阴极极化模式对钙质沉积层形成的影响

1 引言 阴极保护是防止钢构筑物在海水中腐蚀的最有效方法之一。作为阴极保护的结果,钢表面上形成钙质沉积层,由于它限制了海水中溶氧向钢表面扩散,因此大大降低了所需的阴极保护电流密度。为了考察钙质沉积层的形成与溶液pH、温度、流速等诸多因素的影响,前人曾做过大量的研究工作。Luo等还曾研究了极化条件及混和式阴极极化(先恒电流后恒电位)对钙质层形成的影响。本工作进一步探讨不同极化形式及混和式极化时采用不同     

冷喷涂Zn-50Al复合涂层在海水中的耐蚀性能

利用电化学方法和微观测试手段,研究了冷喷涂Zn-50Al涂层在天然海水环境中的耐蚀性能。研究表明,与纯锌、纯铝涂层相比,对于钢基体,锌铝复合涂层具有更加合适的阴极保护电位,可以大大提高防护寿命;海水环境中涂层表面会形成一层致密稳定的腐蚀产物膜,能有效阻止腐蚀介质向涂层内部的渗透,涂层会保持在一个较低的腐蚀速度。     

间歇式阴极保护法的试验研究

在海水中受阴极保护的金属构件表面往往有一层白色沉积物,即所谓的钙质沉积层(Calcareous Deposit).它主要是由CaCO_3组成,具有较强的附着力.由于海水中的CaCO_3是处于过饱和状态的,因而钙质沉积一旦形成,即使阴极保护中止后它也不会溶解、消失,而仍对金属表面具有较强的保护能力.在试验中作者也多次观察到这种现象:阴极保护中止后,受保护金属构件的电位并不立刻恢复到腐蚀电位,电位正移是一个很缓慢的过程.为此,本文探讨实施间歇式阴极保护法的可靠性,并报导有关试验研究结果.2 钙质沉积层的形成与影响对海水中的金属构件实施阴极保护时,阴极反应通常为氧的去极化反应,偶尔产生过保护时,也可能发生析氢反应,反应式如下:     

低温低溶解氧海水环境中X70钢阴极极化行为研究

采用动电位极化曲线及恒电位极化法研究了X70管线钢在低温低溶解氧海水中的阴极极化行为,线性极化测试和表面分析技术分析了阴极保护后钙镁沉积层的形成情况.结果表明,8℃、1.5 mg/L溶解氧海水中X70管线钢的析氢电位最正,4℃、3.0 mg/L溶解氧海水中析氢电流密度最小.在低温低溶解氧海水中钙质层难以形成,要得到致密良好的钙质层需要较高的保护电位.低温低溶解氧海水条件有利于Mg（OH）₂沉积,对CaCO₃形成不利.     

海水流速对DH36平台钢阴极保护的影响

利用自行设计的管流式海水循环实验装置模拟在0.20~2.00 m/s流速范围内的阴极保护情况,采用恒电流极化法进行阴极保护,通过电位的变化、电极宏观形貌和钙质沉积层的生成情况评价阴极保护效果。结果表明,流速越大,电位达到保护电位-800 m V(vs Ag/Ag Cl海水)时所需的电流密度越大;而且当流速大于1.20 m/s时,即使电位达到了保护电位仍可能发生明显的冲刷腐蚀;生成的钙质沉积层主要是单层的富镁层,只有电流密度较大时,才会在富镁层上进一步沉积富钙层。     

阴极保护对Q235钢在兰州土壤中耐腐蚀性的影响

采用失重、SEM及XRD法,研究了阴极保护对Q235钢在兰州土壤中埋片4年后耐腐蚀性的影响.结果表明,施加阴极保护后Q235钢的耐蚀性远高于无阴极保护,有阴极保护时试片表面仅发生了较轻微的腐蚀,无阴极保护时Q235钢表面发生了明显的不均匀全面腐蚀和出现了大量的点蚀坑群;腐蚀产物的锈层主要由CaCO3和SiO2(表层)、Fe2O3和FeOOH(中间层)和Fe3O4(内层)组成,Q235钢的耐蚀性及腐蚀形态与钢表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关;Q235钢在现场埋片过程中的阴极反应为氧的去极化反应;土壤中的含水量、C(1)-和CO32-对Q235钢的腐蚀起主导作用.     

模拟地热水中碳钢和镀锌钢管的腐蚀结垢规律

针对地热能源利用过程中钢管材料出现的腐蚀结垢问题,模拟中部平原地热水的环境条件,探讨了地热水的结垢趋势以及20#钢、镀锌钢在80℃、65℃、50℃下的腐蚀和结垢规律。结果表明,在模拟地热水中,65℃、50℃试验条件下,20#钢表面形成的腐蚀结垢产物疏松,导致其腐蚀速率较快;而镀锌钢表面的锈垢混合物致密,有效减缓了镀锌钢的腐蚀速率。在80℃试验条件下,镀锌钢在模拟地热水中的表面电位较正,镀锌层失去阴极保护作用,从而加速了钢铁的腐蚀。     

海洋微藻环境中钙质层对Q235碳钢腐蚀行为的影响

采用荧光显微技术、表面分析技术以及电化学测试方法研究了钙质层腐蚀行为与小球藻附着的相互影响。荧光分析表明,48 h之后小球藻在Q235碳钢表面附着几乎达到吸脱附平衡状态,小球藻在预先沉积钙质层试样表面的初始附着以吸附为主,之后开始分裂增殖,此外钙质层能够促进小球藻的附着。表面形貌和元素分析及电化学测试结果表明,钙质层表面不均匀形成氧浓差电池,加速金属的腐蚀,造成材料的局部腐蚀;钙质层与生物膜共同形成的复合膜结构较为致密且与基体的结合力好,能够抑制电荷的传递和O2向基体表面扩散,抑制金属的腐蚀。     

海水中Mg~(2+)和SO_4~(2-)含量对电极表面钙质沉积层形成的影响

以人工海水为试验介质,B30铜镍合金作为工作电极,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射、极化曲线和电化学阻抗测试等,研究了人工海水中Mg~(2+)和SO_4~(2-)含量变化对B30铜镍合金电极在阴极保护过程中表面钙质沉积层形成的影响。结果表明:溶液中Mg~(2+)增加会引起钙质沉积层晶体结构和表面形貌发生变化,还会抑制钙质沉积层晶体成核和晶体生长过程;SO_4~(2-)增加会引起钙质沉积层表面形貌发生变化,对钙质沉积层晶体成核和晶体生长起到抑制作用,但对Mg(OH)_2沉积层的生成起到了促进作用。     

淡海水环境中某码头钢桩牺牲阳极阴极保护效果检测与分析

珠江口某改造码头钢桩在淡海水环境中采取牺牲阳极阴极保护10余年。通过测试码头所处环境腐蚀因素,水下拍摄测量阳极,计算阳极使用寿命,测量保护电位,检查钢桩腐蚀状况等措施,对码头阴极保护效果进行评价和分析。     

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。     

环氧沥青基有机涂层对16Mn钢在自然海水中腐蚀疲劳寿命 …

研究了环氧沥青基有机涂层对１６Ｍｎ钢腐蚀疲劳行为的影响。在恒幅疲劳载荷控制下比较了裸样与涂层试样在空气自然海水及不同阴极保护条件下的寿命变化规律,测量了试样在海水中ＣＦ过程自腐蚀电位随循环周次的变化,在不同阴极保护条件下记录阴极电流随循环周次的变化情况。     

环氧沥青基有机涂层对16Mn钢在自然海水中腐蚀疲劳寿命的影响

研究了环氧沥青基有机涂层对16Mn钢腐蚀疲劳(CF)行为的影响.在恒幅疲劳载荷控制下比较了裸样与涂层试样在空气、自然海水及不同阴极保护条件下的寿命变化规律.测量了试样在海水中CF过程自腐蚀电位随循环周次的变化,在不同阴极保护条件下记录了阴极电流随循环周次的变化情况.结果表明,虽然在海水中环氧沥青基有机涂层明显地提高了16Mn钢的CF寿命,但涂层作用机理并非只是简单的介质隔离作用.在不同阴极保护条件下,有涂层试样和无涂层试样表现出了不同的规律,这意味着两者的腐蚀疲劳存在不同的作用机制.海水中的Ca、Mg离子     

海洋柔性立管用高强钢的高温海水腐蚀行为

通过开展浸泡腐蚀实验和电化学腐蚀实验研究了海洋柔性立管用高强钢在高温海水环境中的腐蚀行为。通过分析实验钢的腐蚀速率、腐蚀产物物相组成、腐蚀产物形态特征以及不同腐蚀时间后实验钢动电位极化曲线,揭示了实验钢的高温海水腐蚀行为与机制。结果表明:随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率先是快速下降随后缓慢下降并趋于稳定,稳定状态的腐蚀速率为0.071 mm/a。而基体表面附着的腐蚀产物的致密度则是随时间的延长不断增加,抑制了腐蚀过程中的电化学反应。钢中耐蚀元素Cr、Mo、Ni的添加不仅可以促进形成致密稳定的腐蚀产物层,还可提高基体的自腐蚀电位,降低自腐蚀电流,增强实验钢的耐蚀性。     

剥离涂层下的极化——常规阴极保护与脉冲阴极保护的比较

钢管线上的涂层剥离会产生屏蔽现象，从而导致各种腐蚀问题。由于阴极保护受钢体表面和剥离涂层之间形成的高电阻所限，常规阴极保护不能达到控制腐蚀的目的。本试验研究的目的就是应用脉冲阴极保护改进剥离层下阴极保护电流的分布，更有效地进行腐蚀控制。分别采用常规阴极保护和脉冲阴极保护对剥离涂层下的试件进行极化试验，通过计算求出每个系统的电流量、电位分配、极化电位、pH值范围和工作效率，结果表明，一定的脉冲信号肯定能延长剥离处达到保护电位的距离。     

阴极保护试片在土壤环境中的腐蚀失效分析

目的 针对埋地管道阴极保护测试用试片的失效问题进行原因分析,阐明了管道阴极保护测试用试片的失效现象及原因,为准确检测试片的阴极保护电位提供指导。方法 以野外埋地管道相连接的试片为研究对象,采用数据记录仪采集试片的阴极保护参数,利用采集失效试片的通断电电位、交直流电流密度,干扰电压及试片表面腐蚀产物等来综合分析试片失效原因。结果 试片表面宏观分析发现,试片表面腐蚀产物聚集,腐蚀产物和土壤夹杂在一起,形成坚硬的硬块,除去表面腐蚀产物后,试片表面有大小不均的腐蚀坑,最大坑深1 mm。试片表面腐蚀产物的元素面分析结果表明,锈层中的主要元素以Fe和O以元素为主,腐蚀产物以铁的氧化物为主,并夹杂有土壤杂质及钙镁难容盐等。试片历史数据显示,阴极保护电位满足规范要求,但交流电流密度较大,最大交流电流密度208.3 A/m²,最大交流干扰电压7.52 V。结合试片表面形貌,试片发生了交流腐蚀。结论 阴极保护测试用试片的失效与交流腐蚀有关,试片在交流杂散电流和阴极保护电流的作用下,表面腐蚀产物聚集,难容盐与铁的氧化物形成厚厚的隔离层,隔离了试片与土壤介质,造成阴极保护电流流入困难,无...     

铝-钢爆炸复合板腐蚀性能

采用爆炸焊接方法获得了三种不同的铝-钢爆炸复合板,通过测试其在人造海水中的腐蚀速率,对其腐蚀性能及特征进行了讨论。结果表明:铝-钢爆炸复合板在人造海水中主要发生电偶腐蚀,钢基板腐蚀较轻,铝复板加速腐蚀并且表面形成许多点蚀坑。以不锈钢为基板的铝-钢复合板的腐蚀速率最大。随着时间的延长,三种复合板的腐蚀速率逐渐变小并趋于稳定。     

硫酸盐还原菌附着对阴极保护条件下钙质沉积层形成及其对金属保护性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电化学阻抗谱(EIS)等方法研究了硫酸盐还原菌的附着对阴极保护条件下钙质沉积层形成及其对金属保护性能的影响。结果表明:硫酸盐还原菌附着后,施加阴极保护的碳钢表面依然能形成钙质沉积层,无论硫酸盐还原菌附着时间长短,生物膜的形成都导致金属表面钙质沉积层量减少,使其对金属的保护性减弱,硫酸盐还原菌局部腐蚀加速。     

潮差区钢锈层对钢润湿态阴极过程的影响

1 前言 在海洋潮差区环境中,钢处在海水润湿态和全浸态的干湿交替之中,腐蚀速度主要受润湿态表面载留住的腐蚀介质的浓度、大气的湿度,温度等因素的影响。当钢腐蚀趋于稳定后,由于钢的成份不同,表面会生成不同的锈层。     

海水环境中弧菌对45钢腐蚀行为及力学性能的影响

通过热带海洋气候条件下在海水中培养弧菌,并对比45钢在自然海水、无菌海水和弧菌海水中的腐蚀行为,研究了弧菌对45钢腐蚀行为及力学性能的影响。结果表明,弧菌可以接种于海水中大量培养至高浓度(非培养基中培养),避免了培养基成分的缓蚀作用,从而更接近碳钢的自然腐蚀状态。海水中弧菌对45钢的平均腐蚀速率及力学性能有显著的影响。弧菌能加速45钢的平均腐蚀速率,但微生物的协同作用比单种弧菌更能加速材料的平均腐蚀速率。弧菌能显著降低局部pH值,引起材料表面严重的局部腐蚀,材料表面局部腐蚀促使其在拉伸过程中应力集中而发生断裂。