感应电流作用下海底电缆铜铠装层腐蚀规律研究

摘要

目的研究感应电流作用下的海底电缆铜铠装层在模拟海水环境中的腐蚀规律。方法通过浸泡实验,研究不同感应电流密度下铜铠装层随时间变化的腐蚀速率,然后通过扫描电镜观察铜铠装腐蚀后表面的形貌,通过X-射线衍射分析铜铠装腐蚀后的产物,最后通过交流阻抗法对腐蚀后铜铠装的表面双电层结构进行研究。结果在模拟海水环境中,感应电流的存在能够在一定程度上加速铜铠装的腐蚀。随着浸泡时间的延长,腐蚀速率呈先上升、后下降的趋势,并逐渐趋于稳定。在峰值情况下,腐蚀速率提升4~7倍;在稳定阶段,腐蚀速率提升3~5倍。随着感应电流密度的增大,铜铠装的腐蚀速率逐渐增加,并与感应电流密度呈非线性关系,经数据拟合,腐蚀速率与感应电流密度的0.5次方成正比关系。经X-射线衍射分析可知,铜铠装在模拟海水中的腐蚀产物主要是Cu_2O。结论感应电流引起的腐蚀速率约占其等效直流电流腐蚀速率的0.16%~2.03%。流经铜铠装上的感应电流大部分通过界面双电层电容的充放电不发生实质的腐蚀反应,小部分通过极化电阻发生腐蚀反应。