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土壤盐浓差对碳钢铝合金电偶腐蚀行为影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-30  来源:中国模具钢网  浏览次数:583

  土壤盐浓差对碳钢/铝合金电偶腐蚀行为影响孙成,李洪锡,张淑泉,高立群,黄磊(金属腐蚀与防护国家重点,试样坚直平行埋入土样中,试样间距为2Qcm试样顶部距土样表面7 5cm,实验箱的两侧放入两种含盐量不同的湿砂,在它们的交界处放置一半透膜,测量仪器采用273型恒电位仪和配套的微机软件,参比电极采用Cu/CuSO4电极,试验周期为3Q天。

  3实验结果及讨论为四种条件下碳钢/铝合金电偶腐蚀电流随时间的变化情况。从图中可以发现,在试验初期,钢在低盐土样中而铝在高盐土样中的电偶电流最大,随着试验的进行,电偶电流逐渐增大,其中钢在高盐土样中而铝在低盐土样中的电流增加较快,试验进行到第9天时,其电偶电流达到最大,而钢在低盐土样中铝在高盐土样中的电偶电流在第3天达到最大值后逐渐减少,为四种试验条件中最低值。从中可以发现,碳钢在高盐土样中的两种试验条件下电偶电流都比较大,而碳钢在低盐土样中的另外两种试验条件下电偶电流都比较小,这说明碳钢/铝合金电偶电流主要取决于电偶对阴极所处的土壤条件,而与电偶对阳极关系不大。

  为碳钢在高盐土样铝在低盐土样中电偶对的联通电位及开路电位随试验时间的变化情况。从可以发现,铝合金的开路电位与电偶对的联通电位靠得很近,而电偶对中碳钢的开路电位逐渐正移,其他3种试验条件下的碳钢一铝合金电偶对的联通电位和开路电位的变化规律基本上与相似,只是碳钢的开路电位正移的幅度不同。从也可以说明,碳钢一铝合金电偶腐蚀电流的大小,主要受电偶对的阴极控制,即由碳钢所处的土样条件决定。

  A白电偶对的开路电位差(电偶电动势EMF)是电偶腐蚀的推动力,电偶电流用下式表示:Ig=(EaEc)/Ra+Rc+r,Ra―阳极的极化电阻,Rc―阴极的极化电阻,r介质回路的电阻,Ea电偶对阳极开路电位,Ec―电偶对阴极开路电位。

  为电偶对的开路电位差随试验时间的变化情况,从中可以发现,试验初期,碳钢在低盐土样铝在高盐土样中的电偶对开路电位最大,这与中的该试验条件下初期的电偶电流为最大值相对应,随着试验的进行四种电偶对的电动势均增大,只是增大的程度有些差别。与比较可以发现,中的电偶电流随着试验的进行增大到最大值后下降,而中的电偶对的电动势在试验期间内始终增大。这可能由于随着试验的进行电偶对的阴阳极特别是阳极表面产生大量的腐蚀产物,这些腐蚀产物与土壤颗粒结合在一起增加了电偶腐蚀反应的阻力。使阴阳极的极化电阻增大,由式可以发现,虽然电偶对的电动势增大了,但由于阴阳极化电阻(Rc+Ra)增大比前者快,所以电偶电流反而降低了。

  在碳钢/铝合金构成的电偶对中,碳钢作为阴极而受到保护,而铝合金作为阳极而加速腐蚀,这就是地下金属构件中常用的牺牲阳极型阴极保护。表1为几种试验条件下的阴极保护效率。从表中可以发现,阴极保护效率比较高的两种试验条件都是碳钢处于高盐土样中,而碳钢处于低盐土样中的阴极保护效率都相对较低,因此,阴极保护效率主要取决于被保护阴极所处的土壤环境,而与阳极所处的土壤环境关系不大。

  表1不同实验条件下的阴极保护质量皿1另外从表中可以发现,电偶对阳极与同样条件下腐蚀相比,其腐蚀速率增大了几十倍甚至上百倍,因此,在地下的金属构件中,应避免铝合金与其他金属相连接,否则将造成重大的腐蚀破坏事故。

  4结论碳钢/铝合金构成的电偶对,其电偶腐蚀主要取决于电偶对阴极所处的土壤条件而与阳极所处的土壤条件关系不大,电偶对阴极处在高盐土壤中,其阴极保护效率较高,电偶对阳极与同样条件下自然腐蚀速率相比其腐蚀速率最大增加了

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