[发明专利]一种采用强电解质溶液抑制水工钢结构件的腐蚀的方法

说明书

本发明公开了一种采用强电解质溶液抑制水工钢结构件的腐蚀的方法，具体步骤如下：（1）向水工钢结构件所处的溶液中添加强电解质，直至水溶液的电导率大于20000µS/cm，再将被保护的水工钢结构件与钛阳极通过导线连接形成闭合回路；（2）极化一段时间，测量水工钢结构件的电位；（3）如果水工钢结构件的表面电位低于‑0.85V，则表明水工钢结构件的腐蚀被抑制；若其表面电位高于‑0.85V，则重复步骤（1）‑（2），直至其表面电位低于‑0.85V；强电解质为强酸强碱盐。采用本发明提供的抑制水工钢结构件的腐蚀的方法可以防止金属继续被氧化、腐蚀，并且可进一步通过调整金属所处的反应溶液的电导率来改变溶液的腐蚀特性，减缓金属腐蚀的倾向。

技术领域

本发明属于金属防腐蚀技术领域，具体涉及一种采用强电解质溶液抑制水工钢结构件的腐蚀的方法。

背景技术

金属材料的腐蚀对我们的经济建设和生活是一种比较大的破坏因素，它会给我们的社会环境带来巨大的社会危害和经济损失，我们把金属表面损坏性侵蚀的现象称作腐蚀。金属的腐蚀大致可以分为三类：电化学腐蚀、化学腐蚀及物理腐蚀。腐蚀造成的经济损失包括两部分：直接损失和间接损失。因腐蚀而更换损坏的设备，为防止设备腐蚀而多次进行防护涂层涂刷，施加阴极保护，采用高耐蚀性的合金钢代替易腐蚀的碳钢等的费用属于直接损失。但是间接腐蚀远比直接腐蚀的危害要大，例如，发电厂里边的锅炉的一根热器管子值上千元，然而由于其腐蚀穿孔可能引发爆炸，给社会环境和我们的人身安全带来威胁，其间接损失是不可估量的。

由于钢材料的力学性能好、承载能力强和工业生产量大等优点而得到大量应用，在水利工程设施中，会有许多钢铁闸门和结构埋件等金属结构，由于它们长期在水中工作或在干湿交替的环境中运行，所以会受到各种水质、气体、太阳和微生物的侵蚀，同时会受到水流、泥沙及一些漂浮物的摩擦，并且结构材料本身电化学性能并不是均匀的，钢材普遍会发生不同程度的腐蚀。结构材料的腐蚀会降低结构的承载能力，严重时会威胁设备的安全运行。近些年随着水中污染物浓度的增加及空气中污染的加大，金属腐蚀的情况在近几年变得更加严重。

早期防止金属腐蚀的方法是靠在金属表面涂敷保护层（例如油漆），其可防止金属与氧化环境接触，因而防止金属被腐蚀。然而，涂层保护的缺点是长时间后，保护涂层会从金属表面脱落下来。防止金属腐蚀开始的唯一方法是重新涂敷涂层，这是在最佳情况下的比较昂贵的过程：在工厂中汽车组装前，彻底地涂层汽车零件比重新涂层已组装的汽车容易的多。但是在其他情况下，比如水利工程中的大型金属制件，重新涂层处理是不可能的。

其中防止金属氧化腐蚀的方法还有就是阴极保护系统，其中，将被保护的金属作为闭合回路的阴极。被保护的金属物体及阳极连接至电源上，电子从阳极通过电解质溶液到达阴极而形成闭合回路。电子流向金属结构的阴极，而使电子聚集在金属结构表面，使金属表面的电位达到一致，从而保护金属基体不被氧化腐蚀。

Byrne的发明（美国专利US3242064）提供了一种阴极保护系统，其中直流电（DC）的脉冲被加于将被保护的金属表面，比如船舶的外壳上。通过改变脉冲的负载循环以响应于包围船的外壳的水的各种不同的情况。Kipps的发明（美国专利US3692650）提供了一种可以应用到埋入传导性土壤的井套管和输油管道及建筑物的浸没部分的阴极保护系统，该发明使用短脉冲DC电压及连续直流电。

目前的阴极保护系统对于浸没在传导介质中的金属结构不完全有效，因为被保护结构的形状的局部变化和在水溶液中氧化物质的浓缩，或是腐蚀发展的局部点被不适当地保护，最终都会造成金属结构的失效。通常阴极保护系统很少用于保护金属结构，不过金属结构浸没在传导介质中，比如海水或传导性土壤中是可以的。