3.3.2　电化学腐蚀的影响因素

电偶腐蚀是电化学腐蚀中一种重要和常见的腐蚀类型，下面以电偶腐蚀为例说明电化学腐蚀的影响因素。电偶腐蚀是指两种或两种以上具有不同电位的金属接触时形成的腐蚀，又称为不同金属的接触腐蚀。耐蚀性较差的金属（电位较低）接触后成为阳极，腐蚀加速；而耐蚀性较高的金属（电位较高）则变成阴极受到保护，腐蚀减轻甚至停止。

1. 金属材料的起始电位差

金属材料的起始电位差值越大，则电偶腐蚀倾向越大。

2. 极化作用

这一因素比较复杂，下面举两个实例加以说明。

（1）阴极极化率的影响。例如，在海水中不锈钢与铝组成的电偶对，以及铜与铝组成的电偶对。两者电位差是相近的，阴极反应都是氧分子还原。实际上不锈钢与铝组成的电偶对腐蚀倾向很小，这是因为不锈钢有良好的钝化膜，阴极反应只能在膜的薄弱处电子可以穿过的地方进行，阴极极化率大，阴极反应相对难以进行。而铜铝电偶对的铜表面氧化物能被阴极还原，阴极反应容易进行，阴极极化率小，导致电偶腐蚀严重。

（2）阳极极化率的影响。例如，在海水中低合金钢与碳钢的自腐蚀电流是相似的，而低合金钢的自腐蚀电位比低碳钢高，阴极反应都是受氧的扩散控制。当这两种金属接触后碳钢为阳极，腐蚀电流增大为，阳极极化对电偶腐蚀的影响如图3-3所示。

图3-3　阳极极化对电偶腐蚀的影响

3. 面积效应

一般来讲，电偶腐蚀电池的阳极面积减小，阴极面积增大，将导致阳极金属腐蚀加剧。这是因为电偶腐蚀电池工作时阳极电流总是等于阴极电流，阳极面积越小，则阳极上电流密度就越大，即阳极金属的腐蚀速度增大。例如，在铜板上装有钢铆钉或钢板上装有铜铆钉并浸入海水中，因为铜的电位比铁正，所以铜板为阴极，钢铆钉为阳极，这就构成了大阴极-小阳极的电偶腐蚀，导致紧固件钢铆钉很快被腐蚀掉，而铜铆钉为阴极钢板为阳极，由于是小阴极-大阳极结构，钢板的腐蚀增加得不多。可见，工程上应避免大阴极-小阳极的构件连接。阴阳极面积比对电偶腐蚀的影响如图3-4所示。

图3-4　阴阳极面积比对电偶腐蚀的影响

4. 溶液电阻的影响

通常阳极金属腐蚀电流的分布是不均匀的，距离结合部越远，腐蚀电流越小，其原因是电流流动要克服电阻，所以溶液电阻的大小影响“有效距离”效应。电阻越大，则“有效距离”效应越小。例如，在蒸馏水中，腐蚀电流有效距离只有几厘米，使阳极金属在结合部附近形成深的沟槽。而在海水中，电流的有效距离可达几十厘米，阳极电流的分布就比较均匀，且比较宽。

对于电偶腐蚀而言，介质电导率的高低直接影响阳极区腐蚀电流分布的不均匀性。因为在所有的电通路中，电流总是趋向于沿电阻最小的路径流动。从实际观察电偶腐蚀破坏的结果表明，阳极体的破坏最严重处在不同金属接触处附近。距离接触处越远，腐蚀电流越小，腐蚀程度就越轻。例如，在电导率较高的海水中，两极间溶液的电阻较小，电偶电流可以分布到离接触点较远的阳极表面上，阳极受腐蚀相对较为均匀；而在溶液电导率低的软水或普通大气中，两极间溶液的电阻大，腐蚀电流能达到的有效距离很小，腐蚀便集中在接触处附近的阳极表面，形成很深的沟槽。这种情况要特别注意，不要误认为介质电导率低，可不采取有效的防护措施，造成因电偶腐蚀导致的严重破坏事故。