·1078 北京科技大学学报 第36卷 对交流腐蚀现象的解释各有局限性，未能达成一致， 号发生器对试样施加同上的正弦波信号，函数信号 同时交流腐蚀的判断指标也未统一，这使得对交流 发生器的正极接试样，负极接石墨电极，实验示意图 腐蚀进行准确预测及合理评价变得尤为困难.因而 见图2.实验结束后，取出试样去除腐蚀产物，乙醇 对交流腐蚀研究领域进行广泛而深入的基础研究具 和去离子水清洗，冷风吹干，放入干燥皿中，称重，计 有重要的现实意义和理论价值. 算其腐蚀速率.采用Quanta250型扫描电镜对去除 CO号ˉ/HCO溶液是一种典型的高pH值环境 腐蚀产物后的试样进行腐蚀微观形貌观察. 体系，管道经常处于这种环境介质中并发生腐蚀，故 开关 交流腐蚀可能发生在这种介质中，因而本文选用该 变阻器 介质进行研究 保险丝 本文通过极化曲线测试及浸泡实验研究不同交 电 流电流密度对X65钢在CO?HC0;溶液中腐蚀行 MN 为的影响，并结合其影响规律和腐蚀形貌观察对交 流腐蚀机理进行了初步探讨. 1实验方法 参比电极 实验材料采用国产X65管线钢，取自实际运行 管道.X65钢的组织主要由铁素体和珠光体组成， 溶被 主要化学成分（质量分数）为：C0.08%,Si0.22%, 图1测试系统示意图 Mn1.62%,P0.011%,S0.001%,Ni0.02%,Cr Fig.I Schematic diagram of the test system 0.02%,Nb0.04%,Mo0.004%,V0.02%.实验溶 液介质0.5molL-1Na,C03+0.75mol·L-1NaHC03, pH9.32.电化学试样尺寸为10mm×10mm×3 mm,浸泡实验试样尺寸为20mm×20mm×3mm,背 面点焊引出C导线，并用环氧树脂包封.实验前， 试样用SiC水砂纸从60逐级打磨至1500，依次用 无水乙醇和去离子水清洗，吹干待用.其中浸泡实 验开始前对试样进行称重.为避免温度因素的影 试样 石 响，采用恒温水浴锅控制实验温度为25℃ 采用PARSTAT.2273电化学测试系统测试X65 钢的极化曲线.实验采用三电极体系，工作电极为 X65钢试样（工作电极面积为1cm),辅助电极为铂 图2浸泡实验示意图 片，参比电极为饱和甘汞电极(SCE).测试时首先 Fig.2 Schematic diagram of immersion test 将工作电极在-1.0V下预极化3min,以去除电极 表面在空气中形成的氧化膜，然后将工作电极在溶 2 实验结果 液中静置1h后以1mV·s-的扫描速率进行动电位 2.1极化曲线 极化实验，扫描范围为-1.0~1.5V.极化曲线测 图3为不同交流电流密度作用下X65钢的极 试的实验装置如图1，通过外电路的AT1645-3函数 化曲线.从图3可知，交流电流密度对阳极极化曲 信号发生器对试样施加不同的交流电流密度(0、 线的影响较大，对阴极极化曲线的影响相对较小. 30、50、100、150、200和275A·m-2),频率为50Hz的 随交流电流密度的增加，钝化区宽度明显变窄，点蚀 正弦波信号.实验时通过调节图2中的滑动变阻 击破电位负移，维钝电流密度增大，其拟合值见表 器，准确控制实验所需的电流值，外电路的正极接试 1.从表1中可知：在低交流电流密度下(<100A· 样，负极接石墨电极，其中500uF电容防止电化学 m2),维钝电流密度略增大：在高交流电流密度下 测试系统对交流电源的干扰，4.2H电感以防止交 （≥100A·m-2),维钝电流密度快速增大.这说明交 流电对电化学测试系统产生干扰. 流电流密度对X65钢在COˉ/HCO?溶液中形成的 浸泡实验时间为48h,采用AT1645-3函数信 钝化膜具有一定的破坏作用，使生成的钝化膜保护北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 对交流腐蚀现象的解释各有局限性，未能达成一致， 同时交流腐蚀的判断指标也未统一，这使得对交流 腐蚀进行准确预测及合理评价变得尤为困难． 因而 对交流腐蚀研究领域进行广泛而深入的基础研究具 有重要的现实意义和理论价值． CO2 － 3 /HCO － 3 溶液是一种典型的高 pH 值环境 体系，管道经常处于这种环境介质中并发生腐蚀，故 交流腐蚀可能发生在这种介质中，因而本文选用该 介质进行研究． 本文通过极化曲线测试及浸泡实验研究不同交 流电流密度对 X65 钢在 CO2 － 3 /HCO － 3 溶液中腐蚀行 为的影响，并结合其影响规律和腐蚀形貌观察对交 流腐蚀机理进行了初步探讨． 1 实验方法 实验材料采用国产 X65 管线钢，取自实际运行 管道． X65 钢的组织主要由铁素体和珠光体组成， 主要化学成分( 质量分数) 为: C 0. 08% ，Si 0. 22% ， Mn 1. 62% ，P 0. 011% ，S 0. 001% ，Ni 0. 02% ，Cr 0. 02% ，Nb 0. 04% ，Mo 0. 004% ，V 0. 02% ． 实验溶 液介质 0. 5 mol·L － 1 Na2 CO3 + 0. 75 mol·L － 1 NaHCO3， pH 9. 32． 电化学 试 样 尺 寸 为 10 mm × 10 mm × 3 mm，浸泡实验试样尺寸为 20 mm × 20 mm × 3 mm，背 面点焊引出 Cu 导线，并用环氧树脂包封． 实验前， 试样用 SiC 水砂纸从 60# 逐级打磨至 1500# ，依次用 无水乙醇和去离子水清洗，吹干待用． 其中浸泡实 验开始前对试样进行称重． 为避免温度因素的影 响，采用恒温水浴锅控制实验温度为 25 ℃ ． 采用 PAＲSTAT2273 电化学测试系统测试 X65 钢的极化曲线． 实验采用三电极体系，工作电极为 X65 钢试样( 工作电极面积为 1 cm2 ) ，辅助电极为铂 片，参比电极为饱和甘汞电极( SCE) ． 测试时首先 将工作电极在 － 1. 0 V 下预极化 3 min，以去除电极 表面在空气中形成的氧化膜，然后将工作电极在溶 液中静置 1 h 后以 1 mV·s － 1的扫描速率进行动电位 极化实验，扫描范围为 － 1. 0 ～ 1. 5 V． 极化曲线测 试的实验装置如图 1，通过外电路的 AT1645--3 函数 信号发生器对试样施加不同的交流电流密度( 0、 30、50、100、150、200 和275 A·m － 2 ) ，频率为50 Hz 的 正弦波信号． 实验时通过调节图 2 中的滑动变阻 器，准确控制实验所需的电流值，外电路的正极接试 样，负极接石墨电极，其中 500 μF 电容防止电化学 测试系统对交流电源的干扰，4. 2 H 电感以防止交 流电对电化学测试系统产生干扰． 浸泡实验时间为 48 h，采用 AT1645--3 函数信 号发生器对试样施加同上的正弦波信号，函数信号 发生器的正极接试样，负极接石墨电极，实验示意图 见图 2． 实验结束后，取出试样去除腐蚀产物，乙醇 和去离子水清洗，冷风吹干，放入干燥皿中，称重，计 算其腐蚀速率． 采用 Quanta250 型扫描电镜对去除 腐蚀产物后的试样进行腐蚀微观形貌观察． 图 1 测试系统示意图 Fig． 1 Schematic diagram of the test system 图 2 浸泡实验示意图 Fig． 2 Schematic diagram of immersion test 2 实验结果 2. 1 极化曲线 图 3 为不同交流电流密度作用下 X65 钢的极 化曲线． 从图 3 可知，交流电流密度对阳极极化曲 线的影响较大，对阴极极化曲线的影响相对较小． 随交流电流密度的增加，钝化区宽度明显变窄，点蚀 击破电位负移，维钝电流密度增大，其拟合值见表 1． 从表 1 中可知: 在低交流电流密度下( ＜ 100 A· m － 2 ) ，维钝电流密度略增大; 在高交流电流密度下 ( ≥100 A·m － 2 ) ，维钝电流密度快速增大． 这说明交 流电流密度对 X65 钢在 CO2 － 3 /HCO － 3 溶液中形成的 钝化膜具有一定的破坏作用，使生成的钝化膜保护 · 8701 ·