“电偶腐蚀”是指在电解液的存在下,两种不同的金属结合在一起造成的损坏。电解质可以是多种液体中的一种,包括平原水、酸、海水或盐水。当两种金属在电解质的存在下结合时,一个变成阳极,腐蚀比它本身快。另一种金属变成阴极,腐蚀比它本身慢得多。这一行动,湿细胞和凝胶电池的基础,首次由Alessandro Volta在1800展示。这种作用也是牺牲金属牺牲阳极或阴极保护来保护另一种金属的基础。这种牺牲腐蚀用于保护地下钢箱和钢管道、锅炉和水加热设备,使用镁或铝牺牲阳极。几年后,汉弗里·戴维和米迦勒法拉第首次证明了这一行动。小电流在导电或腐蚀环境中接触的两种不同金属之间流动。这种电流导致耐腐蚀性最低(最活泼)的金属的腐蚀增加,并且腐蚀性更强(最不活泼)的金属的腐蚀减少。耐腐蚀性最小的金属逐渐被这一过程破坏,导致金属的薄弱和最终失效。
电流表列出金属从最活泼(阳极,或最容易腐蚀)到最不活泼(阴极,或最容易腐蚀,或”高贵”)。从海水中的一个表中摘录,作为海水的电解质,列出了这些金属中的一些:注:蒙乃尔合金是一种镍、铜合金,还含有少量的铁、锰、碳和硅,具有高抗拉强度和耐腐蚀性。腐蚀速率与电偶表中金属之间的距离有关。桌子上的金属远比相邻的金属腐蚀得快。由于它们在电偶表上的相对位置,当铝彼此接触时,铝比钢更容易腐蚀。在腐蚀性电解质如道路盐的存在下,铝的腐蚀速率将增加,而钢的腐蚀将减少或停止。
当金属浸没在导电或腐蚀性液体中时,电偶腐蚀并不总是发生。它也可以在大气中发生,其中腐蚀速率取决于水分和氧气的存在量、金属之间的连接的导电性和温度。这可以解释为什么即使在干燥的夏季,铝体火灾设备的腐蚀也会持续下去。如果一些盐与钢和铝保持接触,并且如果钢和铝彼此接触,则腐蚀继续。
不同金属的腐蚀速率也取决于连接处存在的每种金属的数量。铝铆钉或螺钉在将钢板连接到钢框架时会很快腐蚀,从而导致连接器的快速失效。铝板与钢框架或钢铆钉连接时会很快腐蚀,导致连接板的快速失效。
制造商和材料工程师在加入异种金属时考虑这些点:避免将少量活性金属与大量非活性金属接触。当连接两块相同的金属时,使用同一金属的紧固件。当连接的金属是结构或承重时,使用合适的紧固件的等级和强度,用适当的涂层减少腐蚀的可能性。当紧固件没有与被紧固的金属相同的材料时,使用材料的紧固件尽可能接近被紧固在电偶腐蚀图中的材料。这些点适用于建筑物和结构,就像它们对车辆和消防设备一样。如果在建筑施工过程中没有防止电偶腐蚀,它的结构部件或紧固件可能会在建筑物的早期失效。建筑高层建筑面临的一个共同挑战是铝框架玻璃幕墙与结构钢框架的连接。当异种金属必须接触时,必须在它们之间使用无孔绝缘体。这些例子包括硬塑料条,通常安装在钢制卡车车架和铝卡车车体之间;并且类似于安装在钢或不锈钢门五金件和铝室门之间的不可压缩塑料带。两种金属的所有表面都必须涂底漆和涂漆。这对于更活跃的金属来说尤其重要,比如具有钢架的消防设备的铝体。
电偶腐蚀也可以解释火灾设备在20至30年寿命期间发生的一些电气问题,特别是当设备的铝体连接到钢底盘上时。过去,铝设备主体通过铜线电连接(接地)到钢底盘上,以完成灯、警示灯、警 器和其他设备的电路。钢在腐蚀方面比铜更具活性,而铝比钢更活泼。铜接地线两端的腐蚀松开了连接,增加了对电流的阻力。腐蚀产物也比它们所基于的金属导电性差。这些相关条件中的任何一个都导致了电气故障。
现代车辆和消防设备配备了两线电路,用于每个灯、警 器或其他附件;不再依赖于底盘和框架键合来完成电路。然而,仍然有许多旧的消防设备依赖于这种旧的键合方法来操作灯和附件。
电偶腐蚀遵循物理和化学定律。我们不能假定我们或我们的项目如此特殊,以至于这些自然法则将被暂停。如果我们这样做,我们,或者我们的消防设备,或者我们正在建造的建筑,将会发展出难以补救的问题。电偶腐蚀引起的问题可能直到项目结束后才会显现出来,直到项目完成后,保修期满。
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