海水環(huán)境中帶銹碳鋼腐蝕電化學(xué)行為及相關(guān)參數(shù)的研究.pdf

1、海洋是人類生存與發(fā)展的希望所在，也是我國未來發(fā)展的最重要的方向之一。在海洋開發(fā)過程中，大量使用鋼鐵材料，必須對其腐蝕行為和規(guī)律進行深入研究以保證各種工程設(shè)備的安全使用。銹層下碳鋼腐蝕行為和規(guī)律由于受到銹層的影響變得復(fù)雜而難以分析，特別是帶銹碳鋼的腐蝕速率難以使用傳統(tǒng)腐蝕電化學(xué)方法進行準(zhǔn)確測定。
　　本論文首先對在靜止海水和模擬流動海水兩種實驗條件下的不同浸泡周期的Q235碳鋼的腐蝕行為進行了探討，結(jié)果表明在兩種體系海水中，經(jīng)過一段

2、時間的浸泡后，由于受到表面銹層的影響，長期浸泡后電化學(xué)方法得到的腐蝕速率明顯偏離失重法結(jié)果。成分分析及理化性質(zhì)研究表明這一影響主要來自于長期浸泡后銹層中大量積累的β-FeOOH的還原反應(yīng)所產(chǎn)生的陰極還原電流。碳鋼在海水中長時間浸泡后，碳鋼的自腐蝕電位處于β-FeOOH的還原反應(yīng)區(qū)，因此在電化學(xué)測試過程中會作為去極化劑參與還原反應(yīng)，導(dǎo)致電化學(xué)方法測定的腐蝕速度偏離失重數(shù)據(jù)，并且浸泡時間越長，β-FeOOH含量越多，銹層還原在陰極反應(yīng)中所占

3、的比例也越來越大，兩種方法間的偏差也越來越大。
　　恒電位極化實驗證明陰極疊加的銹層還原反應(yīng)可以通過外加陰極電流的預(yù)處理方式加以消除，為了有效校正電化學(xué)方法與失重法結(jié)果間的偏差，實現(xiàn)對碳鋼腐蝕速率的快速準(zhǔn)確測量，對靜止海水和流動海水兩種體系中長期浸泡的碳鋼電極采取先陰極極化預(yù)處理對銹層還原電流進行補償后再進行相關(guān)電化學(xué)測試的方法，結(jié)果表明分別對靜止體系和流動體系施加-25μA/cm2和-35μA/cm2的恒電流極化預(yù)處理后，電化學(xué)

4、方法測得的碳鋼極化電阻Rp都比處理前大幅增加，電化學(xué)測試的腐蝕速率結(jié)果與失重法變化規(guī)律相似且數(shù)值接近(誤差均小于10％)，說明這一預(yù)處理方法可以對二者間的偏差起到良好的校正作用。
　　同時發(fā)現(xiàn)隨浸泡時間的延長電極所需要的極化預(yù)處理時間也逐漸增加，表明隨著浸泡時間的增加，銹層還原反應(yīng)電流也逐漸增大，極化時間隨浸泡時間的變化規(guī)律與銹層還原電流在總表觀腐蝕電流中的比例變化形式相似。對靜態(tài)海水中浸泡48周碳鋼電極恒電流極化處理前后銹層成分