辛本帅 牛文奇 程正聪 刘慧 陈学研（中国石油大学胜利学院油气工程学院，山东东营257061）

闭塞电池法金属局部腐蚀特性的研究

辛本帅 牛文奇 程正聪 刘慧 陈学研（中国石油大学胜利学院油气工程学院，山东东营257061）

金属油罐在运行过程中，其罐底最容易腐蚀，经研究发现，储罐罐底的腐蚀多以局部腐蚀为主。腐蚀过程不易发现，容易造成罐底板的腐蚀穿孔。关于局部腐蚀，其重要特征之一是缝隙、蚀孔内部存在“闭塞电池”[1]。由于闭塞电池的存在，会使腐蚀部位发生阳极极化，加速局部腐蚀。储罐底板的防腐蚀措施主要有涂料防腐蚀和阴极保护两种方法。阴极保护过程中局部腐蚀的保护电位设置情况决定了保护方案的优劣。基于此，通过闭塞电池法实验模拟罐底的局部腐蚀闭塞效应，验证局部腐蚀扩展阶段，闭塞区内外溶液性质的变化趋势[2]。对指导金属的阴极保护设计具有重要的实践指导意义。

1 实验装置

模拟闭塞电池的实验装置如图1所示，其中试验试样为金属储罐常用钢材Q235加工制作，内试件设计成圆柱体：Φ4×4mm，外试件设计成长方体：50×35×2 mm。内外试件的工作面面积比大约为1：50。配置0.1mol/L的KCl溶液作为试验介质，初始溶液的pH值7.2。试验过程中用pH值酸度计测量闭塞区内外溶液的pH值。

图1 模拟闭塞电池的实验装置

2 实验步骤

连接模拟闭塞电池实验装置；配置0.1mol/L的KCl溶液作为试验介质。恒温30度，间隔一小时分别测量闭塞区内外溶液的PH值，直至PH值不变为止，记录实验数据。改变温度，分别用40度、50度，重新测上述实验内容。对实验结果进行分析。

3 实验结果结果

将不同温度条件下测得的实验数据作图如图2所示，

图2 闭塞区内pH值随极化时间的变化规律

4 结语

（1）经过实验数据分析，结果表明，局部腐蚀的扩展阶段存在闭塞效应，即在在闭塞效应的作用下，内部试件发生阳极极化，加速腐蚀，外部试件发生阴极计划，减缓腐蚀，在阳极极化的作用下，内部溶液的pH值减小，最终会达到临界值。该实验条件下的临界pH值为3.31。

（2）经测量，在30、40、50℃的条件下，该体系的临界pH值均为3.31。即对于同一个稳定的闭塞区，不同的温度环境下，其临界pH值为恒定值。

（3）在对局部腐蚀外加阴极保护时，在阴极保护电位设置的时候，可以参考该系统的临界pH值所对应的自腐蚀电位，这样就可以避免金属的过保护现象。

[1]辛艳萍局部腐蚀闭塞区内临界pH值的影响因素探讨[J].材料保护，2015，48（3）：20-22.

[2]辛艳萍，桩西联合站罐底水质对罐底局部腐蚀的影响[J].石油化工高等学校学报，2013，26（4）：39-42.

辛本帅：（1996-），本科，中国石油大学胜利学院油气储运专业学生。