电化学腐蚀原理 电化学腐蚀条件及防护

电化学腐蚀是指金属材料（合金或不纯的金属）与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。
不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但在潮湿的空气中却很快就会腐蚀，铁失去电子而被氧化。电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。

电化学腐蚀对机械设备所造成的危害，远比化学腐蚀广泛而严重。这是由于机械设备大部分零件材料的表面状态及环境，提供了产生电化学腐蚀必需的条件。

电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。

电化学腐蚀原理

产生电化学腐蚀的条件是：
①存在腐蚀介质——水中溶入电解质；

②存在电位差——在电解液中，金属表面有成分或组织相的不同或应力分布不均匀，呈现电位差。

金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气 电化学腐蚀，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。

阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。

腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中二氧化碳 ， 二氧化硫，二氧化氮 等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。

金属电化学腐蚀按其被破坏的形式可以分为：全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀
全面腐蚀是指在整个金属表面上进行的腐蚀。全面腐蚀一般来说分布比较均匀，腐蚀速度比较稳定，机器设备的寿命可以预测，对设备的检测也比较容易，一般不会发生突发事故。全面腐蚀电池的阴、阳极全部是微电极，阴阳极面积基本上相等，所以反应速度比较稳定。

局部腐蚀

局部腐蚀是指只集中在金属表面局部区域上进行的腐蚀，其余大部分区域几乎不腐蚀。局部腐蚀造成的金属损失量不大，但是严重的局部腐蚀会导致机器设备的突发性破坏，这种破坏很难预测，往往会造成巨大的经济损失，更有甚者会引起灾难性事故。根据日本三菱化工机械公司对 10年中化工装置破坏事例进行的调查结果表明，全面腐蚀和高温腐蚀只占 13.4%，而局部腐蚀占 80%以上。由此可见局部腐蚀的严重性。 常见的局部腐蚀有点偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀破裂等。

电化学腐蚀防护方法

金属电化学腐蚀形成的原因很多，影响因素很多，环境因素各不相同，这样就不能用一种防腐措施来解决所有腐蚀问题。在金属防腐中常用的方法有：覆盖层保护、电化学保护、缓蚀剂保护。

覆盖层保护

覆盖层保护是用耐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐蚀性能较差的材料表面，把基体材料与腐蚀介质隔开，以达到控制腐蚀的目的。表面覆盖层保护法不仅能提高基底金属的耐腐蚀能力，而且能节约大量贵重金属和合金。

表面覆盖层有金属覆盖层和非金属覆盖层两大类。金属覆盖层一般有双金属、金属衬里、电镀、化学镀、热喷涂（喷镀）、热浸镀等。非金属覆盖层有涂料覆盖层、玻璃钢衬里、橡胶衬里、砖板衬里等。

电化学防护

电化学保护分为阴极保护和阳极保护两种。

阴极保护是将被保护的金属与外加电流电源的负极相连，在金属表面通入足够的阴极电流，使金属的电位变负，从而使金属溶解速度减小的一种保护方法。

阳极保护是将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连，在电解质溶液中，使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度降低，使设备得到保护。

缓蚀剂保护

缓蚀剂保护是通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法。缓蚀剂保护的特点是投资少、收效快、使用方便。但是缓蚀剂的应用也有一定的局限性：缓蚀剂不宜在高温下使用、只能用在封闭和循环的体系中、具有较强的针对性、污染及废液回收处理问题。