交流杂散电流对Q235钢在碱性土壤模拟溶液中的腐蚀影响

摘要

接地网是变电站泄流、排除工作电流，防止雷电冲击事故发生的关键设备。交流变电站受到排流、感应电场电流、工作电流等干扰，这些杂散电流的电压和频率是不恒定的，除此之外，土壤含水率、酸碱度等对接地网腐蚀速率影响也较大。多种影响因素的存在使得交流杂散电流的腐蚀研究不深入，现有的杂散电流理论无法指导变电站接地网的防护，为此，本文对交流杂散电流腐蚀进行了较系统的探索。为了排除土壤腐蚀因素和交流电波形对研究过程的干扰，选用三角波交流电为杂散电源，碱性土壤模拟溶液为腐蚀介质，利用强化介质法、电化学分析法、腐蚀失重法和形貌分析等方法，研究了不同交流电压和频率干扰下，Q235钢交流杂散电流腐蚀过程和腐蚀规律，为交变电场中的地下腐蚀防护提供参考。 研究结果表明： (1)交流电干扰下，电位升降过程，阴、阳极极化曲线不完全重合。Q235钢自腐蚀电位Ec分裂成一个高电位和一个低电位，且随交流电压和频率改变呈一定规律性变化。交流强电场中，Q235钢在碱性腐蚀介质中发生钝化，正电位较高时，钝化膜发生破裂。负电位较低时，阴极过程有大量氢气析出，接地网发生氢脆腐蚀。 (2)交流电压低于1.5V时，Q235钢腐蚀较轻，材料发生均匀腐蚀。交流电压高于1.5V时，Q235钢腐蚀加速，发生孔蚀。随交流电频率增大，Q235钢腐蚀速率呈先增大后减小趋势。 (3)交流电压不同，频率对腐蚀机理影响不同。交流电压较低(如Ep=0.3V)，频率较低，Q235钢发生局部腐蚀，频率高时，Q235钢趋于均匀腐蚀；交流电压较高(如EP=1.OV或2.5V)，存在三个频率值，分别对应Q235钢局部腐蚀最轻、局部腐蚀最严重和先发生严重均匀腐蚀后转为孔蚀。 (4)交流电压较低，腐蚀介质中HCO3-和NO3-减缓材料腐蚀，SO42-和Cl-对材料的侵蚀作用可忽略。交流电压较高，SO42-和Cl-促进钝化膜破裂，阻碍钝化膜再次形成。SO42-和Cl-降低腐蚀介质中氧溶解量，HCO3-促进氢气析出。

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20180614023422207