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第 9卷 第 1期 2003年 2月 电化学

EL ECTROCH E M ISTR Y V o l . 9 N o. 1 Feb . 2003

文章编号 :100623471(2003 0120060206

5083铝合金在海水中的腐蚀电化学行为 及活性氯影响研究 王洪仁 13, 吴建华 1, 王均涛 1, 2, 2

(1. 七二五研究所青岛分部 , 山东 青岛 266071; 2.

摘要 : , 研究了 5083铝合金在静止海水中的腐 , 在本文设置的防污活性氯浓度范围 (0. 2~0. 5m g L 内 , , 并可提高铝合金的耐 点蚀能力 , 海水的 pH 值对铝合金的腐蚀具有显著的影响 . 该研究为海水中 5083铝合金的防腐防 污提供了依据 .

关键词 : 5083铝合金 ; 海水 ; 腐蚀电化学 ; 活性氯

中图分类号 : O 646 文献标识码 : A

接触海水的结构铝合金 , 面临腐蚀性很强的海水介质直接腐蚀 , 主要的腐蚀形式为局部腐 蚀 , 其耐蚀性完全取决于钝化膜的完好程度与破裂后的自修复能力 . 海水中的 C l -对钝化膜的 破坏作用尤其强烈 , 造成了铝合金在海水中的钝态不稳定 . 此外 , 海水中铝合金还会由于海生 物的污损 , 从而加速了铝合金局部腐蚀 , 影响其正常使用 . 阴极保护是首选的 、 行之有效的金属 防蚀手段 . 电解海水制氯可以通过电解海水产生氯气 , 次氯酸等有毒物质抑制海生物的污 损 [1].

电解海水产生的用于防止海生物污损的活性氯 , 通常是指具有氧化能力的各种氯的总和 , 主要包括 C l 2, HC l O , C l O -等形式 , 它们和海水中的溶解氧一样 , 都具有一定的氧化性 . 活性 氯对铝合金的影响一方面是有利于维持合金的钝态 , 增加

活性氯的供给 , 促进钝化膜的稳定 性 ; 但另一方面又可能起着电化学腐蚀去极化剂的作用 , 从而破坏金属表面的钝化膜并诱发孔 蚀 [2, 3], 产生严重的局部腐蚀 , 这对于铝合金在海水中的腐蚀和电化学性能将产生不利的影响 . 本文针对在海洋腐蚀和污损环境中普遍应用的 5083铝合金 , 研究其在静止海水中的腐蚀 与电化学性能 , 同时通过研究活性氯对铝合金腐蚀电化学性能影响 , 明确了由电解海水产生的

防污活性氯浓度 (0. 2~0. 5m g L 范围 , 为

5083铝合金在海水中的防腐防污提供依据 . 收稿日期 :2002208212, 修订日期 :2002209223

通讯联系人 T el :(862532 5843204; E 2m ail :hongrenw @163. com 国防型号科研课题 (XK 020401 资助

1 试验材料及方法 1. 1 试验材料及设备

试验用 5083铝合金为轧制状态 , 其化学成分如表 1所列 .

电化学腐蚀实验使用的铝合金为面积 1c m 2(10mm ×10mm 的片状试样 , 引出导线后镶 嵌固化在环氧树脂中 , 表面用砂纸逐级研磨至 2000#. 全浸腐蚀试验试样尺寸为 70mm ×25mm ×5mm , 表面抛光除油 , 试验前后用电光天平称重 , 试样用 A STM G 1281标准方法进行处 理 . 表 1 5083T ab . 1 E lem en ts

g i Cu C r Zn A l Con . 9. 41. 00. 40. 40. 20. 10. 1~0. 30. 3R em . 试验介质采用常温青岛天然海水 . 电化学腐蚀试验采用 SOLA TRON 1287电化学测试 系统 , P t 片作为辅助电极 , 饱和 KC l 甘汞电极作为参比电极 .

1. 2

活性氯的制备

由于静止海水试验在较小的密闭体系中完成 , 本文不采取电解法制备活性氯 , 而是利用化 学纯次氯酸钠配制含活性氯海水溶液 , 即按预定的活性氯浓度称取对应量的次氯酸钠溶解于 海水中配制成 , 并采用 N , N —二乙基对苯二胺—硫酸亚铁铵滴定法测定浓度 . 活性氯在海水 中会逐渐分解失效 , 实验过程中 , 需要定期调整由此而产生的浓度变化 .

1. 3 试验方法

分别测定 5083铝合金在含不同浓度活性氯的静止海水中的自然腐蚀电位 , 阴极极化和阳 极极化曲线 , 扫速 0. 5mV s . 其相应的阳极极化曲线采用循环极化 (cyclic po larizati on 法 , 并

于阳极电流密度达到 1mA c m 2时进行反扫 , 以此研究铝合金的点蚀电位和点蚀保护电

位 [4].

铝是两性金属 , 在酸性和碱性环境中均会遭受加速腐蚀 . 要解决铝合金的防腐防污问题 , 需同时考虑阴极过保护可能导致合金表面的碱性化 , 以及电解海水制氯时由于局部活性氯聚 集而造成酸性环境 . 为此用 HC l 和 N aO H 调整海水的 pH 值