用交流阻抗技术确定船用钢的最佳阴极保护电位

一、前言目前海上船舶和建筑物几乎都采用了牺牲阳极或外加电流的阴极保护措施。按照不同材质和涂层,选择最佳阴极保护电位是保证保护效果并防止过保护的一项至关重要的研究内容。到目前为止在通常的使用环境中(中性水溶液,土壤等),还只是依靠经验来确定,都选用比自然腐蚀电位大约负0.3伏的电位值作为最佳阴极保护电位值,也有的利用阴极极化曲线的弯曲点来确定。最近水流徹等用交流阻抗技术做了这方面的探讨。我们结合船用钢的阴极保护工作,用交流阻抗技术研究了不同表面状态下电极的交流阻抗特征及确定最佳阴极保护电位的方法。     

复杂环境下P110套管阴极保护参数电化学测试确定研究

在实验室模拟新疆油气田复杂地质环境深井下P110套管典型腐蚀工况,通过腐蚀电位测定,极化行为测试和不同极化电位下交流阻抗谱分析,以其揭示腐蚀控制机制,来确定阴极保护参数。结果表明,井下温度升高对于P110套管的腐蚀影响显著,而矿化度及pH值改变对其腐蚀过程影响轻微;所模拟的新疆油气田复杂环境下P110套管的阴极保护最小电位确定为-900～-1100 mV(vs SSE),最大保护电位为-1200～-1400 mV(vs SSE)。     

电厂热力设备用黄铜的阴极保护研究

采用电化学方法测量黄铜电极的极化曲线和在不同电位下的电化学交流阻抗,建立了确定其阴极保护电位范围和最佳保护电位的方法;并用显微镜观察电极表面形貌的变化,测量各保护电位下电极阻抗值等手段对确定的参数下的阴极保护状态进行了验证。结果表明,采用极化曲线和电化学阻抗谱可以确定金属材料的在给定的条件下的阴极保护参数。     

用电化学方法建立交流干扰下X70钢的最佳阴极保护电位

采用电化学方法测量X70钢在不同交流干扰电压下的极化曲线和不同阴极极化电位下的电化学阻抗,建立了确定交流干扰腐蚀下阴极保护电位范围和最佳保护电位的方法。结果表明,采用极化曲线和电化学阻抗谱可以确定X70钢的在有交流干扰的条件下的阴极保护参数;建议在交流干扰电压小于6V时X70钢的最佳保护电位选择-900 mV(vs.SCE)左右,交流干扰电压大于7V时选择-1000 mV(vs.SCE)左右。     

X65和X80管线钢在大港模拟土壤溶液中的阴极保护参数研究

目的为管道安全运行提供支撑。方法通过搭建室内实验系统,基于极化曲线法和电化学阻抗谱法(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS),对X65和X80管线钢在大港模拟土壤溶液中的阴极保护参数进行系统的实验及理论研究。结果通过分析X65和X80管线钢的极化曲线,发现在大港模拟土壤溶液中,X65管线钢的阴极保护电位范围为-400~-1200 mV,而X80管线钢的阴极保护电位范围为-400~-1150 mV。基于X65和X80管线钢的EIS结果,通过研究电荷转移电阻Rt随阴极极化电位Ee,c的变化趋势,进一步探明在大港模拟土壤溶液中,X65管线钢的析氢电位为-970 mV,最佳保护电位为-850 mV,而X80管线钢的析氢电位为-960 mV,最佳保护电位为-800 mV,从而明确了在大港模拟土壤溶液中,X65管线钢析氢电位小于X80管线钢的析氢电位。结论探明了X65和X80管线钢在大港模拟土壤溶液中的阴极保护参数,发现X65管线钢的析氢电位及最佳保护电位均小于X80管线钢,为X65和X80管线钢的阴极保护提供了一定理论依据。     

接地网阴极保护中最佳保护电位的研究

采用电化学方法测量了镀锌钢和碳钢电极在不同电位下的电化学阻抗谱,建立了确定其阴极保护参数和最佳保护电位的方法。结果表明,采用电化学阻抗谱可以确定金属材料在给定条件下的阴极保护参数;实际应用证明整个系统能很好地延缓腐蚀,且有效地延长了接地网的服务寿命。同时介绍了一个阴极保护的智能远程监控系统。     

X80钢在河南伊川境内土壤模拟溶液中的阴极保护电位

利用电化学阻抗谱和阴极极化曲线两种方法,研究了X80钢在"西气东输二线"沿线河南伊川土壤模拟溶液中的阴极保护电位,并对两种结果进行了对比.结果表明:这两种方法均可以确定阴极保护极限电位,且具有较好的一致性.通过拟合电荷传递电阻与电位关系曲线,得到X80钢的阴极保护极限保护电位为-1007～-753 m V;通过阴极极化...     

阴极极化对X80钢在含SRB的海水中腐蚀的影响

采用电化学方法测量X80钢在含SRB的模拟海水溶液中的极化曲线和不同阴极极化电位下的电化学阻抗,建立了确定微生物腐蚀下阴极保护电位范围和最佳保护电位的方法。结果表明,采用极化曲线和电化学阻抗谱可以确定X80钢在含SRB的模拟海水溶液中的阴极保护参数,传统的阴极保护电位不能达到保护要求;建议X80钢在含SRB的海水模拟溶液中极化天数多于5天时,其最小保护电位可选择在-870m VSCE左右,最佳保护电位值约为-990m VSCE左右;而极化天数少于5天时,最小保护电位应负移选在-970m VSCE左右较合适,其最大保护电位约为-1070m VSCE左右,最佳保护电位在-1050m VSCE以上。     

用电化学阻抗技术研究阴极保护

介绍电化学阻抗谱（ＥＩＳ）在研究阴极保护方面的应用，根据受有极保护金属的阻抗特征，可以确定实际保护率达到极大的最佳阴极保护保护电位，ＥＩＳ可以用于监测土壤和混凝土钢结构受阴极保护时的腐蚀情况，海水中阴极保护时形成的钙质沉积层的保护性能可由ＥＩＳ的参数来反映。ＥＩＳ变化趋势可还以反映Ａｌ－Ｚｎ－Ｉｎ合金牺牲阳极沿晶界的择优溶解。     

含硫酸盐还原菌土壤中阴极保护对Q235钢腐蚀的影响

利用交流阻抗测试技术、扫描电镜及表面能谱、微生物分析等方法，研究了阴极保护对土壤中Q235钢硫酸盐还原菌腐蚀的影响.30天的实验结果表明，在相同的阴极极化电位下，有菌土壤中Q235钢所需要的阴极极化电流密度均大于灭菌土壤，有菌土壤中Q235钢的平均腐蚀速率均大于灭菌土壤.随着阴极极化电位负移的增大，有菌及灭菌土壤中Q235钢试件周围土壤逐渐呈碱性，有菌土壤中Q235钢试件周围土壤中硫酸盐还原菌数量逐渐减少，当阴极极化电位为-1050 mV时，Q235钢试件周围土壤中硫酸盐还原菌仍能够存活.     

Effects of SRB on cathodic protection of Q235 steel in soils

The effects of sulfate reducing bacteria (SRB) on cathodic protection (CP) of the Q235 steel in the soils have been studied by bacterial analyses, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM) and energy‐dispersive X‐ray analysis (EDX). The results showed that the pH value of the soil around the steel gradually increased, the number of SRB and the corrosion rate of the steel decreased, and the CP efficiency increased with the increasing of applied cathodic potential. At the cathodic polarization potential of ?1050 mV, SRB still survived in the soils. At the same potential, the CP efficiency in the soil without SRB was higher than that with SRB, and the corrosion rate of the steel in the soil with SRB was much higher than that without SRB. The cathodic current density applied for the steel in the soil with SRB was bigger than that without SRB at the same cathodic potential.     

阴极保护下高绝缘性能防护层的电化学阻抗谱特征

利用电化学阻抗谱（EIS）方法研究高绝缘性能防护层/碳钢试片体系，测定阴极极化电位下4种常用防护层的EIS谱图.分析它们在06 mol/L NaCl溶液和土壤中的阻抗谱特征，研究结果表明，Bode图及电化学等效电路解析得到的防护层电容（C f）值可用来对防护层质量进行表征. 〖HT5”H〗关键词：〖HT5”SS〗〖HT5”H〗中图分类号：〖HT5”SS〗〓〓     

The a.c.-induced corrosion of copper neutrals

Electrochemical behaviour of tin-coated copper electrodes in a model soil environment was studied by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS), d.c. polarization, and long-term exposure testing. Comparison of EIS spectra, modelled as a simple R(RC) circuit, taken over a period of time at rest potential, with those taken under anodic and cathodic bias potentials, shows an increase in the electron transfer resistance under conditions of anodic bias or a.c. polarization. This indicates that the tin coating is passivated by the a.c. signal through oxide formation during the anodic half cycle. This observation is supported by rest potential measurements. Without an a.c. signal the potential of tin-coated wire stabilizes at a more negative potential than that of bare copper wire and provides cathodic protection to copper exposed through coating flaws. However, when an a.c. signal is added, the potential of the tincoated wire shifts to a more positive potential than that of the bare wire, passivating the tin coating and rendering it cathodic to the underlying copper. The large area of the tin cathode relative to the small area of exposed copper substrate leads to rapid pit initiation in the copper, resulting in premature failure of the cable in the soil environment.     

阴极极化下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为研究

采用电化学阻抗和慢应变速率方法,结合扫描电子显微镜,研究了不同阴极极化电位下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：鹰潭土壤模拟溶液中,X80钢/溶液界面处电荷转移电阻随阴极极化程度增加先升后降。在自腐蚀电位条件下开裂机理为阳极溶解,当外加电位为-1000 mV (vs SCE),应力腐蚀敏感性最低,此电位为最佳保护电位;继续增大阴极极化程度,应力腐蚀敏感性增加,此时开裂机制为氢和应力协同作用下的氢致开裂。     

铝合金牺牲阳极的镀锌处理及其电化学性能

在铝合金牺牲阳极表面镀覆了不同厚度的锌层,对镀锌阳极试样进行了极化曲线和电化学阻抗测试,并采用自放电法分析了镀锌阳极试样的电化学性能。极化曲线结果表明,镀锌阳极试样的腐蚀电位随锌层厚度增加逐渐正移;电化学阻抗谱表明,镀锌试样电化学活性增加;自放电试验结果表明,镀锌层对电偶电流随时间的变化趋势影响不大,但一定厚度的锌层能...     

非晶合金Zr55Al10Cu30Ni5在3.5%NaCl溶液中的电化学行为

利用电化学极化曲线方法和电化学阻抗（EIS）技术研究了非晶合金Zr55Al10Cu30Ni5在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。极化曲线测试结果表明，非晶合金Zr55Al10Cu30Ni5在3.5%NaCl溶液中具有很好的耐蚀性能，阳极过程表现出钝化特征，当极化电位很高时，非晶合金出现了点腐蚀。电化学交流阻抗测试表明，在阴极极化，开路电位和钝化电位下，非晶合金的Nyquist图由单容抗构成，具有很高的电荷转移电阻，表现出优良的耐蚀性，在点蚀电位附近和点蚀电位区EIS分别有两个时间常数和三个时间常数，非晶合金在3.5%NaCl溶液中浸泡12h后，耐蚀性能有所下降。     

Influence of the Pigment Shape on the Electrochemical Behaviors of Zinc—Rich Paint Coatings in 3.5% NaCl Solution

针对粘合剂种类、Zn粒形状和涂层厚度的协同作用，采用电化学阻抗谱(EIS)研究了富Zn涂层在3．5％NaCl溶液中的电化学行为．富Zn涂层的EIS谱有两个时间常数，其中，锌的电子转移反应发生在低频段，而高频段则体现聚合物和Zn表面氧化层的介电性质．根据等效电路及其元件参数解释了钢铁／富Zn涂层／盐水体系的EIS测量结果．实验结果表明，鳞片锌消耗速度太快以至于鳞片富Zn涂层在相对较短的时间内就失去了阴极保护作用，随后形成了稍微致密的屏蔽阻挡层。     

X70管线钢楔型缝隙的阴极极化特性

应用楔型缝隙模型研究了X70管线钢在新疆库尔勒土壤模拟溶液中的阴极极化特性．研究了极化时间（1—30h）、缝口控电位（-775,-925和-1075mV（V8SCE））和缝口尺寸（0．15,0．30和0．45mm）等因素对缝内的极化电位、极化电流以及对应介质pH值的影响．结果表明,随着极化时间的延长,从缝口到缝底的极化电位梯度和极化电流梯度逐渐减小;随着缝口控电位的降低和缝口尺寸的增大,缝内试样的极化电位逐渐降低,而极化电流却逐渐增大,缝内试样对应介质的pH值也逐渐提高,进一步降低缝口控电位与增加缝口尺寸将使pH值的增加速度减小．