关于低合金结构钢耐海水腐蚀性能评定——线性极化技术应用

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1980.02.021 北京钢铁学院学报 1980年第2期 关于低合金结构钢耐海水腐蚀性能评定 一线性极化技术应用一一 金属高烛与保护教研室吴蔗瓶杨德钧吴继助 摘 要 采用线性极化技术对几种不同用途的耐海水腐蚀低合金新钢种进行了测量和部 选。讨论了化学成分、工艺因素和热处理条件对腐蚀性能的影响。线性极化技术的 测量结果与外海掛片数据有戛好的相关性。试验结果表明，局部腐蚀指数8可以作 为定性部定低合金钢/海水体系局部腐蚀性能的一种方法。 一、引 言 在腐蚀科学中，为了研究腐蚀过程动力学和腐蚀机理，往往需要测定某些腐蚀参数，如 腐蚀电流密度（通过法拉弟定律可换算成腐蚀速度）、腐蚀电位、塔菲尔常数以及双电层电 容等。腐蚀电位固然有其重要的物理意义，但它並不反映腐蚀的动力学过程。挂片失重法、 溶液分析法、量气法、超声测厚法及电阻法等技术虽然有其适用的范围和优点，但这些方法 都是测量一定时间间隔中腐蚀量积累的平均值，因而不能快速灵敏地测定腐蚀速度，並且试 验周期冗长，操作比较麻烦。基于电化学本质的腐蚀过程，由于同一金属上的阳极点和阴极 点是不可分离的，因此就不可能用电流表直接测量它们中间流过的腐蚀电流。将阳极和阴极 极化曲线上的塔菲尔线性段外延到腐蚀电位测定腐蚀速度的方法，由于很大的极化严重干扰 了腐蚀体系，並且由于各种原因常常改变极化曲线的形状，使这种方法的定量准确性衣差。 这些都使研究新型耐蚀合金，解决金属的腐蚀防护问题受到一定限制和妨得。长期以来腐蚀 工作者就努力寻找能快速灵敏、准确可靠而连续地测定瞬时腐蚀速度的电化学方法，极化阻 力技术的发展正是长期大量努力的结果。 本文系根据极化阻力技术的理论和测量方法着重于用线性极化技术评定低合金结构钢在 海水中的耐腐蚀性能，研究稀土元素和其他合金元素以及热处理条件和加工状态等对低合金 钢耐海水腐蚀性能的影响，並且对线性极化技术用于评定耐局部腐蚀性能的可能性进行了初 步探讨和试验。 92

北 京 钥 铁 学 院 学 报 年 第 期 关于低合金结构钢耐海水腐蚀性能评定 — 线 性 极 化 技 术 应 用 一 金一腐蚀与保护教研室 吴蓄 顺 杨德钧 吴 继 勋 摘 要 采 用 线性极化技 术对几 种不 同用 途 的耐海水腐蚀 低合 金新钢种进 行 了测 量 和 舒 选 。 讨论 了化 学成分 、 工 艺 因素 和 热处理 条件对 腐蚀 性 能 的影 响 。 线性极化 技 术 的 测 量结果 与外海 褂片数据有 夏 好 的相 关 性 。 试 验 结果表明 ， 局部腐蚀 指数 各可 以作 为定性舒定低合 金钢 海水体 系局部腐蚀 性 能的一 种 方 法 。 引 、 甲 ，口 口 在腐蚀科 学 中 ， 为了研究腐蚀过程 动 力学 和腐蚀 机理 ， 往往需要 测定 某些腐蚀 参数 ， 如 腐蚀 电流 密度 通 过 法拉弟定律可换算成腐蚀速度 、 腐蚀 电位 、 塔菲尔 常数以 及 双 电层 电 容等 。 腐蚀 电位 固然有其 重要的 物理 意义 ， 但 它业不反 映腐蚀的 动力学过程 。 挂 片失重 法 、 溶液分析 法 、 量气 法 、 超 声测厚 法及 电阻 法等技术虽然有其 适用的范围 和优 点 ， 但 这些 方 法 都是 测量一定时间间隔 中腐蚀 量积 累的平 均值 ， 因而不 能快速 灵敏 地 测定腐蚀速 度 ， 业且 试 验 周 期冗长 ， 操作比较麻烦 。 基 于 电化学本质 的腐蚀过程 ， 由于 同一 金属 上的 阳 极点 和 阴 极 点是不 可分 离的 ， 因此 就不可 能 用 电流表直 接 测 量 它们 中间流 过的腐蚀 电流 。 将 阳 极和阴 极 极化曲线 上的塔菲尔线性段外延 到腐蚀 电位 测定腐蚀速度的方 法 ， 由于 很 大的 极化严 承干 扰 了腐蚀 体系 ， 业且 由于 各种原 因常常改变 极化 曲线的 形状 ， 使 这 种方 法的定 量准确性校 差 。 这些 都使 研究新 型 耐蚀合 金 ， 解决金属的腐蚀防护 问题受 到一定 限制 和妨碍 。 长 期 以 来腐蚀 工作者就努力寻找能快速灵敏 、 准确可靠 而连续 地 测定瞬 时腐蚀 速度 的 电化学方 法 ， 极化阻 力技 术的发展 正 是 长 期 大量努力的 结果 。 本 文 系根据 极化阻 力技术的理论 和 测量方 法着 重于用线 性极化技 术评 定低 合 金结构 钢在 海水 中的耐腐蚀性能 ， 研究稀土 元 素和其他 合金元 素以 及热 处理 条 件和加工状 态 等对低 合金 钢耐海水腐 蚀性能的影响 ， 业且对线性极化技术用于评定耐局部腐蚀性能的可 能性进行 了初 步 探讨 和试验 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1980．02．021

二、基本原理 1.极化阻力方程式 根据混合电位理论和电化学反应速度理论，可以得到一个受活化极化控制的腐蚀金属、 当其腐蚀电位相距两个局部反应的平衡电位甚远时，描述腐蚀行为的基本方程： 1=ixfexp(2.303g-Er)-exp(2.303E-E2)} B. B (1) 经过微分处理，可在腐蚀电位处得到极化阻力方程式的一般表达式： B.B. (2) 式中，R,称为极化阻力，B为总常数： R,-()e B.Be B=2.303(p.+6c) 极化阻力方程式表示，只要已知塔菲尔常数或总常数B,就可从电位一电流极化曲线在腐 蚀电位处的斜率计算得到腐蚀电流κ。在推导过程中曾设定了一些边界条件，若腐蚀体系的 某些条件不满足这些要求时须对极化阻力方程式作一些必要的修正。(1)式和(2)式的推导 过程及修正讨论详见参考文献〔1、3、4〕。 2.,性极化方程化(Stern-Geary方程式) 在腐蚀电位相距两个局部反应平衡电位甚远的情况下，Stern和Geary还提出了另一个 基本假定，偏离腐蚀电位的极化值△E很小，以至于不会改变腐蚀体系的本质。由此推导出： B.Bc △IB ix=2.303(B.+Bc)·△E=R, (3) 这就是著名的Ster n-Geary方程式，也称为线性极化方程式。从(3)式可见，因为在电化学 测量的每一瞬间，ix及B,和Be是定值，显然在E一I极化曲线上，△E与△I成正比，呈线性 关系，並且此直线的斜率（会）与腐蚀电流，成反比，从而引入了“线性极化”概念。在 (3)式中，他们定义极化阻力为腐蚀电位附近的线性极化曲线的斜串： R=会 (4) 用线性极化方程式测定腐蚀电流的方法将包括，在腐蚀电位附近测量极化曲线，按实验 测定的直线斜率求取R,',再凭籍常数B,和B:或B值计算腐蚀电流。而市售腐蚀速率仪往往 采用一点法，即根据极化曲线上某一点与原点（腐蚀电位）之间的直线斜率作为极化阻力 R,'。当然，这种线性区的描述是很近似的。因此，必须把极化限制在偏离腐蚀电位±10mV 甚至更低的范围内。 显然，前述(2)式表示的极化阻力方程式与Ster n-Geary的线性极化方程式的重要差别 在于极化阻力的定义。前者是一种比较严格的极化阻力技术，而线性极化方程式则具有相当 的近似性。所以不能把线性极化方程式看作是极化阻力技术的全部内容，更不能把市售腐蚀 速率仪的一点法认为就是全部极化阻力技术〔1,3,4% 93

二 、 基 本 原 理 极化 阻 力方祖式 根 据 混 合 电位 理论 和 电化学反应 速度理论 ， 可 以得 到一个受活化极化控 制的腐蚀 金 属 、 当其腐蚀 电位 相 距 两个局 部反应的平衡电位甚远时 ， 描述腐蚀行为的基本方程 ‘ 〔 叁旦 坦 一 ‘ 、 ， 一 ‘ 、 一一 日丁一一 ’ 一 “ ‘ 一一万开宁一 ， 经 过微分处理 ， 可在腐蚀 电位处得 到极化阻 力方程式的一般表达式 二 一一卫追认一 一 日 母 。 一仁、 竺 、 日 。 一 。 鱿 一凡 式 中 ， ， 称为 极化阻 力 ， 为总常数 口 气万刃一 。 乙 。 日 。 卫二】 ，代 二 二 了飞可 叮一万 一万一 ， 谷 石 极化阻 力方程 式 表 示 ， 只要 巳知塔菲尔常数或 总 常数 ， 就可从电位— 电流 极化曲线 在腐 蚀 电位 处的斜 率计 算得 到腐蚀 电流 ‘ 。 在推导 过程 中曾设定 了一些边 界条件 ， 若腐蚀体系的 某些 条件不满 足这些 要求时须 对 极化阻 力方程 式作一些必 要的修正 。 式和 式的推导 过程 及修正讨论详见 参考文献 〔 、 、 〕 。 锐性 极化方 祖化 一 方 粗式 在腐蚀 电位 相 距 两个局 部反应 平衡 电位甚远 的情况下 ， 和 还 提 出了另一个 基 本假定 ， 偏 离腐蚀 电位 的极化值 △ 很 小 ， 以至 于不会改变腐蚀体系 的本质 。 由此推导 出 日 日 。 △ 日 。 入 ， ‘ 这就是著 名的 毛 方程 式 ， 也称为线性极化方 程 式 。 从 式可 见 ， 因为在电化学 测 的每一瞬 间 ， 及 日 ， 和 日 。 是定值 ， 显然在 一 极化曲线 上 ， △ 与△ 成正 比 ， 呈 线性 关系 ， 二且 此 直线 的斜 率 一 盟 与腐蚀 电澎 成反 比 ， 从而引入 了 “ 线性 极化 · 概念 。 在 式 中 ， 他 们定义 极化阻 力为腐蚀 电位附近的线性极化曲线的斜率 △ 尺 。 ‘ 二 一 产 一 凸 用线性 极化方程 式 测定腐蚀 电流的方 法将包括 ， 在腐蚀 电位附 近 测 量 极化曲线 ， 攀实验 测定的 直 线斜 率 求取 。 产 ， 再凭籍 常数 日 和 日 。 或 值计算腐蚀 电流 。 而市售腐 蚀 速 率仪 往往 采 用 一 点 法 ， 即根据 极化曲线 上 某一 点 与原 点 腐蚀 电位 之 间的 直线 斜率 作为 极化阻 力 产 。 当然 ， 这 种 线性区 的描述 是 很近 似 的 。 因 此 ， 必须把 极化 限制在偏 离腐蚀 电位 士 甚 至 更低 的范围 内 。 显 然 ， 前述 式 表 示的 极化阻力方程 式 与 一 的 线性极化方程式 的 重要 差 别 在 于 极化阻 力的定义 。 前者 是一种比较严格的 极化阻力技术 ， 而线性极化方程式则具有相 当 的近 似性 。 所 以不 能把 线性 极化方程 式看作是 极化 阻 力技 术的 全 部内容 ， 更不能把 市售腐蚀 速率仪的一 点法认为就是全部极化阻 力技术〔 ， ， 九

3.极化阻力技术的测量方法 力技术首先要测定极化阻配)E,或按线性极化技木测定( 进行的极化测量与常规极化曲线测定相同，仪器设备与方法也基本相同，但要求有更高的精 度和灵敏度，其次需要确定基本方程中的常数。有关极化阻力和常数的测量技术已有许多专 著讨论〔1-7]，这里不再赘述。 理论和实践都证明，极化阻力技术在店蚀研究和测量中有着广泛的前景。国内外的腐蚀 工作者按照各自的目的和特定需要，·在实验室中设计了各种各样的电路和装置【」。此外还 发展出一系列基于极化阻力技术的腐蚀速率仪，这些仪器是快速评定耐蚀合金和缓蚀剂以及 现场监测和控制的主要手段之二。：·。：、‘.·。· 4.局部腐蚀指数δ： 金属在海水中的腐蚀往往表现为各种形态的局部腐蚀。由于此时金属表面的电化学不均 匀性已产生固定的阳极区和阴极区，即由微电池的电化学腐蚀本质（导致均匀腐蚀）转变为 宏电池的电化学腐蚀本质，这必将导致局部腐蚀的产生。在一般情况下，局部腐蚀的产生在 金属表面上造成大阴极与小阳极的面积分布。此时，即使把大小相等而方向相反的阳极极化 电流△【，和阴极极化电流△I_施加在发生局部腐蚀的金属上（恒电流测量），所产生的阳极 和阴极极化超电压是不相等的，且· △EA)<△E(C)·' 根据极化阻力定义 R(A)= R(C)=△E(C) 5 △I- 则有 R,(A)<R(C) 4 据此，我们期望能用线性极化技术来发现局部腐蚀的产生和估计局部腐蚀的发展速度和程 度。 若金属的腐蚀是基本均匀的，则局部阳极和局部阴极的反应电流密度是相等的，这时的 金属自然腐蚀电流密度ix为： ia+ie ix=i.=ie=2 若金属发生了局部腐蚀，则由于面积效应使阳极反应电流密度比阴极反应电流密度大得 多，即i:→i。我们用“局部腐蚀指数δ”表征局部腐蚀发展的程度，推导过程和基本考虑 请参看文献〔2、8)： 8年ix100% (5) ，·。 ia+ic 根据线性极化方程式可得： 'R(C)-R(A) ,··8=R0(C+RA)×100% (6) 考虑到R,=A是，且在恒电流测量时△I+=.AI-,而在恒电位极化测量时△E,=△E,则 由(6)式还可分别得到： -AEC100-AAAIC △E(C)+△E(A)· 。·,:aI(A).+AIC)×100% (7) 94

极化阻 力技术的洲 方法 。 二 胡 ， ， 山 一 二一 ‘ 切 ， 。 山 、 山 一 。 ，、 胡 ， ， 一 ，一 △ 、 运用 极化 阻力技术首先要测定极化阻力 之午 】 或按线性 极化技术 测定 书争 】 ， 所 一“ ‘ 一 ’ 一 ’一 “ 一 ‘ ’ 一 ’ “ 一 一一 ’ 一 ‘ 、 ，风 一 一 一 一 ’ 一 ‘一 ‘ ” 一 、 △ 户 ‘ ’ ‘ ” 进行的极化测量 与常规 极化曲线 测定相 同 ， 仪器设备 与方 法也基本 相 同 ， 、 但要本有卑高的精 度和 灵敏度， 其次需要确定基本方程 中的常数 。 有关 极化阻 力和 常数的侧量技 术 巳有许 多专 著讨论 〔 一〕 ， 这里不再赘述 。 · 理论和 实践都证 明 ， ’ 极化 二 筋技术在腐蚀嵌和 测量 中有着广泛 的前景 。 国 内外的腐蚀 工作者按照 各 自的 目的 和 特定需要 ， 在实验粤中设计 了各种各样的 电路 和 井置 “ ’ 。 此外还 发展 出一系列 基 于极化阻 力技术的腐蚀速率仪 ， 这些仪 器 是快速 评定耐蚀 合金和缓蚀剂 以 及 现场监 测和控 制的主要 手段之一 、 一 ‘ 一 ‘ “ “ ‘ 局部启蚀指 橄 金属在海水 中的腐蚀往往 表现为各种殆态的局 部腐蚀 。 由于 此 时 金属表 面的 电化学不 均 匀性 巳产 生固定的阳 极区 和阴 极区 ， 即 由微 电池的 电化学腐 该本质 导 致 均匀腐 蚀 转变为 宏 电池的 电化学腐 蚀 本质 ， 这必 将导 致局 部腐蚀的产生 。 在一般情况 下 ， 局 部腐蚀的 产生在 金属表面 上造成大阴 极与小阳 极的 面积 分布 。 此时 ， 即使把大小相等而方向相反的阳 极极化 电流△ 和阴 极极化 电流 八 施加在发生局 部腐蚀的 金属 上 恒 电流测量 ， 所产生的 阳 极 和阴 极极化超 电压 是不相 等的 ， 直 · ‘ 六 八 飞 △ 根据 极化阻 力定 义 ， △ △ 丛 扮 ， △ 一 西 二 ’ 则 有 据此 ， 度 。 ， 。 我们期望 能用线性 极化技术来发现局 部腐蚀 的产生 和 估计局 部腐蚀 的 发展 速 度 和程 若 金属的腐蚀是 基本 均匀的 ， 则局 部阳 极和局 部阴 极的反应 电流 密度是 相 等的 ， 这 时的 金属 自然腐蚀 电流密度 为 若 金属 发生了局 部腐蚀 ， ， 则 由于面积效一︸ 应使阳 极反应 电流 密度 比 阴 极反 应 电流 密度大得 多 ， 即 。 。 请 参看文 献 〔 我们 用 “ 局 部腐蚀指 数 各” 表征局 部腐 蚀 发展 的程度 ， 推 导 过程和 基 本考虑 〕 根据线性 极化方程 式可得 各手号拜李 交 。 丫 ‘ ， ‘ 。 。 ， 介 豆砍 蔺盯而万 。 荞 ‘ 为 又考虑 到 △ 不 一 具在恒 电流测量 时△ ，一 △ 一 ， 而在恒 电位 极 化测量 时入 △ 一 ， 则 由 式还 可 分别 得 到 各 全旦 之土鱼互 人 △ △ △ 一 △ 二盛 △ 弓 甘 ︸ ‘声、 ‘︸夕

正如前述，。=〔R,(C)+R,(A)〕/2表征用线性极化技术评定金属均匀腐蚀速度的 平均极化阻力。于是，局部腐蚀指数8就表征所产生的局部腐蚀对该金属均匀腐蚀性能破坏 的相对程度，它可以衡量局部腐蚀的倾向和发展程度，评定和比较金属耐局部腐蚀性能的优 劣。8的数值范围为0≤8<100%，8的数值越大，产生局部腐蚀的倾向和程度越严重。 在局部腐蚀指数δ的几种表达式中，以极化阻力表达的(6)式更为合理和方便。可以避 开塔菲尔常数的测定，也无须知道试样的具体表面积。另外，从线性极化技术的观点来看， 极化阻力R,与腐蚀电流密度ix直接成反比，比用△E或△I来表示8，其物理意义更为明确。 三、试验装置与操作 为研制几种不同用途的海洋用耐蚀合金，我们曾采用线性极化技术，在实验室中模拟海 洋条件对若干低合金钢实际测定各个时刻的瞬时腐蚀速度和长期的平均腐蚀速度，相对比较 其耐蚀性能优劣。 将不同成分、不同加工状态（热轧态和铸态）及不同热处理条件的钢材加工成100× 10毫米（自然厚度)的矩形试样或中10×100毫米的园形试样。将每一组试样或是研磨到02金 相砂纸，或是经磨床磨光或精车，或是直接采 ·接线柱 用铸态和轧态的原始加工表面进行试验。在 NaOH溶液中去油脱脂，用净水冲洗后干燥； 有机玻请盖 连接钥管 再用丙酮或无水乙醇清洗干燥后用蜂腊或清漆 或环氧树脂封闭水线，通常以40毫米（矩形试 封闭水线 样)和20毫米（园形试样）的一端暴露在溶液 一试样暴露面积 中，使试样有恒定的受腐蚀表面积。用同种金 图1电极连接结构示意图 属或不锈钢作参比电极和辅助电极，其尺寸大 小及几何形状与试样相同，也曾用环形铂丝网作辅助电极，用饱和KC1盐桥和甘汞电极作 参比电极。电极连接结构如图1所示。 用化学纯试剂和去离子水配制3%NaC1溶液及人造海水。人造海水成份及有关性质列于 表1。人造海水泥浆则是按特定要求配制。 表1人造海水成份及有关性质 名 称 1000克海水 各盐分占总 中含盐克数 盐量的重量% 有关性质 NaCI 27.213 77.8 (1)静态含氧量： MgCl: 3.807 10.9 3毫克/升 MgSO. 1.658 4.7 (2)搅拌时含氧量： CaSO 1.260 3.6 5.9毫克/升 K2S04 0.863 2.5 (3)PH7.8-8.2 CaCO3 0.123 0.3 (4)电阻率： MgBr 0.076 0.2 27.5-302cm 总计 35.000 100.0 95

正 如前述 ， 左 。 〔 〕 表征用 线性极化技术评 定金属 均匀腐蚀速 度的 平均极化阻 力 。 于是 ， 局 部腐蚀指数 就 表征所产生的局 部腐蚀对 该金属 均匀腐蚀性能破坏 的相 对程度 ， 它可 以衡 量局 部腐蚀的 倾向和 发展 程度 ， 评定 和 比较金属 耐局 部腐蚀性 能的优 劣 。 的数值范围为。 三 乙 ， 各的数值 越大 ， 产生局 部腐蚀的倾 向和 程度越严 重 。 在局 部腐蚀指 数 各的几 种表达 式 中 ， 以 极化阻 力表达 的 式 更为合理 和方便 。 可 以 避 开塔菲尔常数的测定 ， 也无 须知道试样的 具体表 面积 。 另外 ， 从线性 极化技术的观 点来看 ， 极化阻 力 与腐蚀 电流 密度 ‘ 直接成反比 ， 比用 △ 或 △ 来表示 乙， 其物理 意义 更为 明确 。 三 、 试验 装置 与操作 为研制几 种不 同用途的 海洋用耐蚀 合金 ， 我们 曾采 用线性极化技术 ， 在实验室 中模 拟海 洋条件对若干 低合金 钢实际测定 各个时 刻的瞬时腐蚀速 度和 长期的平均腐蚀速 度 ， 相 对比较 其耐蚀性能优劣 。 将不 同成分 、 不同加工 状态 热 轧态和 铸态 ‘ 及不 同 热 处理 条件 的钢材加工 成 。 。 毫米 自然厚度 的 矩 形试 样或 小 毫米的 园 形试 样 。 将每一 组 试样或是 研磨到。，金 相 砂 纸 ， 或是经 磨床磨光或精车 ， 或是 直 接采 用铸态 和 轧态 的原 始 加工 表 面 进 行试验 。 在 溶液 中去油脱脂 ， 用净水 冲洗后 干燥 再用 丙 酮或无 水 乙醇 清洗 干燥后 用蜂腊或清漆 或环氧树脂封 闭水线 ， 通 常 以 毫米 矩 形试 样 和 毫米 园形试样 的一端暴露 在溶液 中 ， 使试样有恒 定的受腐蚀表面 积 。 用 同种金 ， ， 入 下 门 ’ ‘ 子 人 ，囚 从 认 四 ‘ 内 。 ” ‘ 叫 “ 皿 图 属或不锈 钢作参比 电极和辅助 电极 ， 其 尺寸大 小及几何形 状 与试 样相 同 也曾用环 形 铂丝 网作辅助 电极 ， 参比 电极 。 电 极连接结构如图 所示 。 接线柱 有机玻满盖 连接铜管 封闭水线 试样暴霖面积 电极连接结构示 意图 用 饱 和 盐 桥 和甘汞 电极作 用 化学纯试剂 和去离子 水配制 溶液及人造海水 。 人造海水 成份 及有关性质列 于 表 ’ 。 人造海水泥浆则是按特定要求配制 。 表 人造海水成份 及 有关性质 名 称 克海水 中含盐 克数 各盐 分 占总 盐 量的 重量 有 关 性 质 ‘ ‘ ‘ ” · 一 ” · 静态 含氧 量 奄 克 升 搅拌时 含氧 量 毫克 升 、 一 电阻 率 一 一 七月口丹了一 … 行了月任一“了︸一

试验是在溶液暴露于大气及 室温条件下，采用静态浸泡或间 断搅拌的方法进行的。在静态浸 泡试验中，用1000毫升烧杯作容 器，每次注入约800毫升试验溶 烧杯 液，定期更换新鲜溶液，以避免 慵瓷桶 腐蚀产物积累过多而改变正常的 腐蚀规律。在间断搅拌试验中， Fc 9 料蚀速仪 用15升塘瓷桶注入予先配制好的 溶液12升，定期更换新鲜溶液。 图2线性极化技术测量的试验装置 每次测量是在搅拌至少1小时后 进行的。试验装置如图2所示。 测量仪器是基于线性极化技术原理的恒电流交流矩形波源的“℉℃腐蚀快速测试仪”， 表头直接指示阳极极化和阴极极化的平均，值。为了测量局部腐蚀指数δ，将此仪器进行了 改装，使表头既能保持原有指示平均极化阻力豆，的功能，又能进行阳极极化和阴极极化分 别采样，交替地分别指示R,(A)/2和R,(c)/2,以便通过表头指示值的变化或外接记录仪 考察局部腐蚀的发生和发展。，采用三电极系统进行极化阻力测量。测量频率选择0.01Hz。 在不同时刻测得的R,是相应于该瞬时腐蚀速度的极化阻力，且展示出R,随时间变化的 规律。为了进行统计比较及与外海挂片的失重腐蚀速度相对照，须求得整个试验周期中的积 分平均极化阻力。可用图象积分法，也可用下列公式求取积分平均极化阻力。若相当于时间 t,t2,tg…tn的瞬时极化阻力为R,1,R。2,R,…R,a,且已知电极面积为S,则单 位面积上的积分平均极化阻力露，为： ,=2(tn-t){R1（t-t)+R,:t-t1)+R,t-t)+… +Rp(n-1)(tn-tn-2)+Rpn(tn-to-1)} (8) 我们在这里对低合金钢/人造海水的腐蚀体系均采用B。=B:=100mV,以便从极化阻 力，(2cm)计算腐蚀电流ix(μA/cm)和腐蚀速度V(g/mhr)。计算公式为： ix=21700 225.7 (9) 京。 V=0.0104ix= 。 四、试验结果 1.低合金结构钢在海水中的离蚀速度 为了配合研制锄探海底油气用“水下器具”的耐蚀合金，我们采用线性极化技术，于实 验室中在静态和动态3%NaCI溶液中测量腐蚀速度，在较短时间内提供了评选合金成分的腐 蚀数据。八种试验钢的成分列于表2。表3中列出了用Fc腐蚀速率仪测定的在静态3%NaC1溶 液中的积分平均极化阻力豆。，相应的腐蚀电流ix和腐蚀速度V,第1170小时的瞬时腐蚀速度 以及舟山和湛江的半年和一年外海挂片数据。我们还对部分试样于间断搅拌状态的3%NaC1 中进行了试验，其测量结果列于表4。 我们还用线性极化技术测量了五种船用低合金高强度结构钢在静态人造海水中的腐蚀速 96

试验是在溶液暴露于大气及 室 温条件下 ， 采 用静态 浸泡或 间 断搅拌的方 法进行的 。 在静态浸 泡试验 中 ， 用 。 毫升烧杯作容 器 ， 每 次注 入 约 毫升试验溶 液 ， 定期更换新 鲜溶液 ， 以避 免 腐蚀产 物积累 过 多而改变正 常的 腐蚀规律 。 在 间断搅拌试 验 中 用 升搪瓷桶 注 入予先配制好的 溶液 升 ， 定期更换新 鲜溶液 。 每次测 量是在搅拌至 少 小时后 进行的 。 试验 装置 如 图 所示 。 烧杯 腐蚀速牢仪 图 线性极化技 米测量 的试 验装 置 测 量仪 器是 基于 线性极化技术原理 的恒 电流交 流矩形 波源 的 “ 腐蚀诀速 测 试仪” ， 表头直 接指 示阳 极极化和阴 极极化的平 均左 值 。 为了测量局 部腐蚀指数 乙， 将此仪 器进行 了 改装 ， 使表头既能保持原 有指示平 均极化阻 力 晃 ， 的 功能 ， 又 能 进行阳极极化和阴 极极化分 别采 样 ， 交替地 分 别指 示 。 和 。 。 ， 以便通过表头指示值的变 化或外接记 录仪 考察局部腐蚀的发生和发展 ‘ 采用三 电极系统 进行 极化阻 力测 量 。 测 量频率选择 。 在不 同时 刻测得 的 。 是相应 于 该瞬 时 腐 蚀速 度的极化阻 力 ， 且展 示 出 随时 间变 化的 规律 。 为 了进行统 计 比较及 与外海挂片的失重腐蚀速度 相 对照 ， 须 求得整个试 验周 期 中的积 分平 均极化阻 力 。 可用 图象积分 法 ， 也可 用下列 公 式求取积分 平 均极化阻 力 。 若相 当于时 间 ， ， … … 的瞬 时极化阻 力为 ， ， ， ， … … ， 且 已知 电极面积为 ， 则单 位 面积 上的积 分平 均极化阻 力左 ，为 万 ” 玄万瓦二不 了 ， 一 ， ， ， 一 ‘ ， ， ‘ 一 ‘ 。 一 。 一 卜 ， 。 。 一 卜 我们 在这里 对低 合金钢 人造海水 的腐蚀体系 均采 用 日 日 。 ， 力 左 ， · 计 算腐蚀 电流 卜 和腐蚀速度 “ 。 一 左 ， 左 以便 从极化阻 计 算公 式为 二 公 四 、 试 验 结 果 低合金 给构钢在海水 中的启蚀速度 为 了配 合研制 勘探 海底油气用 “ 水下器具 ” 的耐蚀 合金 ， 我们采 用线性极化技术 ， 于实 验室 中在静态 和 动态 溶液 中测 量腐蚀速度 ， 在较短 时 间 内提供 了评 选合金 成分的腐 蚀数据 。 八 种试验钢 的 成分列 于 表 。 表 中列 出了用 腐蚀速 率仪 测定 的在静态 溶 液 中的积 分平 均极化阻 力左 ， ， 相应 的腐蚀 电流 ‘ 和腐蚀速 度 ， 第 小时的瞬 时腐 蚀速 度 以 及舟山 和湛江的半年和 一年外海挂片数据 。 我们还 对部分试 样于 间断搅拌状态 的 中进行 了 试验 ， 其测 量 结果列 于 表 。 我们 还 用 线性极 化技 术测 量 了五种船用低 合金高强度结构钢在静态 人造海水 中的腐 蚀速