不锈钢管钝化状态发生点腐蚀的原因
钝化状态中的不锈钢管还是会具有一定的反应能力,因为其钝化膜时时处于溶解与修补再钝化的动态平衡状态。当不锈钢管所处的环境介质中含有活性阴离子时,该平衡状态就容易遭到破坏,此时的溶解状态是更占优势。
发生这种情况的原因是活性阴离子例如氯离子会优先地选择吸附在不锈钢管表面的钝化膜上,并排挤掉原有的氧原子,随后与钝化膜中的阳离子相结合形成可溶性氯化物,由此产生的结果是会在新露出的基底金属的特定点上形成小蚀坑,此类小蚀坑的孔径主要是在20-30μm左右,这些小蚀坑被叫做孔蚀核,也可以理解成蚀孔形成的活性中心。氯离子的存在对不锈钢管表面的钝态会起到直接的破环作用。通常不锈钢管表面钝化区范围会随氯离子浓度升高而降低。
在实际应用中,当环境介质中的阳极电位达到一定值,电流密度会突然变小,这就表明不锈钢管表面已经开始形成稳定的钝化膜,相应的电阻会比较高,并在一定的电位区域内长期保持。但随着环境介质中的氯离子浓度的升高,其临界电流密度就会增加,初级钝化电位也升高,并减小了钝化区范围。对这种特性的解释是在钝化电位区域内,氯离子和氧化性物质竞争,并且进入到薄膜之中,由此而形成晶格缺陷,减小了氧化物的电阻率。所以在存在氯离子的环境介质中,既不容易形成钝化,也不容易维持钝化。
在不锈钢管局部钝化膜受到破坏的同时其余的保护膜保持完好,这使得点蚀的条件能够获得实现与加强。依据电化学形成机理,处于活化态的不锈钢比钝化态的不锈钢其电极电位要高很多,电解质溶液就达到了电化学腐蚀的热力学条件,活化态不锈钢变成阳极,钝化态不锈钢作为阴极。腐蚀点只涉及到一小部分金属,别的表面则会是一个大的阴极面积。在电化学反应中,阴极反应与阳极反应是用相同速度进行的,所以集中到阳极腐蚀点上的腐蚀速度会很快,穿透作用明显,如此就会生成点腐蚀。
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