前言：隨著我國海洋鉆井行業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了型號(hào)各異，規(guī)格不同的鉆井平臺(tái)，前幾天，海域天然氣水合物被我國科學(xué)家首次開采成功，在南海神狐海域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣。由于鉆井平臺(tái)長期處于一個(gè)惡劣環(huán)境中，這時(shí)做好海洋平臺(tái)的監(jiān)測(cè)防護(hù)工作就成為重中之重。在各種監(jiān)測(cè)腐蝕速率的方法中，采用電化學(xué)方法可以連續(xù)地測(cè)量金屬的瞬時(shí)腐蝕速度，比較適用于進(jìn)行設(shè)備管理和觀察緩蝕劑效果。當(dāng)用失重法求非常小的腐蝕速度時(shí)，就需要采用長期暴露試驗(yàn)或者用大型試樣。但是，若用電化學(xué)測(cè)量法，試樣被極化而加速腐蝕，腐蝕測(cè)試可以在幾小時(shí)甚至幾分鐘內(nèi)完成。電化學(xué)法可以定量監(jiān)測(cè)均勻腐蝕和電偶腐蝕，也可以用于定量監(jiān)測(cè)局部腐蝕（孔蝕和縫隙腐蝕）。本文主要介紹電化學(xué)技術(shù)用于監(jiān)測(cè)腐蝕的理論基礎(chǔ)以及應(yīng)用。

1 腐蝕的電化學(xué)本質(zhì)

金屬和合金在水溶液或者其他一些離子導(dǎo)電介質(zhì)中腐蝕的發(fā)生是基于電化學(xué)機(jī)理。腐蝕電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生需要四個(gè)基本要素：陽極（A），陰極（C），金屬導(dǎo)體（M）和電解質(zhì)導(dǎo)體（E）。

總體來說，發(fā)生腐蝕電化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)同時(shí)發(fā)生四種過程，如圖1.1所示，

1、在陽極金屬離子離開金屬表面進(jìn)入溶液過程中，其在金屬表面留下了電子，這樣陽極的金屬就被氧化。陽極（腐蝕）反應(yīng)可以寫成反應(yīng)式：

 2、金屬離子或者其他基團(tuán)在離子導(dǎo)電電解質(zhì)中由陽極移向陰極。

3、 在電解質(zhì)中存在著陰離子和陽離子，陰離子帶負(fù)電荷，向陽極移動(dòng)；

 4、陽離子帶正電荷，向陰極移動(dòng)。電解質(zhì)中通常有多種參與反應(yīng)的離子，最常見的在陰極發(fā)生的還原反應(yīng)就是氫離子和氧的還原。在陽極區(qū)離開的電子會(huì)通過金屬導(dǎo)體轉(zhuǎn)移到陰極區(qū)。

上述四種過程，缺少了每一種都會(huì)令腐蝕反應(yīng)停止。這四種過程會(huì)建立一種平衡，這樣一來，陰極和陽極的反應(yīng)速度相等，就可以利用電化學(xué)極化曲線來測(cè)定陰陽極反應(yīng)的速度。

2 電化學(xué)監(jiān)測(cè)方法

2.1 極化電阻法

線性極化法是Stern和Geary在1957年提出并發(fā)展起來的一種快速而有效的腐蝕速率測(cè)量方法[1]。該方法是基于小幅度極化（一般過電位<10mV），過電位與極化電流成線性關(guān)系這一事實(shí)。當(dāng)進(jìn)行微陰極極化時(shí)，由電化學(xué)動(dòng)力學(xué)方程可知，若將指數(shù)項(xiàng)以級(jí)數(shù)展開，即，由于過電位η很小，可以略去高次項(xiàng)，從而得到下面公式[2-5]：

或 ,其中和是陰極極化和陽極極化的Tafel常數(shù)。

由此可見，與成正比，也就是說在內(nèi)，極化曲線都為直線，直線的斜率為極化電阻，即，那么：，此時(shí)如果和已知，就可以通過得出腐蝕速度。

雖然在體系內(nèi)加了很小的電位擾動(dòng)（小于，常用），但是并不影響腐蝕反應(yīng)，圖2.1即為一臺(tái)基于極化電阻法測(cè)量腐蝕速率的儀器。典型的極化電阻如圖2.2所示，通過斜率就可以算出。不過需要注意的是，在腐蝕電位附近曲線可能不是線性，也就是說陽極和陰極極化曲線并不對(duì)稱，只有在和相等的情況下才能得到對(duì)稱的曲線。

線性極化法是目前唯一應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的電化學(xué)技術(shù)，這一方法已經(jīng)在各種現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了在線監(jiān)測(cè)，包括石油和天然氣現(xiàn)場(chǎng)（測(cè)定腐蝕緩蝕劑），管道（測(cè)試陰極保護(hù)效果），化學(xué)處理廠（監(jiān)測(cè)過程變化），航空航天（監(jiān)測(cè)縫隙腐蝕和管線），造紙（檢測(cè)液相組成對(duì)腐蝕的影響）以及水處理（確定腐蝕破壞）。

電化學(xué)極化技術(shù)在很多標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中用到，例如陰極剝離試驗(yàn)，用來了解保護(hù)性高分子涂層和陰極保護(hù)的相容性，電極試樣被極化到相對(duì)SCE-1.5V，監(jiān)測(cè)由此產(chǎn)生的電流[6]。

Xueyuan Zhang <https://www.onepetro.org/search?q=dc_creator:（>（Gamry Instruments） <https://www.onepetro.org/search?q=affiliation:（>將線性極化電阻（LPR）技術(shù)、電化學(xué)調(diào)頻（EFM）技術(shù)和電化學(xué)阻抗譜（EIS）技術(shù)結(jié)合在一起研究了浸入NaCl溶液中混凝土中鋼筋的腐蝕過程。結(jié)果表明使用LPR，EFM和EIS技術(shù)的鋼筋的耐極化性在一定程度上表現(xiàn)出良好的一致性。這就說明將多種電化學(xué)技術(shù)整合到一個(gè)系統(tǒng)中對(duì)于混凝土中鋼筋的腐蝕監(jiān)測(cè)是實(shí)用的[7]。

2.2 交流阻抗技術(shù)

交流阻抗技術(shù)（AC impedance）又稱為電化學(xué)阻抗譜（electrochemical impedance spectroscopy，簡稱EIS），是一種以小振幅的正弦電位（或電流）為擾動(dòng)信號(hào)的電化學(xué)測(cè)量方法，其在腐蝕領(lǐng)域已經(jīng)成為了一種很成熟的應(yīng)用方法，而且是電化學(xué)測(cè)試技術(shù)中一類十分重要的方法，是研究電極過程動(dòng)力學(xué)和表面現(xiàn)象的重要手段，具有頻率范圍廣、對(duì)體系擾動(dòng)小的特點(diǎn)。它的原理是基于測(cè)量對(duì)體系施加小幅度微擾時(shí)的電化學(xué)響應(yīng)，在每個(gè)測(cè)量的頹率點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)中，都包含了施加信號(hào)電壓（或電流）對(duì)測(cè)得的信號(hào)電流（或電壓）的相位移及阻抗的幅模值，從這些數(shù)據(jù)可以計(jì)算出電化學(xué)響應(yīng)的實(shí)部與虛部。金屬在腐蝕過程中，其等效電路圖如圖2.3所示[8]：

圖中，為體系的溶液電阻，為極化電阻，C為體系的界面電容。在測(cè)量時(shí)，圖中A處接儀器的參比電極，B處接儀器的工作電極。電路中AB兩端的等效阻抗Z為[9]：

式中為掃描信號(hào)的角頻率，即=（實(shí)部）+（虛部），其中，

在實(shí)驗(yàn)時(shí)可測(cè)得不同頻率下的X和Y，然后由不同的數(shù)據(jù)處理方法，如頻譜法、極限簡化法、圖解法、李沙育圖解法、復(fù)數(shù)平面法求得電極參數(shù)、和C。由復(fù)數(shù)平面法可同時(shí)得到電極參數(shù)、和C，這種方法目前已經(jīng)得到了廣泛使用[8-11]。

如圖2.4即為一部交流阻抗儀，對(duì)于儀器中，只需要測(cè)量和。先對(duì)體系進(jìn)行高頻測(cè)量，由阻抗表達(dá)式可知，阻抗Z近似等于。由電路知識(shí)可以更為直觀的看到，當(dāng)對(duì)體系施加高頻測(cè)量信號(hào)時(shí)，電容C短路，體系的等效電阻為；當(dāng)對(duì)體系施加低頻信號(hào)時(shí)，電容C斷路，體系的等效電阻為與之和。由這兩個(gè)測(cè)量結(jié)果我們可以得到，進(jìn)而再根據(jù)線性極化測(cè)量原理得到腐蝕電流等腐蝕信息。

 圖2.5 采樣的電位與電流波示意圖EIS技術(shù)實(shí)際上是測(cè)定不同頻率的擾動(dòng)信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)的比值，得到不同頻率下阻抗的實(shí)部、虛部、模值和相位角，然后將這些量繪制成復(fù)數(shù)平面圖或者Bode圖曲線，就得到EIS抗譜，如圖2.5所示。

崔繼紅等[10]將EIS與斷面金相法結(jié)合起來，對(duì)鹽霧環(huán)境下高強(qiáng)度鋁合金的點(diǎn)蝕行為進(jìn)行了研究。研究結(jié)果顯示，合金點(diǎn)蝕速度先是加快，到中期減緩，后期又急劇增加，而且最大點(diǎn)蝕深度始終呈線性增長。

周賢良等[11]人將EIS技術(shù)與SEM、XRD等技術(shù)相結(jié)合，研究了氧化皮對(duì)SS400熱軋帶鋼耐蝕性的影響。結(jié)果表明，連續(xù)、致密完整的氧化皮可以減緩腐蝕的速率，對(duì)鋼基體起到了一定的保護(hù)作用，但是隨著腐蝕時(shí)間的延長，腐蝕電池陰極區(qū)和陽極區(qū)的電位差增大，會(huì)使腐蝕加速進(jìn)行。周和榮等[12]將 EIS 與 SEM 等方法結(jié)合，對(duì)純鋁在SO2氣氛溶液中的腐蝕行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，隨著腐蝕時(shí)間的延長，純鋁試樣的腐蝕速率逐漸降低，在材料的表面形成了點(diǎn)蝕，交流阻抗技術(shù)對(duì)于腐蝕速率的監(jiān)測(cè)是連續(xù)的，實(shí)時(shí)的。

2.3 電化學(xué)噪聲技術(shù)

電化學(xué)噪聲（Electrochemical noise，簡稱EN））是指電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)演化過程中，其電學(xué)狀態(tài)參量（如：電極電位、外測(cè)電流密度等）的隨機(jī)非平衡波動(dòng)現(xiàn)象[13,14]。B.A.T等在1967年首先注意到了這個(gè)現(xiàn)象[15]，之后，電化學(xué)噪聲技術(shù)作為一門新興的實(shí)驗(yàn)手段在腐蝕與防護(hù)科學(xué)領(lǐng)域得到了很快的發(fā)展[16]。電化學(xué)噪聲的起因很多，常見的有腐蝕電極局部陰陽極反應(yīng)、活性的變化、環(huán)境溫度的改變、腐蝕電極表面鈍化膜的破壞與修復(fù)、擴(kuò)散層厚度的改變、表面膜層的剝離及電極表面氣泡的產(chǎn)生等。

 迄今為止，已有很多技術(shù)用于表征電極的界面狀態(tài)，但是它們都存在著各自不同的缺陷。例如：基于真空技術(shù)的低能電子衍射法（LEED）和俄歇電子能譜法（AES）等諸多光學(xué)方法都不能對(duì)電極腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行原位觀察，基于對(duì)研究電極施加外界擾動(dòng)信號(hào)的極化曲線法等傳統(tǒng)電化學(xué)研究方法則可能因?yàn)橥饧有盘?hào)的介入而影響腐蝕電極的腐蝕過程，同樣無法對(duì)被測(cè)體系進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)[17]。

 而電化學(xué)噪聲技術(shù)相對(duì)于諸多傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)（如：重量法、容量法、極化曲線法和電化學(xué)阻抗譜等）具有明顯的優(yōu)良特性。首先，它是一種原位無損的監(jiān)測(cè)技術(shù)，在測(cè)量過程中不需要對(duì)被測(cè)電極施加可能改變腐蝕電極腐蝕過程的外界擾動(dòng)；其次，它無須預(yù)先建立被測(cè)體系的電極過程模型；第三，它無須滿足阻納的三個(gè)基本條件；最后，檢測(cè)設(shè)備簡單，并且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)[18]。

電化學(xué)噪聲的測(cè)量其實(shí)是很簡單的，這也是它的優(yōu)點(diǎn)，不過要得到可靠的測(cè)量結(jié)果，要求測(cè)量者有足夠的細(xì)心。最后根據(jù)所測(cè)得的電學(xué)信號(hào)的不同，可將電化學(xué)噪聲分為電流噪聲或電壓噪聲。

電流噪聲（ECN）的測(cè)量通常是通過測(cè)量兩個(gè)名義上相同電極間的電流得到，或者通過測(cè)量將一電極保持在固定的電位而得到的電流，第一種方法更簡單，避免了低噪聲參比電極和恒電位儀的要求，避免了不讓工作電極自然波動(dòng)而是在一個(gè)固定電位造成的影響；電壓噪聲（EPN）的測(cè)量可通過記錄腐蝕電極和一低噪聲參比電極之間的電位差或者通過測(cè)量兩個(gè)腐蝕電極之間的電位差而得到，后者對(duì)于實(shí)際的腐蝕監(jiān)測(cè)更有優(yōu)勢(shì)；如果ECN作為兩個(gè)相同工作電極之間的電流被測(cè)量，這種工作電極組合的電位可以通過測(cè)量與另一參比電極或者第三工作電極之間的電位得到，這樣就可以通過計(jì)算電位標(biāo)準(zhǔn)偏差和電流標(biāo)準(zhǔn)偏差的比值而得到，這已經(jīng)成為測(cè)量電化學(xué)噪聲的一種簡便方法了，如圖2.7所示。

電化學(xué)噪聲的一些實(shí)際腐蝕監(jiān)測(cè)應(yīng)用已經(jīng)有報(bào)道，每年NACE腐蝕大會(huì)關(guān)于電化學(xué)噪聲常規(guī)座談會(huì)上都有很多文章（參考www.nace.org）。一個(gè)詳細(xì)報(bào)道的應(yīng)用是利用電化學(xué)噪聲監(jiān)測(cè)Handford核廢料儲(chǔ)罐。這是很難的一個(gè)監(jiān)測(cè)問題。作為需要的安全評(píng)估和去污步驟，探頭的安裝極其昂貴，儲(chǔ)罐中的溶液的組成成分也不能確切知道，且不能對(duì)測(cè)試的有效性進(jìn)行獨(dú)立的檢查。由于儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)為可鈍化儲(chǔ)罐，均勻腐蝕的速率很低，主要關(guān)心的是局部腐蝕發(fā)生的可能性。在這種情況下，電化學(xué)噪聲成為了唯一現(xiàn)實(shí)的腐蝕監(jiān)測(cè)方法選項(xiàng)，而且方案也已經(jīng)獲得成功[19]。

 除了上述應(yīng)用，電化學(xué)噪聲還在管道腐蝕監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要的作用。眾所周知，石油和天然氣管道底部堆積的砂，碎屑，生物膜和碳酸鹽物質(zhì)等的存在可能導(dǎo)致嚴(yán)重的局部腐蝕，即沉積物腐蝕（UDC）。監(jiān)測(cè)此過程下的腐蝕過程可為緩解腐蝕方案的制定提供有價(jià)值的信息。然而，由于UDC通常以點(diǎn)蝕的形式發(fā)生，而點(diǎn)蝕情況下的電阻變化幾乎可以忽略，所以諸如線性極化電阻（LPR），電化學(xué)阻抗譜（EIS）和電阻（ER）等的常規(guī)電化學(xué)方法對(duì)于局部腐蝕的連續(xù)監(jiān)測(cè)都不是特別適用。相比之下，Hou, Yang指出基于電化學(xué)噪聲的方法對(duì)此十分適用，并在2017年3月利用電化學(xué)噪聲法監(jiān)測(cè)出了30℃下在含氯化合物溶液中存在硅砂沉積下碳鋼的腐蝕過程，結(jié)果表明電化學(xué)噪聲法是監(jiān)測(cè)沉積物局部腐蝕的十分有用的一個(gè)工具[20]。

 Y. Hou[21]等人在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下研究了碳鋼在含水介質(zhì)中的腐蝕，包括均勻腐蝕，點(diǎn)腐蝕和鈍化。他們應(yīng)用了遞歸定量分析法于電化學(xué)電流噪聲測(cè)量的短段。這些段被轉(zhuǎn)換為遞歸變量，可以作為多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中可靠的預(yù)測(cè)因子來識(shí)別腐蝕類型。另外，基于遞歸函數(shù)，他們還提出了一種自動(dòng)化腐蝕監(jiān)測(cè)得方案。這種方法利用均勻腐蝕測(cè)量的數(shù)據(jù)作為參考數(shù)，可以區(qū)分均勻和非均勻的腐蝕。

2.4 場(chǎng)圖像技術(shù)場(chǎng)

 圖像技術(shù)（FSM）也有譯成“電指紋法”。通過在給定范圍進(jìn)行相應(yīng)次數(shù)的電位測(cè)量，可對(duì)局部現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)和定位。FSM的獨(dú)特之處在于將所有測(cè)量的電位同監(jiān)測(cè)的初始值相比較，這些初始值代表了部件最初的幾何形狀，可以將它看成部件的“指紋”，電指紋法名稱即得名于此。與傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測(cè)方法（探針法）相比，F(xiàn)SM在操作上沒有元件暴露在腐蝕、磨蝕、高溫和高壓環(huán)境中，沒有將雜物引入管道的危險(xiǎn)，不存在監(jiān)測(cè)部件損耗問題，在進(jìn)行裝配或發(fā)生誤操作時(shí)沒有泄漏的危險(xiǎn)。運(yùn)用場(chǎng)圖像技術(shù)對(duì)腐蝕速度的測(cè)量是在管道、罐或容器壁上進(jìn)行的，其不需要用小探針或試片測(cè)試。敏感性和靈活性要比大多數(shù)非破壞性試驗(yàn)（NDT）好。此外場(chǎng)圖像技術(shù)還可以對(duì)不能觸及部位進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)，例如對(duì)具有輻射危害的核能發(fā)電廠設(shè)備的危險(xiǎn)區(qū)域裂紋的監(jiān)測(cè)等[22]，如圖2.8即為FSM技術(shù)所需要的部件以及其工作原理。

圖2.8 FSM 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖這種檢測(cè)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）具有高的檢測(cè)精度且檢測(cè)結(jié)果不受操作者的影響；（2）能夠用于檢測(cè)復(fù)雜的幾何體（彎頭、T-接頭、Y-接頭等），同時(shí)對(duì)于這些幾何體，采用FSM技術(shù)可大大的減少檢測(cè)的時(shí)間。對(duì)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，如果UT需要1～2小時(shí)，采用FSM技術(shù)則只需3～4分鐘；（3）由于具有遠(yuǎn)程檢測(cè)能力，就減少或消除了建腳手架的費(fèi)用；（4）對(duì)于一般腐蝕，其靈敏度高于剩余壁厚的0.5%，也就是說，實(shí)際的靈敏性隨著腐蝕的增加而提高，其靈敏度是UT的10倍，同時(shí)可重復(fù)性好；（5）不需要去掉涂層或保溫層，這樣就大大節(jié)省了檢測(cè)資金與時(shí)間。

 Fangji Gan <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263224115007009>[23]等發(fā)現(xiàn)場(chǎng)圖像技術(shù)測(cè)量點(diǎn)蝕的精度很低，于是他們分析了有限狀態(tài)腐蝕點(diǎn)蝕檢測(cè)精度的原因，發(fā)現(xiàn)不同尺寸、深度或位置的點(diǎn)蝕坑對(duì)相鄰電極對(duì)電位的影響不同。為此，他們提出了一種利用細(xì)分電阻網(wǎng)絡(luò)來評(píng)估點(diǎn)蝕的新方法，并進(jìn)行了驗(yàn)證。與傳統(tǒng)的場(chǎng)圖像技術(shù)方法相比，一個(gè)最重要的參數(shù)，即點(diǎn)蝕深度檢測(cè)精度，得到了顯著的改善。

FSM技術(shù)對(duì)于管道的腐蝕監(jiān)測(cè)非常有效，Nguyen N. Bich[24]等使用此技術(shù)對(duì)6in含硫氣體管道進(jìn)行了腐蝕監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，由于FSM技術(shù)及時(shí)監(jiān)測(cè)到了高腐蝕速率，切斷了管線的腐蝕段。臨近的沒有安裝監(jiān)測(cè)儀的區(qū)域，最深蝕孔達(dá)75mm/y。由此可知，通過連續(xù)注入緩蝕劑來緩解深的蝕孔的腐蝕是很困難的。FSM監(jiān)測(cè)有效的預(yù)防了酸性氣體在河水下的泄露。

 2.5 恒電量技術(shù)

 恒電量方法就是采用先進(jìn)的電子技術(shù)，將一已知量的電荷作為激勵(lì)信號(hào)，在極短的時(shí)間內(nèi)注入到電解池中，對(duì)所研究的金屬電極進(jìn)行擾動(dòng)，同時(shí)記錄電極極化電位隨時(shí)間的衰減曲線并加以分析，求得多個(gè)電化學(xué)參數(shù)。從本質(zhì)上看，恒電量法是一種斷電松弛技術(shù)，恒電量激勵(lì)下的暫態(tài)張弛過程中沒有外電流流過研究電極，測(cè)量過程被認(rèn)為是在沒有任何凈電流通過的開路條件下進(jìn)行的，所以不受溶液介質(zhì)電阻的影響。適合于在高阻介質(zhì)中的快速測(cè)量，這是常規(guī)的電化學(xué)方法難以做到的。它具有測(cè)量快速、擾動(dòng)微小、結(jié)果重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)[25]。采用這種方法可以快速測(cè)量和分析數(shù)據(jù)，并可以進(jìn)一步獲得完整的電極動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如圖2.9即為遠(yuǎn)程腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖。

圖2.9 遠(yuǎn)程腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖遠(yuǎn)程腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)與無線通信技術(shù)相結(jié)合，組成一個(gè)分布式數(shù)據(jù)采集與信息處理系統(tǒng)，成為環(huán)境腐蝕現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)積累工作與實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用基礎(chǔ)研究密切結(jié)合的有效手段，使得恒電量監(jiān)測(cè)法成為一種極具應(yīng)用潛力的腐蝕監(jiān)測(cè)方法。

王子天[26]研究了環(huán)氧富鋅/環(huán)氧煤瀝青涂層體系在原油罐底沉積液中失效過程的電化學(xué)阻抗譜（EIS）的演化過程，并研制改進(jìn)了有望用于罐底腐蝕監(jiān)測(cè)的恒電量腐蝕檢測(cè)儀。他采用模擬電解池進(jìn)行整機(jī)測(cè)試，結(jié)果表明測(cè)試數(shù)據(jù)在允許誤差范圍內(nèi)，能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)腐蝕檢測(cè)的要求。涂群章[27]等利用恒電量技術(shù)監(jiān)測(cè)了液壓系統(tǒng)油液的污染度，提出了基于微機(jī)的油液污染度監(jiān)測(cè)方案。說明恒電量技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)腐蝕監(jiān)測(cè)方面還是有很大潛力的。

3 目前海洋石油平臺(tái)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的主要問題

 當(dāng)前海洋平臺(tái)的監(jiān)測(cè)技術(shù)也存在著一部分問題，目前的腐蝕監(jiān)測(cè)手段僅僅在200m以上的海域應(yīng)用比較成熟，在200m以下水深的腐蝕判斷標(biāo)準(zhǔn)不明確、腐蝕環(huán)境數(shù)據(jù)匱乏等問題都造成了腐蝕監(jiān)測(cè)的不確定性。

 3.1 深海腐蝕環(huán)境數(shù)據(jù)的調(diào)查

目前我國對(duì)200m以下水深的腐蝕數(shù)據(jù)調(diào)查基本是空白，尚無完備的腐蝕環(huán)境資料。隨著從水深200m到1500m，腐蝕環(huán)境隨著溫度、鹽度、水流、海生物、壓力的不斷變化，腐蝕影響主要因素也不確定，這就需要進(jìn)行大規(guī)模的深海海洋腐蝕環(huán)境因素調(diào)查。當(dāng)前美國、巴西、印度等國都有相應(yīng)的調(diào)查數(shù)據(jù)。

 3.2 深海中的防腐蝕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

我國在尚無深海中鋼構(gòu)筑物的腐蝕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于陰極保護(hù)設(shè)計(jì)依然沿用淺海的腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。但是該標(biāo)準(zhǔn)的深海適用性問題尚無相應(yīng)的研究和文獻(xiàn)報(bào)道，由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性，國外海域的腐蝕標(biāo)準(zhǔn)是否適用于我國海域仍然未知。

4 結(jié)論與展望

電化學(xué)腐蝕監(jiān)測(cè)發(fā)展的方向是各種腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而共同推進(jìn)腐蝕監(jiān)測(cè)研究的快速發(fā)展。目前研究電化學(xué)腐蝕監(jiān)測(cè)的主要方向是將腐蝕監(jiān)測(cè)儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密的結(jié)合，與人工智能、大數(shù)據(jù)相結(jié)合。腐蝕監(jiān)測(cè)儀器的智能化是目前電化學(xué)腐蝕防護(hù)監(jiān)測(cè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 苗承武，盧綺敏。我國天然氣管道規(guī)劃及管道防腐蝕技術(shù)。全面腐蝕控制，2003,17（4）：1~5.

[2] 柯偉。中國腐蝕調(diào)查報(bào)告。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003:19~20.

[3] 盛長松，賈鵬林，王維宗。石油化工設(shè)備腐蝕的防護(hù)與監(jiān)測(cè)。石油化工腐蝕與防護(hù)，2005, 22（6）： 1~6.

 [4] 鄭立群。石油化工裝置腐蝕檢監(jiān)測(cè)。 石油化工腐蝕與防護(hù)，2001,18（6）： 61~64.

 [5] 周玉波，邵麗艷，李言濤等。腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。海洋科學(xué)，2005, 29（7）：77~80.

[6] S. Papavinasam, Chapter 67, 'Evaluation and selection of corrosion Inhibitors‘， in Uhlig's Corrosion Handbook, Ed. R.W. Revie, John Wiley and Sons, Inc., New York,2000.p. 1169. ISBN 0-471-15777-5.

 [7]Zhang X, Loveday D, Krebs A. Application of Electrochemical Techniques in the Corrosion Process of Rebar in the Concrete （I）[C]//CORROSION 2015. NACE International, 2015.

[8] 曹楚南。腐蝕電化學(xué)原理（第三版）。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008:156~159.

 [9] 丁元力，董澤華，周華林等。基于護(hù)環(huán)技術(shù)的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)研究。中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，2006,（22）5:15~18[10] 崔繼紅，蔡建平，賈成廠。鹽霧環(huán)境下高強(qiáng)度鋁合金的點(diǎn)蝕行為［J］。中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，2010，30（ 3） : 197 ～202.

[11] 周賢良，朱 敏，華小珍，等。 氧化皮對(duì) SS400 熱軋帶鋼耐蝕性的影響［J］。 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，2012，32（ 2） :109 ～ 114.

[12] 周和榮，揭敢新，趙 越，等。純鋁在SO2氣氛溶液中的腐蝕行為研究［J］。裝備環(huán)境工程，2013，10（ 2） : 4～8.

[13] Bertocci U, Huet F. Noise analysis applied to electrochemical systems[ J ] . Corrosion, 1995, 51（ 2） : 131~ 144

[14] Budevski E, Obretenov W , Bostanov W, S taikov G . Noise analysis in metal deposition- expectations and limits[ J] . Electro-chemical Acta, 1989, 34（ 8） : 1023~ 1029

[15] Lin H C. Cao C N . A study of electrochemical noise during pitting corrosion of iron in neutral solutions[ J] . Journal Chinese Society of Corrosion and Protection, 1986, 6（ 2） : 141（ 林海潮， 曹楚南。 孔蝕過程的電化學(xué)噪聲研究[ J] . 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)， 1986, 6（2） : 141~148）

[16] Benzaid. A, Gabrielli C, Huet F, et al. Investigation of the electrochem ical noise generated during a 42CD4 steel electrode[ J] . M aterials Science Forum, 1992, 111/ 112: 167~ 176

[17] Blanc G, Gabrielli C, Ksouri M , W iart R. Experimental study of the relationships between the electrochemical noise and the structure of the electrodeposits of metals[ J] . Electrochim Acta, 1978, 23: 337~ 340

[18] Pistorius P C. Design aspects of electrochemical noise measurements for uncoated metals: electrode size and sampling rate[ J] .Corrosion, 1997, 53（ 4） : 273~ 283.

    [19] Yang L, Sridhar N, Pensado O and Dunn DS （2002）， 'An In-Situ Galvanically Coupled Multielectrode Array Sensor for Localized Corrosion’， Corrosion, December, pp. 104-1014）

[20]Hou, Y., Aldrich, C., Lepkova, K., Suarez, L. M., & Kinsella, B. （2017, April 27）。 Application of Electrochemical Noise Technique to Monitor Carbon Steel Corrosion under Sand Deposit. NACE International.

    [21]Hou Y, Aldrich C, Lepkova K, et al. Monitoring of carbon steel corrosion by use of electrochemical noise and recurrence quantification analysis[J]. Corrosion Science, 2016, 112: 63-72.

    [22]Gan F, Tian G, Wan Z, et al. Investigation of pitting corrosion monitoring using field signature method[J]. Measurement, 2016, 82: 46-54.

    [23]李金剛， 林思建， 龍偉，等。 基于FSM無損檢測(cè)的金屬管道均勻腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)[J]. 表面技術(shù)， 2016, 45（3）：7-11.

    [24] Nguyen N. Bic and Eric Kubian, 'Corrosion Monitor as an Integral Component of an Effective Corrosion Management Program‘， 5th Internationall Pipeline Coference, 4-8 October 2004, Calgary, Canada, Paper IPC04-0582.

    [25]榮福鳳， 遲潔茹， 趙永韜。 恒電量智能腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J]. 現(xiàn)代儀器與醫(yī)療， 2008, 14（2）：43-45.

    [26] 王子天。原油罐底涂層失效過程的EIS研究及恒電量腐蝕檢測(cè)儀的研制[D].湖南大學(xué)，2011.

    [27] 涂群章，龔烈航。恒電量技術(shù)及其在油液污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2000,（09）：65-66+3-5.

    作者介紹：

    武俊偉，分別與2001和2014年獲得北京科技大學(xué)腐蝕與防護(hù)中心的本科和碩士學(xué)位，2009年于美國西弗吉尼亞大學(xué)獲得機(jī)械工程博士學(xué)位。多年來一直從事材料的腐蝕行為，高溫腐蝕與預(yù)防和表面處理等方面的研究。2010年加入哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院，開始了原位腐蝕探針的開發(fā)，主要包括有針對(duì)自然環(huán)境腐蝕用的電阻探針，和工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的電化學(xué)探針等，當(dāng)前有多篇文章發(fā)表，多項(xiàng)國家發(fā)明專利授權(quán)和申請(qǐng)。

 更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org

責(zé)任編輯：王妮

《中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事

投稿聯(lián)系：編輯部

電話：010-62313558-806

郵箱：fsfhzy666@163.com

中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方QQ群：140808414