Q235钢在察尔汗盐湖卤水中电化学行为研究.pdfVIP

Q235钢在察尔汗盐湖卤水中的 电化学行为研究 董彩常张波胡艳丽黄桂桥 (钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所青岛266071) 摘要：本文研究7Q235钢在盐湖卤水中电化学行为随浸泡时间的变化规律．实验结果表明，卤水中Q235钢的腐 蚀行为受氧扩散控制，随着腐蚀的进行，铜表面逐渐生成微薄的腐蚀产物层。但由于卤水含盐量高，溶解氧少， 腐蚀产物层可有效增加氧扩散的阻力，减缓腐蚀的进行． 关键词：Q235钢盐湖卤水电化学腐蚀 青海察尔汗盐湖是我国最大、也是世界罕见的盐湖，面积在5000km2以上，储藏着极为丰 富的资源。盐湖矿产资源，尤其是液体(卤水)矿产资源的开发对振兴西部地区的经济有重要的 意义【1】。碳钢价格低廉、加工性能良好、产量大，是开发利用盐湖卤水资源最基本的结构材料。 然而盐湖卤水的腐蚀会破坏碳钢的使用，危及设施、设备的安全正常运行[2】．目前关于碳钢在 盐湖卤水中电化学行为的研究很少，随着经济建设发展和西部大开发项目的投入，碳钢的盐湖卤 水腐蚀会逐渐得到重视。 因此，本工作选择典型碳钢材料(Q235钢)，运用腐蚀电位测量、线性极化测量、交流阻抗 测量和动电位极化测量等电化学试验方法研究其在盐湖卤水中的电化学行为随浸泡时问的变化 规律。 1实验方法 1．1试验材料 试验材料为Q235钢，其化学成分见表1。试样由商用厚度为5mm的板材加工制成，采用环 氧树脂常温镶嵌，工作面积为lOmmX 10mm，固化后将试样用耐水砂纸依次水磨至1200#。样 品经丙酮擦洗，酒精脱水后用吹风机快速吹干待用．试验介质为察尔汗盐湖2群成矿池卤水，含 盐量32．5％，其组成及某些物理、化学参数见表2。试验过程中用恒温水浴锅控制恒温20(2。 表l Q235钢的化学成分(质量分数，％) 表2 卤水的组成及菜些物理、化学参数 1．2试验方法 l、腐蚀电位测量 Q235钢在卤水中自然腐蚀电位用UT39E型数字万用表测试，试验在3000ml烧杯中进行， 参比电极为饱和KCi甘汞电极。在浸泡当天，每隔--d,时测试一次，浸泡l天后，每天测试一 次，共测试80天． 2、电化学测试 电化学测试采用三电极体系，参比电极为饱和KCI甘汞电极，辅助电极为铂片，采用美国 AMETEK子公司Princeton Applied 行电化学测量，所用的测试软件为Powersuite电化学测试系统。线性极化扫描速率为10mV／min， 量在开路电位(Eoc)下完成，旌加振幅为10mV的正弦波信号，频率扫描范围为100kHz～10mHz， 3．21软件进行拟合； 试验周期：2h，ld，4d，8d，16d，32d，64d，阻抗数据分析采用ZsimpWin 化速率20mv／『miIl，试验周期：2h，1d，4d，8d，16d，32d。 2结果与讨论 2．1Q235钢在卤水中的浸泡试验 图1给出了Q235钢在盐湖卤水中自然腐蚀电位随时间的变化曲线，从图中可以看到，Q235 钢的腐蚀电位在浸泡刚开始的时候较正，这是因为试样在空气中放置了5天，表面并不是刚打磨 完的新鲜金属，在空气中产生一定的氧化作用，故其电位较正。随着浸泡的进行，腐蚀电位迅速 负移，腐蚀速度很快，大约经过3h后腐蚀电位负移至最大值．0．605VSCE左右，之后电位开始 逐渐正移，并在24h以后趋于稳定，其波动范围小于10mV，为．0．560VSCE左右，比其在海水 中的腐蚀电位偏正100 mV左右【3】。 ^∞ulS譬一．葛～基1，oq 图l Q235钢在盐湖卤水中自然腐蚀电位 实验过程中观察发现，Q235钢浸泡96h后表面开始出现少量肉眼可见的灰色铁锈，随着浸 泡时间的增加，灰色铁锈逐渐增多并将金属表面完全覆盖．在整个试验过程中，Q235钢表面没 有生成红色或褐色铁锈，并且其出现铁锈的时间也远远晚于在海水中．这是因为海水环境中【4，