電化學腐蝕是一個很好理解的化學過程
只有當兩種電化學不同的金屬彼此接近並浸沒在電解液(如鹽水)中時,才會發生電偶腐蝕。
當發生這種情況時,金屬和電解質會形成原電池。 電池具有腐蝕一種金屬而犧牲另一種金屬的作用。
在報警的情況下,鐵以銅為代價被腐蝕。 在連接銅板兩年後,用於將銅保持在船底的鐵釘已經被嚴重腐蝕,導致銅片脫落。
電偶腐蝕如何工作
金屬和金屬合金都具有不同的電極電位。 電極電位是金屬在給定電解質中變得活躍的趨勢的相對量度。 金屬越活躍或越不貴,越可能在電解環境中形成陽極(帶正電的電極)。 在同一環境中,活性越低或者金屬越貴,則越可能形成陰極(帶負電的電極)。
電解質充當離子遷移的導管,將金屬離子從陽極移動到陰極。 結果,陽極金屬比其它情況下更快地腐蝕,而陰極金屬腐蝕得更慢,並且在某些情況下可能根本不會腐蝕。
在報警的情況下,較高貴金屬(銅)充當陰極,而較低貴金屬充當陽極。
鐵離子損失的代價是銅,最終導致指甲的迅速惡化。
如何防止電偶腐蝕
根據我們目前對電偶腐蝕的理解,帶金屬外殼的船舶現在配備了“犧牲陽極”,這對船隻的運行沒有直接的作用,但是用來保護船隻的結構部件。 犧牲陽極通常由鋅和鎂製成,電極電位極低的金屬。 當犧牲陽極腐蝕並惡化時,它們必須被替換。
為了解金屬將成為陽極,並在電解環境中作為陰極,我們必須了解金屬的貴族或電極電位。 這通常是相對於標準Calomel電極(SCE)測量的。
下表列出了根據流動海水中電極電位(貴族)排列的金屬清單。
還應該指出,電偶腐蝕不僅發生在水中。 電偶細胞可以在任何電解質中形成,包括潮濕的空氣或土壤以及化學環境。
在流動的海水中的Galvanic系列
| 穩態電極 | 物質潛力,伏特 (飽和甘汞半電池) |
| 石墨 | +0.25 |
| 鉑 | +0.15 |
| 鋯 | -0.04 |
| 316型不銹鋼(被動式) | -0.05 |
| 304型不銹鋼 (被動式) | -0.08 |
| 蒙乃爾400 | -0.08 |
| 哈氏合金C | -0.08 |
| 鈦 | -0.1 |
| 銀 | -0.13 |
| 410型不銹鋼(被動) | -0.15 |
| 316型不銹鋼 (主動) | -0.18 |
| 鎳 | -0.2 |
| 430型不銹鋼(被動) | -0.22 |
| 銅合金715(70-30銅鎳) | -0.25 |
| 銅合金706(90-10銅鎳) | -0.28 |
| 銅合金443(海軍部黃銅) | -0.29 |
| G青銅 | -0.31 |
| 銅合金687(鋁黃銅) | -0.32 |
| 銅 | -0.36 |
| 合金464(海軍軋製黃銅) | -0.4 |
| 410型不銹鋼(主動) | -0.52 |
| 304型不銹鋼(主動式) | -0.53 |
| 430型不銹鋼(主動) | -0.57 |
| 碳素鋼 | -0.61 |
| 鑄鐵 | -0.61 |
| 鋁 3003-H | -0.79 |
| 鋅 | -1.03 |
資料來源:ASM手冊, 13,鈦和鈦合金的腐蝕,p。 675。