Studies on the Construction Parameter of an Artificial Occluded Cell for In-situ Inspection of the Propagation Rate of Localized Corrosion

An artificial localized corrosion system is assembled and some parameters related to the localized corrosion in active dissolution state (i.e., non-passive state) have been studied. The results showed that the developed electrochemical system can satisfactorily imitate a naturally formed localized corrosion and the coupling current can indicate the maximum localized propagating rate. In this artificial system, the anodic dissolution reaction followed the auto-catalytic mechanism. The localized corrosion current density was dependent on the area ratio R of the cathode to the occluded anode. While R was equal to or more than 6, the coupling current reached at a maximum value and did not alter with the increase in R-value. Therefore, R=7 is chosen as one of these optimum parameters used in constructing the system, with which the biggest galvanic current might be obtained. In contrast, the thickness of the polymer filler separating the occluded anode area from the bulk electrolyte solution and the volume of the occluded anode area did not affect the corrosion current obviously. They might affect the response time to approach a steady state.

外部电位对蚀孔或裂缝扩展阶段闭塞区腐蚀行为的影响

采用恒电位模拟闭塞电池装置研究外部电位对局部腐蚀闭塞区的影响．在蚀孔或裂缝的扩展阶段，即当闭塞区溶液的ｐＨ值已经降到临界值以下时，外表面阴极极化使闭塞区电位负移，腐蚀率变小，闭塞区电位与外部电位呈线性关系，闭塞区腐蚀率与外部电位呈指数关系．对外表面施加阳极极化时，闭塞区的电位和腐蚀率不随极化电位而变化．闭塞区内外的电位差主要来自内外溶液的扩散电位差和离子的电迁移欧姆降．

阴极极化对碳钢局部腐蚀闭塞区化学和电化学状态的影响

采用模拟闭塞电池装置研究阴极保护对碳钢局部腐蚀扩展阶段闭塞区化学和电化学状态的影响 .对A3钢 NaCl水溶液体系 (pH =1 0 .0 0 ,t=50℃ )闭塞区进行阴极极化 ,结果表明 :Cl- 由闭塞区内向外电迁移 ,即闭塞区内Cl-浓度下降 ,pH值由 5.6迅速上升至 1 1以上 ,最终可达 1 2 .碳钢表面发生明显钝化 ,闭塞区的自腐蚀电位Ecorr正移 ,自腐蚀电流密度下降 ,局部腐蚀受到抑制 .

低碳钢在NaCl水溶液中闭塞区内化学状态的变化

用模拟闭塞电池恒电流实验研究了低碳钢(A3钢)在0.o1mo·L^(-1)NaCl溶液中闭塞区内化学状态的变化.对内试件通入阳极电流后,闭塞区内溶液pH值随时间的延长和电量的增加而迅速下降,当pH值约为6之后下降缓慢,pH值与电量的对数呈直线关系.CI^-向闭塞区内电迁移,每迁入Cl^-1 mol需要电量1.5～1.6F(法拉第),该关系不随时间长短和电流密度大小而变化.

中性介质中碳钢腐蚀沉积膜下局部腐蚀行为

设计了一种能够模拟垢下局部腐蚀自催化过程的闭塞电池,并用线性极化和电化学阻抗方法研究了闭塞阳极内电化学行为的变化。研究表明:垢层将加剧微区内的酸化自催化作用,pH值降低,Cl-浓集,闭塞区内外产生明显的耦合电流,内部保持活性阳极溶解,外部受到阴极保护。闭塞微区内阳极溶解受界面电荷传递的电化学过程控制。持续的闭塞效应,使垢层下微区内阳极溶解不断进行,并随偶合时间的延长基体金属界面反应电阻有所降低,阳极反应变得更为容易。

模拟闭塞电池法研究青铜病的发展过程

用模拟闭塞电池法、模拟闭塞溶液法和电化学方法研究了青铜病的发展过程。结果表明 ,青铜孔蚀闭塞区内 pH值随通电时间的延长而降低 ,最终可达 3 7;pH值与电荷对数呈线性关系 ,即 pH =6 5 5 - 1 82·lgQ ;阴离子发生浓集 ,阳极腐蚀速度增大 ;青铜中Sn优先溶解 ;由于Sn2 +的水解造成的金属表面pH值的失控和阴离子的竞争吸附 ,闭塞区内电极表面的腐蚀速率波动较大。

青铜在土壤中局部腐蚀过程的化学行为

用模拟闭塞电池法 (O C )对青铜文物在模拟土壤溶液 (0 0 2 8mol·L-1NaCl +0 0 1mol·L-1Na2 SO4+0 0 16mol·L-1NaHCO3 )中的腐蚀行为进行了研究 ,清楚地演示了青铜局部腐蚀过程中环境介质离子、阳极腐蚀产生的阳离子等物质的迁移、富集和沉积规律 ,得出铜的溶解因子 fCu随通电时间的变化关系 ,即从最初锡的溶解速度大于铜的溶解速度逐渐演变为铜的溶解速度大于锡的溶解速度 .闭塞区内的阳离子明显地向主体溶液中迁移 .

用模拟闭塞电池方法研究十二烷基硫酸根对不锈钢局部腐蚀的影响

采用模拟闭塞电池恒电流实验研究了 30 4不锈钢在 0 .5mol/LNaCl(pH =7)溶液中及在该溶液中添加不同浓度十二烷基硫酸钠 (C12 H2 5SO4Na)后局部腐蚀闭塞区内化学状态的变化 .结果表明 ,对内试件通入阳极电流后 ,随着时间的延长 ,闭塞区内的pH值下降 ,C12 H2 5SO-4离子基本上不影响闭塞区溶液pH值的变化 ,C12 H2 5SO-4离子与Cl-离子向闭塞区内竞争迁移 .当在主体溶液中添加 0 .0 1mol/LC12 H2 5SO4Na时 ,C12 H2 5SO-4离子能有效地阻止Cl-离子向闭塞区的迁移 ,闭塞区内Cl-离子增浓倍数降低 .闭塞区内C12 H2 5SO-4浓度随主体溶液中C12 H2 5SO-4离子浓度的增加而增大 .对含一定浓度C12 H2 5SO-4的主体溶液 ,C12 H2 5SO-4离子向闭塞区的迁移量随时间延长而增大 ,而迁移速率则随时间的延长而降低 .极化曲线测试结果表明十二烷基硫酸钠为阴极型缓蚀剂 。

铁器文物在含氯离子水溶液中局部腐蚀闭塞区化学状态的变化

用模拟闭塞电池恒电流实验研究了铁器文物在 3.5 %NaCl水溶液中局部腐蚀闭塞区内化学状态的变化 .对内试件通入阳极电流后 ,闭塞区内溶液pH值随通电时间延长和电流密度的增加而下降 ,pH值与电量的对数成正比 .Cl-向闭塞区内电迁移 ,迁移量和浓集倍数随时间和电流密度的增加而上升 .迁移量与电极上通过的电量呈线性关系 .

带锈铸铁在含Cl^-介质中闭塞区化学状态的研究

采用模拟闭塞电池恒电流法研究了带锈铸铁在 3 5 %NaCl水溶液中闭塞区化学状态的变化规律。对带锈铸铁试件通入阳极电流后 ,闭塞区内溶液 pH值随通电时间延长而缓慢下降。与此同时 ,Cl-向闭塞区内电迁移 ,迁移量和浓度随时间而线性增加。SEM结果表明 :随着通电时间的延长 ,带锈铸铁试样局部腐蚀程度增加。

阴极极化对局部腐蚀闭塞区化学和电化学状态的影响

采用恒电流模拟闭塞电池装置研究阴极保护对局部腐蚀扩展阶段闭塞区化学和电化学状态之影响。对lCr13和0Cr18Ni9不锈钢-0.5mol/L NaCl溶液体系,发现阴极极化均使闭塞区溶液的pH值从各自的临界pH以下上升到临界值以上;Cl^-闭塞区向外电迁移;闭塞区的电极电位负移,可从电位-pH图上的“腐蚀区”降至“免蚀区”。由此可解释阴极保护抑制蚀孔或裂纹扩展的机理。

模拟铁器文物恒电位脱氯控制电位的研究

采用模拟闭塞电池恒电位极化法研究了模拟铁器文物在碱性溶液脱氯过程中外电位对闭塞区内电化学状态的影响。实验结果表明,外电位对闭塞区内电极电位和闭塞区内外电极间电偶电流影响很大,氯离子迁出率也与外电位密切相关。恒电位脱氯控制电位选择范围的上限值对应于临界电位,下限值应保证闭塞区内电极电位正于析氢电位。

钨酸根对不锈钢局部腐蚀的作用

采用模拟闭塞电池恒电流实验研究了 30 4不锈钢在 0 5 (mol·L-1)NaCl(pH =7)溶液中及添加不同浓度钨酸钠后局部腐蚀闭塞区内化学状态的变化。结果表明 ,主体溶液中添加一定浓度的WO2 -4 离子后 ,随着时间的延长 ,闭塞区的 pH值下降明显减缓 ,Cl-离子浓集倍数降低。WO2 -4 离子与Cl-离子向闭塞区内竞争迁移。当添加的WO2 -4 离子浓度较低时 ,Cl-离子的电迁移量仍然随时间的延长而增加 ;WO2 -4 离子浓度达到一定值后 ,WO2 -4离子能有效地阻止Cl-离子向闭塞区的迁移 ,钨酸根浓度越高效果越显著。闭塞区内WO2 -4 离子浓度随主体溶液中WO2 -4 离子浓度的增加而增大。对一定浓度WO2 -4 的主体溶液 ,WO2 -4 离子向闭塞区的迁移量随时间延长而增大 。

局部腐蚀的保护电位与闭塞电池间的内在关系

采用模拟装置研究３０４不锈钢在０．５ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ溶液中缝（孔）内外间电流与闭塞腐蚀电池及外表面电位的关系。表明缝（孔）内外间电流的方向对闭塞区溶液是否酸化以及Ｃｌ－是否浓集起着决定作用。测得该体系缝内外间电流换向电位ＥＴ为－２６０～－２３０ｍＶ（ＳＣＥ），当外表面电位正于ＥＴ时，流向闭塞区的电流为阳极电流，缝内溶液ｐＨ值下降，Ｃｌ－浓集，产生自催化加速腐蚀效应。当外表面电位负于ＥＴ时，阴极电流流向闭塞区，缝内溶液的ｐＨ值增大到碱性，Ｃｌ－向外电迁移，腐蚀受到抑制。因而局部腐蚀的保护电位实质上是缝（孔）内外间电流换向电位。

1Cr13钢在氯化钠溶液中闭塞区的化学和电化学变化及加速腐蚀效应

利用模拟闭塞电池测出“1Cr3钢/Cl^-”体系闭塞区不同阶段的化学变化,并在不同阶段的模拟闭塞区溶液中测1Cr13钢的腐蚀串和极化曲线等,绘制出描述该体系闭塞电池腐蚀行为的实验电位/pH图。由“腐蚀率/pH”曲线和电位/pH图都表明该体系存在一个闭塞电池加速腐蚀的临界pH值。约为3.7。当闭塞区溶液的pH值降到临界值以下时,1Cr13钢孔底或缝尖的腐蚀率骤增。其原因是闭塞区内发生了“钝态/活态”转变,并开始放氢反应。

蚀孔、缝隙和裂缝内腐蚀的控制方法及研究进展

本文综述了缓蚀剂、电化学保护和合金元素三者对蚀孔、缝隙及裂缝内闭塞区腐蚀的影响，分析了局部腐蚀防止方法的作用机理。提出今后在研究和开发孔蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂等的控制技术时应首先考虑其对闭塞区的效应。

不锈钢局部腐蚀过程中的氢去极化反应研究

用恒电位失重法和Ｔａｆｅｌ外推法绘制了１Ｃｒ１３和０Ｃｒ１８Ｎｉ９两种不锈钢在各自模拟闭塞区溶液中的极化图，并叠加了外表面极化的影响．得到了闭塞电池在开路状态下以及在外表面极化作用下的放氢速度和腐蚀速度．进一步阐明闭塞电池加速腐蚀的原因是在临界ｐＨ值处发生了钝态／活态转变，从根本上改变了阳极过程，同时使内外电位差扩大，外表面的极化作用增大．

氨法脱硫浆液中304不锈钢闭塞电池模拟锈层的优选

构建了氨法脱硫浆液中304不锈钢局部腐蚀发展的闭塞电池模型。通过综合闭塞区离子迁移量、溶液pH和内电极腐蚀速率等对模型中模拟锈层的关键因素进行优选,最终确定最优模拟锈层。结果表明:最优模拟锈层是以滤纸为载体,以混氧化铁与硫酸钙质量比9∶1的混合物为负载物,以0.5%(质量分数)的琼脂溶液为固定成型剂,采用该锈层的闭塞电池模型可较好地模拟局部腐蚀发展过程。

含卤体系不锈钢局部腐蚀发展研究的闭塞电池模型构建

针对目前通过构建闭塞电池模型仅能对单一含卤体系不锈钢局部腐蚀展开研究的现状,构建氟氯离子共存体系中304不锈钢局部腐蚀发展的闭塞电池模型,通过单因素和正交实验分别确定模型的工作条件及主要影响参数,结合闭塞区pH值、离子迁移量、腐蚀电流和腐蚀速率对模型可用性进行验证。结果表明:构建的烟道气氨法脱硫浆液中304不锈钢局部腐蚀发展闭塞电池模型较好的工作环境为外加电压0.8 V、溶液温度50℃,模型本身的最佳影响参数组合为内溶液体积与阳极暴露面积比59、阴阳极暴露面积比10、模拟锈层厚度3 mm,该模型在含不同浓度氟氯离子的介质中均具有较好的可用性。

喹啉衍生物缓蚀剂对油管钢材在模拟溶液闭塞区中的腐蚀研究

采用模拟闭塞电池装置研究了油管钢材(N80钢)在Na_2S+NaCl介质中添加喹啉衍生物缓蚀剂后闭塞区内化学状态的变化,利用动电位扫描法、交流阻抗(EIS)和SEM技术分析了N80钢局部腐蚀的阴极、阳极腐蚀机理,以及Cl-和S2-对N80钢的腐蚀影响状况.结果表明,在2%Na2S+5%NaCl、2%Na_2S+8%NaCl、2%Na_2S+10%NaCl3种溶液体系中,闭塞电池阳极极化后,闭塞区溶液酸化,其pH值急剧下降.Cl-和S2-的迁入量增加,并在闭塞区内浓集.当添加喹啉缓蚀剂后,缓蚀剂能够通过降低阴离子Cl^-、S2^-在闭塞区内富集,降低酸化速度,加入0.8%喹啉缓蚀剂,可使闭塞区内的缓蚀效率达到82%.