304不銹鋼脈沖電流陰極保護(hù)規(guī)律的研究.pdf

1、本文采用方波脈沖電流陰極保護(hù)方法(Square Wave Pulse Current CathodicProtection，SWPCCP)對(duì)在含氯離子環(huán)境中的304不銹鋼進(jìn)行陰極保護(hù)試驗(yàn)研究，并和傳統(tǒng)的直流陰極保護(hù)方法(Direct Current Cathodic Protection，DCCP)進(jìn)行了比較。
　　 文中采用電化學(xué)動(dòng)電位測(cè)試方法和腐蝕失重試驗(yàn)確定了304不銹鋼在3.5％氯化鈉溶液中的陰極保護(hù)參數(shù)和保護(hù)效率。通過

2、三因素三水平的正交試驗(yàn)對(duì)方波脈沖電流的三個(gè)主要參數(shù)(脈沖頻率f、占空比P和平均電流I)進(jìn)行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，采用模擬管線試驗(yàn)體系對(duì)脈沖電流陰極保護(hù)的規(guī)律進(jìn)行了研究，采用電化學(xué)充放氫的方法對(duì)方波脈沖和直流陰極保護(hù)下304不銹鋼吸氫的敏感性進(jìn)行了研究。采用計(jì)時(shí)電位法、EIS、SEM、XPS對(duì)方波脈沖電流陰極保護(hù)的機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 電化學(xué)動(dòng)電位試驗(yàn)和腐蝕失重試驗(yàn)結(jié)果表明304不銹鋼在3.5％氯化鈉溶液中(30～90℃)達(dá)到0.

3、1mm.a-1耐蝕標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，陰極保護(hù)的最小保護(hù)電位為(Ec-200)mV，此時(shí)所需的最小保護(hù)電流密度為5.89×10-2mA·cm-2。在98.34％保護(hù)度條件下(對(duì)應(yīng)于0.085mm·a-1的腐蝕速度)，方波脈沖電流陰極保護(hù)(f=2000Hz，P=20％)能量消耗為6.29×10-5W，而直流陰極保護(hù)則高達(dá)2.387×10-4w，兩者相差接近4倍，說明方波脈沖電流陰極保護(hù)所需的能量消耗明顯低于直流保護(hù)。同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果也表明達(dá)到相同保護(hù)度條

4、件下，方波脈沖電流陰極保護(hù)所需極化值(△φ)小于直流陰極保護(hù)。
　　 正交試驗(yàn)結(jié)果表明方波脈沖電流陰極保護(hù)的最優(yōu)參數(shù)為f=2000Hz，P=40％，I越大，則保護(hù)效果越好。但是綜合耗能因素，在保護(hù)電位范圍以內(nèi)以設(shè)備整體能達(dá)到預(yù)期保護(hù)效果的前提下，選用較低的極化電流是經(jīng)濟(jì)的選擇。
　　 模擬管線陰極保護(hù)試驗(yàn)表明隨著方波脈沖電流頻率和平均電流的增加，陰極電位分布曲線負(fù)移，最小保護(hù)半徑(rmin)增大，其中平均電流的作用最為明

5、顯。隨著占空比的增加，最小保護(hù)半徑先增大后減小。當(dāng)方波脈沖電流參數(shù)為f=1000Hz、P=40％、I＝8mA時(shí)，最小保護(hù)半徑是同樣電流條件下直流陰極保護(hù)的2.5倍。脈沖電流陰極保護(hù)具有延長(zhǎng)保護(hù)半徑，均勻電位分布，節(jié)能和簡(jiǎn)化保護(hù)體系等優(yōu)點(diǎn)。
　　 電化學(xué)充放氫試驗(yàn)結(jié)果表明方波脈沖電流陰極保護(hù)較直流陰極保護(hù)可降低析氫的危險(xiǎn)性，且頻率越低，這種危險(xiǎn)性越小。氫吸收濃度CH和庫(kù)侖效率η隨著方波脈沖頻率的增加而增加。
　　 計(jì)時(shí)電位