海水ORP对3C钢腐蚀行为的影响

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1、海水ORP对3C钢腐蚀行为的影响丁慧(胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司,山东东营257026)摘要:研究了氧化还原电位(OxidationReductionPotential,ORP)对海水中碳钢腐蚀电化学特征的影响,应用动电位极化曲线法探讨了ORP与碳钢腐蚀行为之间的关系。结果表明,海水的ORP参数对碳钢−3+2+腐蚀行为具有较大的影响,其中O2/OH电对的作用占主导,其他电对如Fe/Fe也有一定的影响。随着海水ORP的增大,其氧化能力越强,碳钢腐蚀电流增大,腐蚀速度加快。水质相对稳定的开放性大洋海水中,可以考虑海水氧化还原电位在碳钢腐蚀速度预测评估中的应用。关键词:氧化还原电位(O

2、xidationReductionPotential,ORP);氧化还原电对;海水腐蚀中图分类号:P734.3文献标识码:A文章编号:1000-3096(2013)06-0073-04海水氧化还原电位(OxidationReductionPotential,试验溶液使用青岛汇泉湾过滤海水。海水通过ORP)是海洋地球化学和海洋物理化学中广泛使用的通入纯净的N2和O2改变含氧量或者采用FeCl3等氧[1-3]一个参数。它是用来表征海水氧化还原特性的最化剂来调整海水的氧化还原电位。基本参数,可以用来判断氧化还原电对中每一种形使用美国YSI6600多参数水质监测仪测量含氧态的稳定情况,在沉积物研

3、究中描述其氧化还原特量、氧化还原电位等参数。性,还可以用来判断好氧厌氧微生物的存活条件等采用三电极体系,辅助电极为铂电极,参比电[4-5]等,是描述海水状态的重要参数之一。极使用饱和甘汞电极。电化学测量使用Solartron氧化还原电位通常由惰性电极(如铂电极)在无Sl1287恒电位仪及相应的数据分析软件CView2。极外加电流的情况下测得的。海水中铂电极测得的电化曲线测试中扫描速度为0.333mV/s。位是一种混合电位,是由若干个氧化还原电对共同2结果与讨论作用的结果,反映的是综合的海水体系的氧化能力。海水中金属腐蚀过程是氧化还原反应,与海水的温2.1开放性大洋海水中ORP对3C钢腐蚀

4、行度,含氧量,pH值,盐度等环境状态参数有密切的关为的影响系。海水的氧化还原电位反映了海水的综合氧化能氧化还原电位在海水中主要受海水的含氧量和力,因此,它必然通过与海水中金属腐蚀反应偶合pH值影响,在开放性大洋海水中,具体海域位置海而对腐蚀过程产生较大的影响,即氧化还原电位也水pH值相对稳定,变化范围较小,其氧化还原电位是影响腐蚀过程的海水状态参量之一。目前尚无与[6]主要受含氧量的影响。海水是一个复杂的体系,通此有关的报道,本文以3C钢为例研究了ORP对碳钢−常除了O2/OH之外还有多个非溶解氧组分的氧化还腐蚀行为的影响。3+2+4+2+−原过程同时发生,如Fe/Fe,Mn/Mn,S/

5、HS等,1实验它们不是完全处于平衡中,这些电对也能对海水的氧化还原电位产生影响。在大洋海水中,这些过程很柱状3C钢电极采用环氧树脂密封,表面面积为弱,对ORP的影响较小。碳钢在海水中的腐蚀主要2##0.785cm。试验前依次经过260~1000水磨砂纸打是阴极氧去极化控制。通常开放性海水中碳钢发生磨,丙酮清洗,超声波清洗。3C钢的成分如表1所示。表13C钢化学成分收稿日期:2012-10-06;修回日期:2013-02-05Tab.1Chemicalcompositionof3Csteel基金项目:国家自然科学基金(40706031);山东省优秀中青年科学家CSiMnPSCrNiCuTi

6、Fe奖励基金(BS2010NJ025)Bala-作者简介:丁慧（1971-）,山东龙口人,硕士,研究方向:油田采出水处0.180.300.320.400.400.300.300.350.053nce理与环保技术,电话:0546-8552513,E-mail:dinghui601.slyt@sinopec.comMarineSciences/Vol.37,No.6/201373如下的电极反应:含氧量增加导致氧化还原电位和3C钢腐蚀电位2+阳极反应:Fe-2e=Fe(1)Ecorr的正移。阳极曲线行为变化不大。阴极塔菲尔斜−阴极反应:4H2O+O2+4e=4OH(2)率Bc增大,自腐蚀电流密

7、度icorr增大。碳钢的海水腐在大洋海水中,氧化还原电位对于碳钢腐蚀行蚀受到阴极氧去极化控制,因此,当溶解氧的浓度为影响主要是通过含氧量变化实现的。图1为不同增大时,氧的极限扩散电流密度增大导致氧去极化含氧量导致氧化还原电位变化时3C钢动电位极化曲腐蚀的速度的增加。因此,在这种情况下,ORP的正线的变化。拟合计算得到表2所示的结果。移将增大阴极反应速度,即增加腐蚀速度。2.2近海污染海水中ORP对3C钢腐蚀行为的影响但在近海污染海水