406 線性極化測試法(輔助方法)

l. 應用范圍        本法涉及用電測手段來測試水對金屬的腐蝕速度。用來評價緩蝕劑和預測金屬在水中的使用壽命是有用的。    如果用來預測金屬在給定水系統中的使用壽命，則需找出測試結果與真實水系統特性之間的關系。2. 原理    2.1  根據M·Stern等人的研究，如果在金屬的腐蝕電位附近(±10mV左右)通過外加微小電流使金屬極化，則△E／△I(即極化阻力Rp)和在被測系統中所發生的金屬腐蝕速度成如下關系：             式中：Fp——腐蝕速度(mdd)；           Cp——換算因數(mdd·Ω／cm2)；           Rp——極化阻力(Ω／cm2)；    2.2  采用此原理測量腐蝕的方法稱為線性極化法。這類儀器稱為快速腐蝕測試儀。采用同種材料(參比電極也可用不銹鋼材料）三電極系統(探頭)測量極化阻力Rp。探頭的三個電極中，一個作參比電極，其余兩個分別為工作電極和輔助電極。    2.3  測量時在工作——輔助電極之間加一可變電壓（0～10mv),測定其間的腐蝕電流,并處理成Rp指示在表盤上。然后將可變電壓反向同樣測定Rp。以兩次測量的算術平均值RP’。作為測量值；而以兩次測量之差值△Rp作為點蝕傾向的半定量測量值。△Rp值越大，表明點蝕傾向越大。       2.4  目前也有采用兩電極系統的測試儀表，其測量結果也多以腐蝕速度的形式直接讀出，使用起來更為方便。3．影響因素    3.l  通常水流速會影響腐蝕速度。因此，測試結果是同水流經電極的流速和流型相對應的。    3.2  探頭上沉積物和微生物生長狀況和系統真實情況的差異會影響測試結果的真實性。    3.3  探頭電極之間和電極間系統構件金屬之間在表面狀況和材料成分之間的差異將影響測試結果的精確度和真實性。    3.4  因為腐蝕速度同溫度相關，所以測量結果只對應于浸漬探頭的水溫。    3.5  探頭浸入后需要有一個穩定階段，這段對間的長短與腐蝕速度有關。腐蝕速度越小，需要的時間越長。因此不能把探頭浸入的最初幾小時，甚至十幾小時的測試結果認做是系統情況的指示。    3.6  如果水的電阻率接近或超過儀器的測定范圍(如電阻達106Ω/cm或電導率<1μs／cm的水。)則不能使用本法測定腐蝕。 3.7="" 三電極探頭的每個電極在介質中的暴露面積，對測試結果有顯著影響，應力求一致。="">4. 儀器    4.1  同種材料(參比電極可用不銹鋼材料)三電極探頭。    4.2  快速腐蝕測試儀。    4.3  可調電熱恒溫水浴鍋或可調電磁攪拌加熱器。    4.4  組成被測水系統的各項玻璃儀器和設備，如500mL三口瓶、燒杯、溫度計、微型充氣泵等。5．測試電極探頭的制備    5.1  常用的同種材料三電極探頭如圖4——10所示．參比電極也可用不銹鋼制作，研究電極和輔助電極采用＃20或A3鋼材料。三個電極呈正三角形排列，每個電極的表面積為5.1平方厘米，表面粗糙度為0.8。    5.2探頭電極在使用之后，應將兩個碳鋼電極一齊更換或經砂磨后重復使用。6. 測試電極頭的安裝    6.l  安裝之前應將電極用石油醚、無水乙醉洗凈、濾紙吸干(必要時進行稱重)，測準表面積并分清參比電極。然后擰緊在加有1.5×3×6“O”型密封圈的預埋電極接頭上。    6.2  將探頭安裝在固定孔上或用萬用夾固定。    6.3  安裝探頭要小心，防止電極被沾污。        6.4  腐蝕介質的流速、溫度、充氣泵和導電率的測試儀表，如要安裝，應在探頭安裝之前進行。7．測試步驟    7.1  應按儀器使用說明書進行測試操怍，但下述幾點應引起注意：  7.1.1  儀器應靠良好接地，以排除干擾。  7.1.2  電源應符合儀器要求；  7.1.3  電極應在試液中穩定一定時間，使之與環境適應后再進行測試；  7.1.4  儀器工作前應校準零點；  7.1.5  進行工作電極的開路補償；  7.1.6  各調節旋鈕均應調節到擋位置。    7.2   測試極化阻力Rp的程序，除按說明書規定進行外，還應使工作——輔助電極反向同樣測定Rp。    7.3  為了測定在真實運轉系統中水的腐蝕，盡管電極上會有結垢和腐蝕產物。仍然可以繼續進行測試，直到儀器無法得到穩定的讀數為止。8. 計算    8.1  將正反向測定的Rp做算術平均（RP’），即為這次測試值；兩者之差值△Rp即為點蝕傾向之半定量測試值。    8.2  對于一系列隨時問變化的Rp和△Rp測試值，可制成RP’— t及ΔRp － t曲線，并求出其統計的Rp值和ΔRp值。8.3如果本法是用于評選緩蝕劑，則可用Rp和空白Rp0按下式計算緩蝕率：    8.4 必要時可測出電極的腐蝕失重，并計算出腐蝕速度。    8.5 如果被測系統業已知道掛片失重法測得的腐蝕速度為Fw(mdd)和相應的極化阻力為Rp(Ω／cm)。則可得到Rp和Fw之間的換算困速Cp：        Cp＝Fw· (mdd·Ω／cm2)。    據資料介紹Cp值一般在(2.2～10.0)×10mdd·Ω／cm2范圍變化。9. 精確度    9.1  與測試儀表的性能有關。    9.2  在合理確定Cp值后，根據本法測定的Rp計算的Fp同失重法測定值Fw之差可達±2mdd。                                     (楊連城 吳慶文)