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孔蝕

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孔蝕,或稱為斑蝕麻點腐蝕,是金屬浸置在溶液時,發生的局部腐蝕,會讓金屬產生小孔洞。孔蝕的原動力為:小區域成為陽極;其他表面區域成為陰極,形成局部的電化學反應。孔蝕不易偵測,且孔蝕可穿透至金屬內部,危害不容忽視。[1]

機制

孔蝕機制示意圖

傳統的解釋為自發性的電化學反應。氧化半反應發生在孔洞內,還原半反應發生在孔洞表面周圍。當孔洞向內成長時,孔洞內端溶液的離子濃度會逐漸增加,提升孔蝕速率,由此可知,不流動的溶液較易發生孔蝕。又由於重力,孔洞傾向垂直方向生長。[2]

孔蝕通常腐蝕速率緩慢,重量損失十分微小,卻會深入破壞金屬結構。當伴隨其他類型的腐蝕時,表面的孔蝕經常被腐蝕產物覆蓋。

孔蝕常源自於微小的表面缺陷(刮傷表面或表面塗層),拋光後的表面具有較優的耐孔蝕性。不鏽鋼也可能發生孔蝕,添加的不鏽鋼耐孔蝕性較佳。

孔蝕的 合金 / 環境 組合

有些金屬或合金在特定環境下會失去原有的活性,此狀態稱為鈍態(Passivity)。鋁、鎳、鈦及其合金具有鈍化行為,在氧化性環境中,表面形成薄而緊密附著的氧化層,保護金屬不受近一步氧化腐蝕。但具有鈍化行為的金屬或合金還是會被腐蝕,而孔蝕被認為是此情況下局部的腐蝕(微米毫米尺度)。如鋁合金會在氯離子(Cl-)溶液孔蝕。相比之下,氧化層不具保護力的合金 / 環境組合較少形成孔蝕。

除了氯離子,造成孔蝕的陰離子包含硫代硫酸根離子 (S2O32−)、氟離子碘離子。硫代硫酸根是特別強烈的腐蝕劑,為黃鐵礦氧化或硫酸根離子還原的產物。硫代硫酸根在許多的工程設備會造成腐蝕的問題 : 硫化物礦物冶煉設備、油井及運輸高硫原油英語Sour_crude_oil的管線、牛皮紙造紙廠甲硫氨酸離胺酸製造設備等。

添加抑蝕劑於封閉系統可大幅降低腐蝕速率。

參考文獻

  1. ^ Joseph R. Davis. Corrosion : Understanding the Basics. ASM International. 2000: 105 [2015-09-05]. ISBN 978-0-87170-641-6. (原始內容存檔於2019-09-15). 
  2. ^ ASM Handbook, Volume 13, "Corrosion", ISBN 0-87170-007-7, ASM International, 1987

外部連結