海水中銹層覆蓋碳鋼的腐蝕電化學行為研究.pdf

1、銹層/金屬腐蝕是復雜腐蝕體系之一,銹層下腐蝕是金屬腐蝕發展過程中最主要的、持續時間最長的腐蝕形態。銹層存在引起的腐蝕電化學行為復雜化和可靠解析腐蝕電化學參數困難增大。傳統腐蝕電化學方法測定的銹層下腐蝕速度偏離失重法測量數據,測定的界面電容也偏離合理的數值?？煽繙y定和解析銹層下金屬腐蝕電化學參數成為當前腐蝕電化學研究方法面臨的重要任務之一。
　　 本文采用失重法和多種電化學方法(包括極化曲線、線性極化法、電化學阻抗技術和恒電位階躍

2、法)研究了碳鋼在靜態海水和動態海水中的長期腐蝕規律,結果發現在靜態海水中電化學方法測定的8周以前短期浸泡的腐蝕速度與失重法持續下降的變化趨勢一致,數值相近;而8周以后長期浸泡的腐蝕速度發生“逆轉”,與失重測定結果之間存在偏差,并隨時間逐漸增大。在動態海水中電化學方法與失重法從浸泡初期開始變化趨勢就完全相反,時間越長數值相差越大。
　　 為了探尋電化學方法測定的腐蝕速度產生偏差的原因,采用X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FT

3、IR)、環境掃描電子顯微鏡(ESEM)、氮吸附(BET)等技術研究了銹層的形貌、結構、組成及各種銹層組分的物理化學性質,結果表明產生偏差的主要原因是當金屬/銹層界面間的電位正移到某一電位值時,在金屬表面會形成一層黑色的比較致密的內銹層,其中含有具有較高電化學活性的β-FeOOH,當進行電化學極化測試時,發生陰極反應而增加了陰極反應速度,導致測定的腐蝕速度數值偏高。
　　 為了進一步證實β-FeOOH的生成與電位有關,采用掃描微電

4、極技術(SMET)和絲束電極技術(WBE)研究了碳鋼在海水中陰極區和陽極區的分布特征和隨時間的變化情況,通過對腐蝕產物的分析說明了腐蝕產物的組分與電位分布的相關性。同時采用電化學極化的方法控制了銹層的生成條件,結果證實β-FeOOH確實是在電位數值比較正的條件下生成。
　　 為了使用電化學方法測定銹層下碳鋼的腐蝕行為,測定了除氧條件下陰極反應速度,即銹層還原速度,然后將其從總陰極反應速度中扣除,獲得無銹層參與的陰極反應速度。結果