屬的陽極溶解速度增大。
但實際上交流電的影響已不止于此,交流電可以使金屬活性陽極溶解時pa的數(shù)值減小或使金屬的鈍化困難。這意味著,交流電還影響了金屬的陽極溶解反應(yīng)機構(gòu),使得溶解反應(yīng)容易進行。這樣,就使得交流電加速金屬陽極溶解過程的效應(yīng),比單從它對金屬電位的影響來考慮的結(jié)果還要大。
從電化學腐蝕電池理論來解釋交流腐蝕,也就是在腐蝕原電池的3個條件之外,再加上交流電流條件,即:
①必須存在不同電極電位的兩電極;
②兩電極必須有導體連接;
③兩電極必須共存于同一電解質(zhì)體系里;
④兩電極間存在有交流電流。
在故障狀態(tài)下的強電流的通過,可能產(chǎn)生強電流的電熔解,可稱為電擊腐蝕,它區(qū)別于交流腐蝕。觀察時??砂l(fā)現(xiàn),金屬坑呈光滑態(tài),無腐蝕產(chǎn)物,有黑色焦化物和金屬熔化流淌的痕跡。