Vol.28 No.I 李君等：pH值对Q235碳钢与304L不锈钢在典型含琥环境中电偶腐蚀行为的影响 ·53· 极体系，待研究试样为工作电极，饱和甘汞电极为 参比电极，洁净铂片为辅助电极 2实验结果 ZRA测量使用ZRA-2电偶腐蚀测量仪，采 2.1极化曲线测量 用三电极体系，304L和Q235分别作为工作电极 从图1可以看出，含0.01molL1的s2-溶 1和2，洁净的铂片作为参比电极.选择1：1,2：1 液中，pH=4和7时Q235钢的自腐蚀电位Eom 和10：1三种不同的阴阳极面积比参数.电偶对 分别为-815和-786mV,二者电位非常接近； 在所选实验介质中静置20min以后开始测量，得 pH=13.3时，Eom=-935mV,出现明显下降. 到304L和Q235试样的自腐蚀电位EK1和EK2以PH值的变化对Q235电流密度影响巨大，pH=4 及电偶电位E,和电偶电流Ig: 时Q235的电流密度比pH=7和13.3时的相应 浸泡实验每组有三对平行样，其阴阳极面积 值大1~3个数量级.在三种实验溶液中，304L 比分别为1：1,2：1和10：1，Q235试片与304L试 的电流密度也呈现类似趋势，但pH=4时电流密 片之间通过自制电偶对夹具实现电接触，同时进 度比pH=7和13.3时的相应值大1个数量级. 行两种钢的自腐蚀浸泡实验.实验过程中监测溶 304L的自腐蚀电位值随着pH值的变化较小.在 液的pH值变化.浸泡取样周期为5,10和15d, 三种不同pH值的溶液中，304L的极化曲线在 浸泡试样除锈后经丙酮擦拭后吹干，置于干燥器 -300mV~+100mV内出现钝化区，而后随着 中24h后称重，计算腐蚀速率.用SEM观察试样 电位的升高电流密度明显增大 的表面形貌 200斤 400r (a) --Q235,plH=4 (b) -Q235,pH-7 200 304L,pH=4 一Q235,pH13.3 -200 0 …304L,pHa7 一-304LpH=13.3 -400 -20 -600 9-400 -800 -】000 -800 -1200 -1000 -1401-098方6内43之寸0 -12005 43-2-1 lgli/(A.cm】 lg[mAcm】 图1(aQ235和(b)304L的动电位极化曲线围 Fig.I Potentiodynamic curves of (a)Q235 and (b)304L 2.2ZRA测量 中，电偶电流均随着时间的延长而逐渐降低，并且 实验连续监测了三种pH值溶液中Q235钢 随着时间的延长降低幅度减小直至趋于稳定.在 和304L的自腐蚀电位值在48h内的变化.结果 面积比一定时，pH=4的溶液中的电偶电流分别 表明：pH=7和13.3时，随时间延长，Q235的自 比pH=7和13.3溶液中相应值高2和3个数量 腐蚀电位逐渐升高，304L的相应值逐渐降低；但 级 pH=4时，随着时间的延长，Q235和304L的自 2.3浸泡实验 腐蚀电位均逐渐降低.48h后相同面积比的 计算得到的腐蚀速率如图3.由图3(a)可以 Q235钢和304L电偶对的自腐蚀电位值均随着 看出，随着溶液pH值的升高，Q235-304L电偶对 pH值的降低而逐渐降低，pH=13.3时电偶电位 中Q235钢的腐蚀速率迅速降低，在pH=4的溶 在48h内基本达到稳定，而在pH=4和7时，电 液中面积比为10：1的试样其腐蚀速率为128.6g 偶电位值48h内并未稳定，而是随时间延长发生 ·dm2.a1,而pH=7和13.3的溶液中的相应值 较大的改变.总体而言，在相同pH值的溶液中， 分别为23.90gdm2.a1和13.20gdm2.a1 电偶电位随着阴阳极面积比的增大而逐渐负移， 304L也呈现类似规律，但腐蚀速率比Q235的相 由图2看出，在pH值一定时，电偶电流随阴 应值低1个数量级以上， 阳极面积比的增大而逐渐增大.在三种pH溶液V o l . 2 8 N o . 1 李君等 : p H 值对 Q 2 35 碳铜与 3 04 L 不锈铜在典型含硫环境中电偶 腐蚀行为的影响 极 体系 , 待研究试 样为工 作电极 , 饱和甘 汞 电极 为 参比 电极 , 洁净铂 片为辅助 电极 . z R A 测量 使用 z R A 一 2 电偶 腐蚀 测 量仪 , 采 用三 电极体 系 , 3 04 L 和 2Q 35 分 别作为 工作 电极 1 和 2 , 洁 净的铂 片作为 参 比电极 . 选择 1 : 1 , 2 : 1 和 1 0 : 1 三 种不 同 的 阴 阳极 面积 比参数 . 电偶对 在所选实验介质中静置 20 m in 以后开 始测量 , 得 到 30 4 L 和 2Q 35 试样的 自腐蚀 电位 E K I和 E KZ 以 及 电偶 电位 E , 和 电偶 电流 I 。 . 浸泡实验 每组 有三 对 平 行 样 , 其阴阳 极 面 积 比分别为 1 : 1 , 2 : 1 和 1 0 : 1 , 2Q 3 5 试 片 与 3 0 4 L 试 片之 间通 过 自制电偶对夹具 实现 电接触 , 同时 进 行两 种钢的 自腐蚀浸 泡 实验 . 实验过程 中监测 溶 液 的 p H 值变化 . 浸 泡取样周期为 5 , 10 和 15 d, 浸泡试 样除锈 后经丙 酮 擦拭 后 吹干 , 置 于干 燥器 中 2 4 h 后称重 , 计算腐蚀速率 . 用 SE M 观察试样 的表面形 貌 . 2 实验结果 2 . 1 极化 曲线测且 从图 1 可 以看 出 , 含 0 . 01 m ol · L 一 ` 的 矛 一 溶 液 中 , p H = 4 和 7 时 2Q 35 钢的 自腐蚀 电位 E ~ 分 别为 一 8巧 和 一 78 6 m V , 二 者 电 位 非常接近 ; p H 二 1 3 . 3 时 , E 。 。 r = 一 9 3 5 m v , 出现 明显 下 降 . p H 值的变化对 2Q 35 电流密度影 响巨大 , p H = 4 时 2Q 35 的 电流密度 比 p H 二 7 和 13 . 3 时 的相应 值大 1 一 3 个 数量 级 . 在三 种 实验 溶 液 中 , 3 04 L 的电流 密度也 呈现类似趋 势 , 但 p H = 4 时 电流 密 度比 p H = 7 和 13 . 3 时的 相 应 值 大 1 个 数量级 . 30 4 L 的 自腐蚀 电位值随着 p H 值的变化较 小 . 在 三种不 同 p H 值的溶 液 中 , 3 04 L 的极 化 曲线在 一 3 0 0 m V 一 + 10 0 m V 内 出现 钝 化 区 , 而 后 随着 电位的升高 电流 密度明显增大 . 一 Q23 5, p H科 了一 Q2 3 5 , P H = 7 4o 2 0 而卜 2Q 3 5 , PH 13 3 广 l I 一产 尹产杯劣 . ù一 卜weL|,l七|卜卜|lLe 00 0 囚卿 砚闷-68 5 sAAē叫 佗-468 000 目口5之闰>5 一 1 创刃 一 1 2 0 一 1 《兀旧 一 , 4胆汀城不才龙下才戈月犷穿仗厂才肯飞 一 , 2-0 岁一花坏一方一戈厂气年一节 19【i(/ A · e m 一 2 ) ] gl Ii(/ m A · e m 一 2 ) ] 图 l 〔 a }2Q 3` 和 ( b ) 3 o 4 L 的动电位极化曲线图 F lg . 1 P o t e n t通回 y l a l 亘c e u r 甲吧含 o f 《 a ) 2Q 3 5 助 d ( b ) 3 04 L 2 · 2 Z R A 测t 实验连续监 测 了三 种 p H 值溶液中 2Q 35 钢 和 3 O4 L 的自腐蚀 电位值在 48 h 内的变化 . 结果 表明 : p H = 7 和 13 . 3 时 , 随 时间延 长 , 2Q 35 的 自 腐蚀 电位逐渐升高 , 3 0 4 L 的 相应 值逐 渐降低 ; 但 p H 二 4 时 , 随 着时 间的延 长 , 2Q 35 和 30 4 L 的 自 腐蚀 电位均 逐 渐 降 低 . 48 h 后 相 同 面 积 比 的 2Q 35 钢和 3O4 L 电偶 对 的 自腐 蚀 电 位值均 随 着 p H 值的降低而逐 渐 降低 , p H 二 13 . 3 时 电偶电位 在 4 8 h 内基本达到稳 定 , 而 在 p H = 4 和 7 时 , 电 偶电位值 4 8 h 内并未 稳定 , 而是随 时间延 长发 生 较大的改变 . 总 体而 言 , 在 相同 p H 值的溶液 中 , 电偶 电位随着 阴阳极面积 比 的增大而逐 渐负移 , 由图 2 看出 , 在 p H 值一 定时 , 电偶 电流 随 阴 阳极面积 比 的增大而 逐 渐增 大 . 在三 种 p H 溶 液 中 , 电偶 电流均 随 着时 间的延长而 逐渐降低 , 并且 随着时 间 的延长降低幅度减小直至趋 于稳 定 . 在 面积 比一定 时 , p H 二 4 的溶液 中的 电偶 电流 分别 比 p H 二 7 和 13 . 3 溶液中相应值高 2 和 3 个数 量 级 . .2 3 浸泡实验 计算得到 的腐蚀速率 如 图 3 . 由图 3 ( a) 可 以 看出 , 随 着溶液 p H 值的升高 , 2Q 35 一3 04 L 电偶对 中 2Q 3 5 钢的腐蚀速率迅速降低 , 在 p H = 4 的 溶 液 中面 积 比为 10 “ 1 的试样其腐蚀速率为 1 28 . 6 9 · d m 一 ’ · a 一 ` , 而 p H 二 7 和 13 . 3 的溶液中的相应值 分别为 2 3 . 9 0 9 · d m 一 2 · a 一 `和 13 . 2 0 9 · d m 一 2 · 。 一 ’ . 3 O4 L 也呈现 类似规 律 , 但腐蚀速率 比 2Q 35 的相 应值低 1 个数量级 以上