一种抑制不锈钢点蚀的方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制不锈钢点蚀的方法，该方法包括将工作电极在

【技术实现步骤摘要】
一种抑制不锈钢点蚀的方法


[0001]本专利技术属于不锈钢的腐蚀与防护
，具体涉及一种抑制不锈钢点蚀的方法
。

技术介绍

[0002]不锈钢由于其良好的力学性能
、
加工性能以及耐腐蚀性能，被广泛应用于石油
、
化工
、
机械
、
核电等工业领域
。
但是在不锈钢的服役过程中，其表面的钝化膜容易受到多种离子的侵蚀而发生一系列的局部腐蚀，包括点蚀
、
缝隙腐蚀以及应力腐蚀等等
。
其中点蚀具有隐蔽性强
、
危害性大等特点，一旦发生会导致材料失效，影响设备的安全性能和使用寿命，在带来重大经济损失的同时还严重威胁了人民群众的生命安全
。
[0003]因此，在不锈钢材料投入使用之前对其在特定服役环境下的腐蚀性能进行研究，并通过一系列的防护措施尽量的减少点蚀数量
、
延迟点蚀发生的时间，避免因为不锈钢点蚀造成的损失和意外
。
磁场对不同材料腐蚀过程有不同程度的影响，外加磁场会通过改变金属
‑
溶液界面的传质过程，导致腐蚀过程中产生的离子和腐蚀产物的迁移速率发生变化，进而导致金属电极过程动力学条件发生变化，改变局部腐蚀的发生和发展速率
。
[0004]但磁场对不锈钢点蚀的影响较复杂，且其作用机理目前尚不明确
。
具体如下：
[0005]a、
磁场强度的大小：不锈钢的点蚀会随着磁场强度的增加呈现出先抑制后增加的趋势
。
但是想要获得较好的抑制效果，合适的磁场强度范围会有很大的影响；
[0006]b、
磁场方向：在某些材料和环境的组合下，平行
/
垂直于不锈钢工作面的磁场可能会对不锈钢点蚀的生长起到截然不同的作用
(
抑制
/
促进
)
；
[0007]c、
磁场对不锈钢表面的点蚀起到抑制或者是促进作用还会受到外加磁场为恒定磁场或交变磁场影响
。
[0008]目前虽有外加磁场对不锈钢腐蚀的影响的相关文献的报道，但缺少采用外加磁场方法抑制不锈钢点腐蚀的可控技术与方法，对于不锈钢点蚀如何进行抑制还是有技术壁垒的，特别是外加磁场对各种电化学条件下形成的不同几何特征的点蚀和有关侵蚀性离子的迁移过程等基元过程的影响，存在复杂的交互作用，并非通过简单测试和对比有
、
无外加磁场下的结果就能达成目标
。
[0009]本专利技术通过选择合适的磁场条件与电化学条件来抑制点蚀的萌生和发展
。
在不锈钢材料服役环境周围设置能够产生磁场的装置可以在不改变材料成分
、
无需前期预处理的条件下有效地抑制不锈钢产生点蚀
。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种抑制不锈钢点蚀的方法，该方法通过在电化学极化过程中引入外部磁场，影响溶液中离子和腐蚀产物的迁移，抑制点蚀的萌生和发展
。
[0011]为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下技术方案如下：
[0012]一种抑制不锈钢点蚀的方法，该方法包括如下步骤：
[0013]1)
电极体系准备
[0014]将不锈钢电极试样非工作面用点焊与铜线相连，之后用环氧树脂进行绝缘封装，并将工作面打磨后进行机械抛光得到工作电极；将工作电极
、
参比电极和对电极构成三电极体系，并与电化学工作站接通；
[0015]2)
配制腐蚀溶液
[0016]用去离子水配制
0.01mol/L Na2CO3+y mol/L NaX
的腐蚀溶液，
X
为卤素离子，
y
＝
0.10
～
0.80
；
[0017]3)
开路电位测试
[0018]将工作电极在上述腐蚀溶液中浸泡直至开路电位达到稳定状态；
[0019]4)
施加磁场后的动电位扫描极化曲线测试
[0020]将三电极体系放置于外加磁场环境中，外加磁场为与不锈钢电极试样工作面平行的水平磁场，磁感应强度为
0.10
～
1.00T
，然后进行动电位扫描极化曲线测试，获得阳极极化曲线；动电位扫描极化曲线测试从自腐蚀电位开始至过钝化区电位结束，扫描速率为5～
500mV/min
；
[0021]5)
恒电位极化
[0022]根据上述阳极极化曲线，在过钝化区，电位在
0.3
～
1.2V
范围内选取2～6个等电位间距的电位，进行磁场作用下的恒电位极化，极化时间为
50
～
2000s
；
[0023]6)
形貌观察及点蚀面积统计
[0024]观察在上述不同电位下，恒电位极化后工作电极表面腐蚀形貌，并统计电极表面点蚀面积与工作面积的比值
。
[0025]优选地，在所述步骤
1)
中，所述的不锈钢电极试样是直径为1～
10mm
，高度为2～
8mm
的不锈钢圆柱电极，所述的用环氧树脂进行绝缘封装是指非工作面用环氧树脂封存
。
[0026]优选地，在所述步骤
1)
中，所述的打磨后进行机械抛光为依次用
600#、1000#、1500#、2500#、5000#、7000#
水磨砂纸对不锈钢电极的工作面打磨，再用
W1.0
研磨膏进行机械抛光，然后依次用去离子水和酒精清洗
、
脱脂后吹干
。
[0027]优选地，在所述步骤
1)
中，工作电极为不锈钢电极试样经处理后得到，参比电极为饱和甘汞电极，对电极为铂电极
。
[0028]优选地，在所述步骤
2)
中，腐蚀溶液为
0.01mol/L Na2CO3+y mol/L NaX
的腐蚀溶液，
X
为卤素离子，
y
＝
0.10
～
0.50
，由分析纯化学试剂
Na2CO3、NaCl、NaBr
和温度为
25℃
时电阻率不低于
1.0M
Ω
·
cm
的去离子水配制而成
。
[0029]优选地，在所述步骤
3)
中，工作电极在腐蚀性溶液中的浸泡时间为
10
～
200min。
[0030]优选地，在所述步骤
4)
中，磁场由配备恒流电源的
EM
‑3型电磁铁产生，磁场方向平行于不锈钢电极工作面，磁感应强度为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种抑制不锈钢点蚀的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)
电极体系准备将不锈钢电极试样非工作面用点焊与铜线连接，之后用环氧树脂进行绝缘封装，并将工作面打磨后进行机械抛光得到工作电极；将工作电极
、
参比电极和对电极构成三电极体系，并与电化学工作站接通；
2)
配制腐蚀溶液用去离子水配制
0.01mol/L Na2CO3+y mol/L NaX
的腐蚀溶液，
X
为卤素离子，
y
＝
0.10
～
0.80
；
3)
开路电位测试将工作电极在步骤
2)
得到的腐蚀溶液中浸泡直至开路电位达到稳定状态；
4)
动电位扫描极化曲线测试将三电极体系放置于外加磁场环境中，外加磁场为与不锈钢电极试样工作面平行的水平磁场，磁感应强度为
0.10
～
1.00T
，然后进行动电位扫描极化曲线测试，获得阳极极化曲线；动电位扫描极化曲线测试从自腐蚀电位开始至过钝化区电位结束，扫描速率为5～
500mV/min
；
5)
恒电位极化根据步骤
4)
的阳极极化曲线，在过钝化区，电位在
0.3
～
1.2V
范围内选取2～6个等电位间距的电位，进行磁场作用下的恒电位极化，极化时间为
50
～
2000s
；
6)
形貌观察及点蚀面积统计观察在上述不同电位下，恒电位极化后工作电极表面腐蚀形貌，并统计电极表面点蚀面积与工作面积的比值
。2.
根据权利要求1所述的抑制不锈钢点蚀的方法，其特征在于：在所述步骤
1)
中所述不锈钢电极试样是直径为1～
10mm
，高度为2～
8mm
的不锈钢圆柱电极
。3.
根据权利要求1所述的抑制不锈钢点蚀的方法，其特征在于：在所述步骤
1)
中，所述的打磨后进行机械抛光为依次用
600#、1000#、1500#、2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕战鹏，王娟，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：