偶国富等：温度和p值对20钢盐酸露点腐蚀行为的影响 ·1103· 腐蚀坑 00m 腐蚀坑合并 划痕 腐蚀坑 图620钢在不同温度下的试样表面微观形貌(pH值为2).(a,b)90℃：(c,d)110℃ Fig.6 Morphologies of 20 steel at different temperatures (pH value of 2):(a,b)9C:(e,d)110C 少.温度为110℃时，会在试样表面局部冷凝产生 性能的Clˉ会穿透钝化膜与20钢基体接触发生腐 少量的腐蚀性液滴，使试样表面局部产生较深的腐 蚀，在基体表面形成腐蚀坑，从而加速20"钢的溶 蚀坑.从微观形貌可以看出，温度从90增加到110 解.当H值较小时，HCl含量较高，电离度降低，腐 ℃时，随温度的升高，20钢表面出现腐蚀坑的倾向 蚀速率增长趋势变缓 增大，腐蚀程度减弱 2.0m 2.2pH值的影响 1.6 20钢腐蚀速率随HCl溶液pH值的变化如图7 所示.从图中可以看出，温度为70、90和110℃时， 20'钢的腐蚀速率均与HC溶液pH值负相关，随 0.8 90℃ HCl溶液pH值的增大，20"钢的腐蚀速率皆呈现降 低的趋势，90℃时，20钢的腐蚀速率随HCl溶液pH 0.4 70℃0 110℃口 值的变化最显著.以温度为90℃为例，HCI溶液pH 值从1增大到2时，腐蚀速率从1.73减少到1.15 HCl溶液plH值 mm·a1,降低了33.5%倍：HCl溶液pH值从2增大 图720钢在不同HC1溶液pH值下的腐蚀速率 到3时，在HCl溶液中，腐蚀速率从1.15减少到 Fig.7 Corrosion rate of 20*steel at different pH values of HCI solu- 0.45mma,降低了约61%倍，随HCl溶液pH值 tion 的增加，腐蚀速率的降低程度逐渐增加.HC溶液 温度为90℃，20"钢在不同HCl溶液pH值下的 电离产生H*和C,H主要作为去极化剂起作用， 试样表面宏观形貌如图8所示，从图中可以看出，试 通过析氢反应溶解腐蚀产物膜，随着溶液pH值的 样表面均覆盖明显的锈层，pH值为1时，试样的腐 减小，溶液酸性增强，析氢反应发生的速度加快，金 蚀最严重，随着H值的增大，腐蚀程度逐渐减弱. 属的溶解反应也相应加快，20°钢的腐蚀程度加剧. H值为1时，材料表面被腐蚀产物完全覆盖，无金 C~半径小，易被极化，极化离子具有较高的极性 属光泽，腐蚀产物呈褐色：pH值为2时，材料表面也 和渗透性能，在金属表面具有较高的吸附速率，强烈 被腐蚀产物完全覆盖，未观察到金属光泽，试样表面 促进金属离子的电子交换反应.随着HCl溶液pH 的腐蚀产物较疏松且呈灰色：H值为3时，材料表 值的减小，溶液的电导率随着溶液阻力的降低而升 面的腐蚀产物较少，可见微弱的金属光泽，试样表面 高，更多的Cˉ吸附在金属表面，具有较高穿透扩散 整体呈黑灰色，部分区域可见褐色腐蚀产物.偶国富等: 温度和 pH 值对 20# 钢盐酸露点腐蚀行为的影响 图 6 20# 钢在不同温度下的试样表面微观形貌( pH 值为 2) . ( a，b) 90 ℃ ; ( c，d) 110 ℃ Fig． 6 Morphologies of 20# steel at different temperatures ( pH value of 2) : ( a，b) 90 ℃ ; ( c，d) 110 ℃ 少． 温度为 110 ℃ 时，会在试样表面局部冷凝产生 少量的腐蚀性液滴，使试样表面局部产生较深的腐 蚀坑． 从微观形貌可以看出，温度从 90 增加到 110 ℃时，随温度的升高，20# 钢表面出现腐蚀坑的倾向 增大，腐蚀程度减弱． 2. 2 pH 值的影响 20# 钢腐蚀速率随 HCl 溶液 pH 值的变化如图 7 所示． 从图中可以看出，温度为 70、90 和 110 ℃ 时， 20# 钢的腐蚀速率均与 HCl 溶液 pH 值负相关，随 HCl 溶液 pH 值的增大，20# 钢的腐蚀速率皆呈现降 低的趋势，90 ℃时，20# 钢的腐蚀速率随 HCl 溶液 pH 值的变化最显著． 以温度为 90 ℃为例，HCl 溶液 pH 值从 1 增大到 2 时，腐蚀速率从 1. 73 减少到 1. 15 mm·a － 1，降低了 33. 5% 倍; HCl 溶液 pH 值从 2 增大 到 3 时，在 HCl 溶液中，腐蚀速率从 1. 15 减少到 0. 45 mm·a － 1，降低了约 61% 倍，随 HCl 溶液 pH 值 的增加，腐蚀速率的降低程度逐渐增加． HCl 溶液 电离产生 H + 和 Cl － ，H + 主要作为去极化剂起作用， 通过析氢反应溶解腐蚀产物膜，随着溶液 pH 值的 减小，溶液酸性增强，析氢反应发生的速度加快，金 属的溶解反应也相应加快，20# 钢的腐蚀程度加剧． Cl － 半径小，易被极化［16］，极化离子具有较高的极性 和渗透性能，在金属表面具有较高的吸附速率，强烈 促进金属离子的电子交换反应． 随着 HCl 溶液 pH 值的减小，溶液的电导率随着溶液阻力的降低而升 高，更多的 Cl － 吸附在金属表面，具有较高穿透扩散 性能的 Cl － 会穿透钝化膜与 20# 钢基体接触发生腐 蚀，在基体表面形成腐蚀坑，从而加速 20# 钢的溶 解． 当 pH 值较小时，HCl 含量较高，电离度降低，腐 蚀速率增长趋势变缓． 图 7 20# 钢在不同 HCl 溶液 pH 值下的腐蚀速率 Fig． 7 Corrosion rate of 20# steel at different pH values of HCl solu￾tion 温度为 90 ℃，20# 钢在不同 HCl 溶液 pH 值下的 试样表面宏观形貌如图 8 所示，从图中可以看出，试 样表面均覆盖明显的锈层，pH 值为 1 时，试样的腐 蚀最严重，随着 pH 值的增大，腐蚀程度逐渐减弱． pH 值为 1 时，材料表面被腐蚀产物完全覆盖，无金 属光泽，腐蚀产物呈褐色; pH 值为 2 时，材料表面也 被腐蚀产物完全覆盖，未观察到金属光泽，试样表面 的腐蚀产物较疏松且呈灰色; pH 值为 3 时，材料表 面的腐蚀产物较少，可见微弱的金属光泽，试样表面 整体呈黑灰色，部分区域可见褐色腐蚀产物． · 3011 ·