电位差
两种金属在实际介质中的腐蚀电位不同，较负的一方成为阳极。
电偶腐蚀的形成条件
不同金属在同一介质中各有自己的腐蚀电位。两者电连接后，电位较负的金属成为阳极，溶解加速；电位较正的金属成为阴极，表面主要发生溶解氧还原或析氢反应，自身腐蚀反而减缓。判断阴阳极应依据该金属在实际介质中的腐蚀电位，也就是工程上所说的电偶序，而不是教科书中的标准电极电位。不锈钢、钛合金在钝化状态下电位较正，往往作为阴极；铝、锌、镁和碳钢通常处于阳极一侧。
电位差只说明腐蚀倾向，并不决定腐蚀速度。真正控制速度的是阴极反应能进行得多快：阴极面积有多大、溶解氧供应是否充足、介质导电性如何，以及两种金属各自的极化特性。有些电位差不大的组合因为阴极反应活跃而腐蚀严重，有些电位差较大的组合则因为阴极极化强烈而影响有限。
极性在特定条件下还可能改变。例如在某些热水环境中，锌对钢的保护作用会减弱，甚至出现钢反而受到加速的现象；铝在含铜离子的水中，铜可在铝表面析出形成大量微小阴极，造成密集点蚀，即使两者并没有直接接触。因此，分析时要以实际介质和温度为依据，不能只凭材料名称下结论。
电子通路
金属直接接触，或经螺栓、接地线、管路、支架等导体连通。
电解质通路
积水、冷凝水、潮湿沉积物、土壤或工艺介质把两种金属连接起来。
阴极反应
阴极面积、氧供应与介质导电性决定实际腐蚀速度，常被忽视。
面积比与电解质条件
面积比是电偶腐蚀分析中最重要的几何因素。阴极面积越大、阳极面积越小，阳极上的电流密度越高，腐蚀越集中。铜板上的钢铆钉会很快被腐蚀掉，而钢板上的铜铆钉对钢板的影响则小得多，这是最典型的对照。紧固件、焊缝、管端螺纹这类面积小的部位如果成为阳极，往往最先失效。
电解质的导电性决定腐蚀影响范围。在海水、盐雾沉积、融雪剂等高导电介质中，电流能流到较远处，阳极在较大范围内被腐蚀；在大气冷凝膜、软水等导电性较差的条件下，电流只能在接触线附近流动，腐蚀集中在紧靠接合边的一条窄带内，形成沟槽。干湿交替、盐分积聚和接合缝内长期滞留的水分，会让原本轻微的电偶效应变得明显。
| 条件 | 腐蚀表现 | 分析提示 |
|---|---|---|
| 大阴极、小阳极 | 阳极部件局部快速减薄或穿孔 | 首先核对紧固件、焊缝、管端等小面积部位的材料 |
| 小阴极、大阳极 | 阳极腐蚀分散，加速作用有限 | 可接受程度取决于介质与寿命要求，不能简单判定无害 |
| 高导电介质 | 腐蚀范围较宽，离接触线较远处也受影响 | 注意介质中氯化物、盐分等来源 |
| 薄液膜或冷凝水 | 接触线附近窄带状沟槽 | 检查积水、冷凝和排水不畅部位 |
| 干湿交替与盐分积聚 | 腐蚀程度随暴露位置差异明显 | 对比迎风面与背风面、上表面与下表面 |
常见异种金属组合
| 组合 | 通常受加速的一方 | 典型部位 | 常见表现 |
|---|---|---|---|
| 铝合金与钢、不锈钢紧固件 | 铝合金 | 型材连接、设备外壳、支架 | 螺孔周围白色产物，孔壁扩大，螺纹咬死 |
| 铝与铜或铜合金 | 铝 | 换热器、电气连接、管路 | 接触处快速腐蚀，含铜水中还可出现密集点蚀 |
| 碳钢与铜合金阀门、管件 | 碳钢 | 给排水与暖通管路 | 螺纹管端减薄，接口附近穿孔 |
| 碳钢与不锈钢 | 碳钢 | 异种钢焊接接头、法兰、支架 | 碳钢一侧紧邻接合线的沟槽 |
| 镀锌钢与铜、不锈钢 | 锌层，随后为钢基体 | 屋面、支吊架、管路 | 锌层局部提前耗尽，随后出现红锈 |
| 镁合金与其他结构金属 | 镁合金 | 壳体、支架、连接件 | 接触点周围剧烈腐蚀，产物疏松 |
| 碳纤维复合材料与铝或钢 | 金属 | 复合材料结构上的金属连接件 | 金属件在连接孔和贴合面处腐蚀 |
同一种金属内部也会形成电偶：新管段接入旧管路、焊缝金属与母材成分不同、钢表面局部残留氧化皮，都可能在局部形成阴阳极。
紧固件与连接结构中的电偶问题
紧固件面积小、承受预紧力，又处在接合面的缝隙中，是电偶腐蚀最集中的位置。原则是紧固件应比被连接件更耐蚀、电位更正，这样即使存在电偶效应，加速的也是大面积的被连接件。反过来，用碳钢或镀锌螺栓连接不锈钢、铜合金结构，螺栓成为小阳极，会很快减径，预紧力下降，最后在螺纹根部断裂。
电偶腐蚀在连接结构中常与缝隙腐蚀叠加：垫圈下、螺纹啮合段和贴合面之间同时具备异种金属和闭塞条件，腐蚀比开放表面严重。腐蚀产物体积膨胀，还会把贴合面撑开或使薄板鼓起，螺纹被产物填满后拆卸困难。被连接件孔壁腐蚀扩大后，连接松动，在振动载荷下又会引起微动磨损和疲劳，这时断口和磨痕都要一并检查。
还需注意阴极一侧的风险。高强度钢件与锌、铝等更活泼的金属耦合时处于阴极，表面析氢反应可能使氢进入钢中。对于高强度螺栓和弹簧，这种情况有引发氢致延迟断裂的可能，判断时应结合断口形貌和材料强度级别另行评估。
涂层破损为什么会放大电偶腐蚀
只在阳极一侧涂漆是常见的错误做法。涂层一旦出现划伤、针孔或边缘破损，暴露出的极小阳极面积要承担整个阴极表面提供的电流，腐蚀高度集中，穿孔速度可能比不涂漆还快。正确做法是涂覆阴极一侧，或者两侧同时涂覆，以减小有效阴极面积。
金属镀层也存在同样的问题。锌等比钢更活泼的镀层属于牺牲型，划伤处的钢基体仍受保护，代价是镀层自身消耗；镍、铬等比钢更正的镀层属于屏蔽型，镀层孔隙处的钢基体成为小阳极，会形成向下发展的蚀坑，表面只见锈点，镀层下方已被掏空。分析镀层件腐蚀时，要先判断镀层与基体的电位关系，再看孔隙、划伤和镀层厚度是否满足使用环境要求。
- 涂层只覆盖阳极：破损处形成小阳极大阴极，局部穿孔风险最高。
- 涂层覆盖阴极：有效阴极面积减小，即使阳极裸露，腐蚀速度也明显下降。
- 牺牲型镀层：划伤处基体受保护，需关注镀层在接触区的提前耗尽。
- 屏蔽型镀层：孔隙处基体成为阳极，需要检查孔隙率和镀层连续性。
现场判断与实验室确认
判断是否为电偶腐蚀，最直接的证据是腐蚀分布：阳极金属的腐蚀集中在与另一金属接触的边缘附近，并随距离增加而减弱；阴极金属基本完好；同一阳极材料远离接触区的部位腐蚀轻微。若两种金属都腐蚀严重，或腐蚀与接触位置无关，就要考虑其他机理。
| 类型 | 驱动力 | 位置特征 | 鉴别要点 |
|---|---|---|---|
| 电偶腐蚀 | 异种金属之间的电位差 | 集中在接触线附近，随距离减弱 | 阴极金属完好，切断电连接后腐蚀减缓 |
| 缝隙腐蚀 | 缝隙内外的氧浓度差与酸化 | 缝隙内部，与缝隙轮廓一致 | 同种金属构成的缝隙也会发生 |
| 杂散电流腐蚀 | 外部直流电源泄漏电流 | 电流流出点，可远离任何异种金属 | 腐蚀与轨道、电焊、阴极保护系统等电源位置相关 |
| 一般大气腐蚀 | 环境湿度与污染物 | 暴露面普遍分布 | 无明显的接触边缘集中现象 |
- 确认接触与导通检查两种金属是否直接接触，或通过螺栓、支架、接地线、管路等形成电连接，必要时测量导通情况。
- 确认电解质查找积水、冷凝、盐分沉积、潮湿保温材料或工艺介质，确定电解质从哪里来、停留多久。
- 对比腐蚀程度比较接触区与非接触区、同材料不同位置的减薄量，量化电偶效应造成的加速。
- 核对材料确认两侧实际材料和镀层，尤其是紧固件、焊材和更换过的零件，避免按图纸默认材料。
- 分析产物分析腐蚀产物成分，判断阳极金属类别，排除来自其他部位的外来产物。
- 必要时模拟验证在实际介质中测定两种金属的腐蚀电位或电偶电流，确认极性和加速程度。
绝缘隔离与选材改进
选择电位接近的材料
在同一电解质中接触的零件，优先选用电偶序中位置接近的金属组合。
让紧固件做阴极
紧固件、焊材等小面积零件应比被连接件更耐蚀，避免小阳极大阴极。
完整绝缘隔离
绝缘垫片、垫圈和螺栓套管要同时使用，任何一处金属搭接都会使隔离失效。
涂覆阴极或两侧
需要涂装时优先涂覆阴极一侧，或两侧都涂，并重点保护接合边缘。
阻断电解质
改善排水，密封接合缝，避免冷凝水和盐分积聚，必要时使用隔离密封胶。
设置可更换的牺牲部件
无法避免电偶时，可设置易更换的牺牲件或增加阳极部件的腐蚀裕量。
北京与杭州的分工
北京团队负责现场调查、振动相关测试和综合分析；需要实验室仪器分析的部分，可由集团杭州实验室承接。具体由哪个实验室完成哪些项目、报告是否带 CMA、CNAS 标志，在方案和报价中写明。
常见问题
不锈钢螺钉用在铝合金型材上一定会腐蚀吗？
铝合金会成为阳极，但螺钉面积小、型材面积大，加速作用通常有限。若长期潮湿、有盐分或积水，螺孔周围仍会明显腐蚀，并可能导致螺纹咬死。使用绝缘垫圈、隔离涂层和改善排水可以显著减轻。
只给容易腐蚀的那一侧金属刷漆可以吗？
不推荐。阳极一侧涂层一旦破损，暴露的小面积要承受全部阴极电流，局部腐蚀会更集中。应优先涂覆阴极一侧，或两侧同时涂覆，并重点保护接合边缘。
加了绝缘垫片还是出现电偶腐蚀，可能是什么原因？
常见原因有螺栓杆未加绝缘套管仍与孔壁接触，垫片破损或被压穿，导电沉积物或积水跨接两侧，以及接地线、管路、支架等形成了另外的电连接。可以检查绝缘电阻并逐一排查导电路径。
怎么区分电偶腐蚀和杂散电流腐蚀？
电偶腐蚀集中在异种金属接触边缘，驱动力来自材料本身；杂散电流腐蚀发生在外部直流电流流出金属的位置，可能远离任何异种金属，损伤程度与附近电源的运行时间和位置有关。
镀锌件与不锈钢接触会有什么问题？
锌比不锈钢活泼得多，接触区锌层会被加速消耗。锌层耗尽后钢基体开始生锈，接触部位往往最先出现红锈。潮湿或含盐环境中应采用绝缘隔离，或改用材料一致的连接件。