环境变量对核电汽轮机转子钢焊接接头电偶腐蚀性能的影响

您所在的位置:网站首页 防止电偶腐蚀的方法 环境变量对核电汽轮机转子钢焊接接头电偶腐蚀性能的影响

环境变量对核电汽轮机转子钢焊接接头电偶腐蚀性能的影响

2024-07-10 12:24| 来源: 网络整理| 查看: 265

为进一步分析转子钢材料的电化学腐蚀机理,并且通常的电化学方法 (Tafel直线外推法、线性极化法等) 不适合低电导率介质体系的研究,因此有必要进一步研究材料在不同Cl-浓度下的电化学阻抗谱。图2分别为不同Cl-浓度下实验测得以及拟合后的母材和焊缝区域的Nyquist曲线及所选用的等效电路,其中低Cl-浓度下等效电路对应图2c、高Cl-浓度下等效电路对应图2d。表2为对应等效电路拟合的电化学阻抗谱参数,其中,Rs表示溶液阻抗,由于“弥散效应”的影响,通常使用常相位角元件 (CPE) 来代替理想电容[17]。从图2a可以看出,在低Cl-浓度的条件下,母材和焊缝区域的阻抗谱均表现为高频段和低频段两个不完整的压缩半圆弧,通常高频区对应溶液阻抗以及表面双电层电容对电极电位扰动时的快速响应,对应等效电路的Cdl表示溶液与工作电极外层腐蚀产物膜之间的双电层电容,Rct表示电荷转移阻抗,W表示扩散引起的Warburg阻抗。这表明低Cl-浓度条件下,电极表面受到扩散控制。低频区则对应于电化学腐蚀性能更为相关的表面氧化膜和固液界面的电容CPE,Rf表示腐蚀产物膜的阻抗。对于图2b代表的高Cl-浓度条件下阻抗谱所表现出的单容抗弧,当状态变量仅为电极电位时,Rct等于表征材料耐腐蚀性能的极化阻抗Rp。且可以看出在此环境体系下,电极表面反应过程受到活化控制。这是由于转子钢25Cr2Ni2MoV在低氯离子浓度环境中,极低的离子浓度使得溶液的导电率较小,离子扩散速度较低,从而使得离子扩散速度成了制约反应的控制性因素。随着溶液中氯离子浓度的增大,离子扩散的速度大大提高,此时制约反应的控制性因素转变为电化学反应速度,因此高氯离子浓度环境下阳极表现为电化学活化控制。低频区阻抗模值,即|Z|可用于定量的比较不同材料的耐腐蚀性能[18-21]。从表2中阻抗谱参数可以发现,仅在Cl-浓度为0.035 mg/L时,焊缝区域的溶液阻抗和电荷转移阻抗高于母材,其余Cl-浓度下皆与之相反。焊缝的极化阻抗值在不同Cl-浓度环境下均低于母材的相应值,这表明在不同Cl-浓度环境下,均有焊缝的耐腐蚀性能低于母材。而对于母材和焊缝在低Cl-浓度条件下,较大Rs值表明溶液的电导率极低,电极表面生成了较为致密的腐蚀产物膜,且随着Cl-浓度的升高,膜阻抗Rf逐渐减小,直至在高Cl-浓度的侵蚀作用下对应膜阻抗的部分消失。在Cl-浓度为35000 mg/L条件下,母材和焊缝的Rct值均略高于Cl-浓度为3500 mg/L时的相应值,相对于Cl-浓度从低到高的整体过程而言,极化阻抗Rp随着Cl-浓度的升高而减小,在Cl-浓度达到3500 mg/L时略有升高趋于平稳,这表明母材和焊缝的耐腐蚀性能随着Cl-浓度的增大而减弱,直至Cl-浓度达到3500 mg/L后趋于平稳。这与极化曲线部分得出的结论基本一致。



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3