[发明专利]确定阴极保护负临界电位区间的方法

说明书

本发明公开确定阴极保护负临界电位区间的方法，通过拟合分析不同阴极保护电位下的电化学阻抗谱，得到一个电荷转移电阻的峰值电位，以该电位作为阴极保护负临界电位区间的上限；以慢应变速率拉伸实验得到不同保护电位下的拉伸应变‑应力曲线并以此计算断裂能E随阴极保护电位变化关系曲线，曲线中第一个拐点为阴极保护负临界电位区间的下限。本发明的技术方案方便简洁，快速科学，适用于工程实际需要。

技术领域

本发明属于金属防腐技术领域，更加具体地说，涉及一种阴极保护过程中确定负临界电位区间的方法。

背景技术

阴极保护作为目前广泛应用的一种遏止金属腐蚀的手段，在其应用过程中，阴极保护电位的选择对金属能否被有效保护至关重要。保护电位过正，金属保护不足，不能有效减缓腐蚀损伤；保护电位过负，则可能导致阴极过保护析氢，产生的氢原子渗透金属基体内，导致金属材料氢脆失效。现有阴极保护制度是依据低强度钢制定的，其保护电位范围为-0.85V到-1.2Vvs.CSE。但对于应用日益广泛的高强度钢，其氢脆敏感性大，现有阴极保护准则的适用性引起相关科研工作者的普遍关注。

发明内容

本专利的目的在于克服现有技术的不足，提供一种确定阴极保护负临界电位区间的方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

确定阴极保护负临界电位区间的方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将样品进行动电位阴极极化曲线测试，以得到电流基本不发生变化的阴极极化电流和与之对应的氧渗透检测电位范围；

在步骤1中，选择样品在3.5wt％NaCl水溶液中20℃下进行实验。

步骤2，在步骤1确定的氧渗透检测电位范围内选择不同保护电位，对样品进行电化学阻抗谱测试，并对测得数据进行拟合，得到不同保护电位下的体系电荷转移电阻随保护电位变化的关系曲线图，图中电荷转移电阻峰值所对应电位为样品材料的阴极保护负临界电位区间的上限。

在步骤2中，选择样品在3.5wt％NaCl水溶液中20℃下进行实验。

在步骤2中，选择采用ZSimpWin软件对电化学阻抗谱测试数据进行拟合。

步骤3，在步骤2选择的不同保护电位下，对预充氢的样品进行慢应变速率拉伸实验，以得到不同保护电位下的拉伸应变-应力曲线并计算断裂能E，得到断裂能E—不同(阴极)保护电位的变化关系曲线；在该曲线中，断裂能变化情况相对最大的范围所对应的电位范围内的最大电位，作为阴极保护负临界电位区间的下限。

在步骤3中，在断裂能E—不同(阴极)保护电位的变化关系曲线中，出现两个明显拐点，拐点之间反应了材料由塑性到脆性的转变过程，选择第一个拐点对应的电位作为阴极保护负临界电位区间的下限，该电位称之为脆变电位。

在步骤3中，在步骤2选择的不同保护电位下，对样品进行预充氢，如6—24小时，使得氢原子能有足够时间进入材料内部。

在步骤3中，进行慢应变速率拉伸实验时，以10^-6/s的应变速率进行拉伸至试样断开。

与现有技术相比，高强钢氢脆敏感性受环境影响大，不同服役状况下的阴极保护准则需视条件而定，本发明公开一种结合电化学测试与慢应变速率拉伸实验确定阴极保护负临界电位区间的方法，这一能够及时准确，方便快捷地予以确认电位区间，适合于工程推广使用。

附图说明

图1为本发明中X80钢在3.5wt％NaCl介质中20℃下动电位阴极极化曲线图。

图2为本发明中X80钢在3.5wt％NaCl介质中20℃下Rt-E曲线图。

图3为本发明中X80钢在3.5wt％NaCl介质中20℃下断裂能-电位关系曲线图。