青島鋼研納克檢測防護技術有限公司
鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所
本文應用陣列電極技術,分別測量了面積不同的碳鋼電極在3.5%NaCl溶液中的電流分布。通過對比實驗結果,研究了碳鋼在水線區的腐蝕機理。
小面積陣列電極由Q235碳鋼絲(Ф=1.6mm)組成11×11矩陣形狀(彼此間隔1mm),半浸于NaCl溶液中,溶液凹液面位于第3行中間處(頂端為第1行)。大面積陣列電極由1×1cm正方形鐵片組成6×20的矩陣形狀(彼此間隔1cm),半浸于NaCl溶液中,溶液凹液面位于第5行中間處。
大、小電極的腐蝕過程均表現出了氧濃差電池的特點,如陰極均在水線附近;水線下金屬腐蝕均由水線下向水線處發展,表現為陰極上移等。但由于電極尺寸及水線上薄液膜厚度的不同,導致兩電極的電流分布變化過程明顯不同。主要區別有:1、小電極腐蝕速率遠大于大電極,小電極腐蝕速率隨著水線上薄液膜生長不斷增加,而大電極腐蝕速率處更換電解液后短暫增加外,其他時間均穩定在較低水平。2、小電極在腐蝕穩定階段的主要陰極反應區域由水線處變為水線上,而大電極在整個實驗階段的主要陰極反應區域始終位于水線處。導致上述不同的主要原因是,小電極水線上有一定厚度的薄液膜與水線下電解液導通,構成整個氧濃差電池,而大電極水線上未形成有效厚度的薄液膜,因此水線上電極不參與氧濃差電池的反應。這同時說明水線加速腐蝕的主要原因是水線上形成了一定厚度的薄液膜。
下圖分別為小、大電極在整個實驗階段各單行的平均電流密度。自水線向下,陽極電流隨深度變化呈現一定規律。小電極為由水線向下,陽極電流先增大至第6行,后逐漸減小。大電極為由水線向下,陽極電流先增大至第13行,后略有減小。水線下腐蝕速率極值距水線的距離分別為7.8mm和17cm,位于各自腐蝕區(水線以下成為腐蝕區)的4/9和9/16處。據此規律,我們認為水線下陽極電流分布跟水線下電極尺寸有關,浸入水下的電極越長,陽極電流極值的位置距離液面越遠,但接近于腐蝕區的1/2處。

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