交流电对X80钢腐蚀行为影响研究

作者：吴广春; 李德明; 张梦梦

来源：表面技术, 2022, 51(06): 307-316.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.06.029

• X80钢
• 交流电流密度
• 腐蚀行为
• 阴极保护

目的 明确交流电对X80钢的腐蚀电化学动力学参数、腐蚀发展历程和腐蚀速率的影响规律。方法 利用交流电流密度作用下X80钢试样的动电位极化测试，分析交流电对X80钢腐蚀电化学动力学参数的影响。搭建室内腐蚀质量损失模拟试验，并对试验过程中试样的阴极保护和交流干扰参数进行监测，分析交流电对X80钢试样腐蚀速率、扩散电阻和直流电流密度的影响规律。利用拉曼光谱测试和微观形貌相结合的方法，对交流电作用下X80钢试样的腐蚀形貌和腐蚀产物成分变化过程进行分析。结果 交流电使X80钢的自腐蚀电位负向偏移，交流电流密度小于100A/m2时，负移幅度随交流电流密度的增加而明显增大；交流电流密度大于100A/m2时，腐蚀电位则整体接近。自腐蚀电流密度呈现同样的规律，阴极和阳极塔菲尔斜率无明显变化。试样极化电位从–0.428 V(vs. SCE)负移至–0.928 V时，面积为6.5、1.0 cm2试样的扩散电阻分别从约0.063、0.048?·m2减小至0.051、0.036?·m2。交流电流密度从0增大到300 A/m2，极化电位–0.428、–0.878、–0.928 V对应的直流电流密度平均值的变化系数分别为0.83、1.72、2.30。交流电加速了X80的腐蚀，交流电流电流密度从0 A/m2增大到300 A/m2时，腐蚀速率增幅呈现先显著后平缓的规律，腐蚀形貌由均匀腐蚀→点腐蚀→局部腐蚀转变，交流电流密度达到200、300A/m2时，试样的腐蚀产物中出现了γ-FeOOH。结论 交流电促进了X80钢的阴阳极反应过程，且对阳极反应过程的影响大于对阴极，X80钢自腐蚀电位出现负向偏移，自腐蚀电流密度增大。交流电加速了离子传质过程，表现为阴极极化下试样扩散电阻变小，同时增大了阴极保护所需的电流密度。交流电改变了X80钢的腐蚀形貌，随着交流电流密度的增大，腐蚀形貌由均匀腐蚀→点腐蚀→局部腐蚀转变。高的交流电流密度下，腐蚀产物中出现的γ-FeOOH为强氧化剂，进一步加速了腐蚀。