南海1200 m深海环境Al-Zn-In合金阳极电化学性能研究

摘要

目的研究对比了3种不同配方Al-Zn-In合金阳极在南海环境条件下的腐蚀形貌及电化学容量、电化学效率等性能参数,为深海工程装备的阴极防护设计提供可靠的参考依据。方法通过在我国南海1200 m深海试验架上搭载阳极阴极保护测试装置及数据采集、存储系统,采用自放电测试(Free Running Test,FRT)试验方法研究了阳极在110 d长周期条件下的电化学性能,采用超景深三维显微镜对其表面腐蚀形貌进行了观测。结果1#—3#阳极下水后工作电位均快速活化,整个试验阶段,平均工作电位分别为-1.029、-1.033、-1.098 V(Ag/AgCl/海水);电化学效率分别为81.62%、78.02%、87.90%。仅自主设计的3#配方阳极的开路电位和电化学效率达到了UNE-EN 12496-2013阴极保护设计标准的要求。结论与模拟深海环境下的恒电流测试(Galvanostatic Test,GST)短期试验(4 d)结果相比,同一配方阳极在深海110 d长周期FRT测试条件下的电化学效率分别降低15.13%,18.87%和8.14%。长周期FRT试验更接近实际阳极服役状态,可为深海阴极保护设计参数选择提供可靠性参考。相较于1#和2#阳极,3#阳极In元素增加了1倍,使得工作电位更负,溶解区域晶粒细化,电化学效率更高。但是3#阳极表面却发现了局部未溶解区域。可见,仅通过增加In含量对于改善铝合金表面腐蚀形貌效果有限。