利用陣列電極研究水線腐蝕的機(jī)理.pdf

1、隨著海洋資源的開發(fā)與利用，金屬材料在海洋中的使用也越來越普遍，金屬存在的地方就會(huì)有腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，因此金屬材料在海水中的腐蝕與防護(hù)也日益變成被人們關(guān)注的問題之一。暴露在海水潮汐環(huán)境中,碳鋼腐蝕行為的研究也變的越來越有意義。理論上研究，由于飛濺區(qū)有充氣海水的潤濕以及水浪的沖擊，所以飛濺區(qū)的腐蝕最為嚴(yán)重。但是在某些情況下，因?yàn)槲⑸锏纫蛩氐挠绊懰€位置的腐蝕比較嚴(yán)重，這種現(xiàn)象也被稱為低水位加速腐蝕，這種現(xiàn)象經(jīng)常在許多港口看到，因此研究水線腐

2、蝕的機(jī)理具有很重要的意義。傳統(tǒng)的電化學(xué)方法只能得到電極表面的平均電化學(xué)信息，很難得到金屬界面微小區(qū)域的腐蝕情況，更不能得到金屬腐蝕的變化過程和機(jī)理。
　　本文采用陣列電極技術(shù)來探討研究碳鋼材料的水線腐蝕的機(jī)理，分別研究陣列電極尺寸、氯離子的濃度等因素對材料腐蝕行為的影響，本論文的研究工作及結(jié)果如下：
　?。?）11×11型的陣列電極在海水中的腐蝕行為，結(jié)果表明：腐蝕過程中碳鋼材料表現(xiàn)出電化學(xué)不均勻性，水線位置溶氧量比較高，能

3、夠發(fā)生氧的去極化，水線下的電極因溶氧量不充分發(fā)生碳鋼的腐蝕，此處金屬材料的腐蝕對水線位置處的金屬起到保護(hù)作用，腐蝕過程中微小區(qū)域的陰極電流密度和陽極電流密度不平衡，形成自身的加速反應(yīng)，加快了金屬的腐蝕行為。
　?。?）11×11型的陣列電極在0.017mol/LNaCl溶液中的腐蝕行為，結(jié)果表明：碳鋼材料在溶液中的腐蝕行為與在海水中的腐蝕行為大體相同，液面所在的位置為陰極區(qū)，液面下的位置為陽極區(qū)；碳鋼材料在0.017mol/LNa

4、Cl溶液中的腐蝕比較快，電極表面附著的腐蝕產(chǎn)物的顏色與在海水中的也不相同，腐蝕產(chǎn)物為黃色，這說明Cl-對腐蝕產(chǎn)物的生成有一定的影響；碳鋼在0.017mol/LNaCl溶液中的腐蝕達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間比較短暫。
　?。?）長尺寸的陣列電極（4×30型）在海水中的腐蝕行為，結(jié)果表明：長尺寸的陣列電極在液面位置（第26行）表現(xiàn)出陰極電流，為陰極區(qū)，水線下的第23～26行腐蝕最為嚴(yán)重，為陽極區(qū)，黃色的腐蝕產(chǎn)物附著在電極表面，第1～22行的電極

5、腐蝕比較緩慢，局部地區(qū)出現(xiàn)腐蝕；隨著腐蝕時(shí)間的延長，水線上被海水潤濕的微小電極也發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，第1～22行也出現(xiàn)微小的陰極區(qū)。
　?。?）在實(shí)驗(yàn)中挑選陣列電極的某一列單根電極，利用經(jīng)典電化學(xué)方法測試的數(shù)據(jù)研究與金屬材料的電流、電位分布的相關(guān)性，研究結(jié)果表明:液面位置到電極底部，單根電極的電阻值在數(shù)值上并沒有表現(xiàn)出一定的規(guī)律；單個(gè)根電極在浸入的一段時(shí)間內(nèi)變化都比較明顯，后期電阻值的變化比較穩(wěn)定，與金屬材料的電流、電位分布和腐蝕行為