直流和方波脉冲电流作用下不锈钢析氢的电化学研究.pdf

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1、技术与信息直流和方波脉冲电流作用下不锈钢析氢的电化学研究12王会祥王常青(1.云南技师学院,云南昆明650300;2.南京三方化工设备监理有限公司,江苏南京210000)摘要：本文采用恒电位充氢、恒电位释氢的方法评价304不锈钢在直流和方波脉冲电流以及不同的脉冲频率对其充氢电流、氢吸收浓度和氢吸收率的影响。实验结果表明不同频率的方波脉冲充氢时所需电流皆高于直流充氢电流，且充氢电流随着频率的降低而升高；氢吸收浓度和氢吸收率随着方波脉冲频率的增加而增加。方波脉冲电流作用下可降低析氢的危险性，且频率越低，这种危险性越小。关键词：方波脉冲;不锈钢;阴极保护;析氢敏感性;氢

2、吸收率ElectrochemicalStudyofHydrogenEvolutionofStainlessSteelUndertheActionofDirectCurrentandSquareWavePulseCurrentAbstract:Inthispaper,theinfluenceofdirectcurrentandsquarewavepulsecurrentonhydrogenchargingcurrent,concentrationandratioofhydrogenabsorptionfor304stainlesssteelwereinvestiga

3、tedbyusingstationarypotentialhydrogencharginganddischarging.Theresultsshowedthatthehydrogenchargingcurrentsofsquarewavepulsewerehigherthandirectcurrentatdifferentfrequency,andthehydrogenchargingcurrentincreasedwiththefrequencydecreased.Withtheincreaseofthefrequency,theconcentrationand

4、theratioofhydrogenabsorptionincreased.Squarewavepulsecurrentcouldreducetheriskofhydrogenevolution,andwithdecreasingfrequency,theriskdecreased.20引言充氢装置如图1所示，辅助阳极为表面积1cm的贵金属铂片，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极。充氢溶液为0.5M硫酸溶阴极保护不当致使保护电位负于析氢电位，析氢反应生成液，采用HP-MCB25脉冲电源提供直流电流和不同频率下的的氢原子将有部分扩散至被保护材料内部，当氢浓度聚集达到方

5、波脉冲电流(占空比皆为20％)，DT930FG微安表测量电路一定值时，可导致材料发生氢鼓泡(HB)、氢脆(HE)、氢致开裂中平均电流，泰克T1002B示波器测量研究电极表面电位和响[1][2](HIC)和应力腐蚀破裂(SCC)等失效破坏，氢是引起多种管应波形。充氢时控制试片至相同极化值，充氢时间为120min。线断裂、泄漏、储罐爆炸等事故的根源。脉冲电流阴极保护是一2释氢装置如图2所示，辅助阳极为表面积1cm的贵金属种新型的阴极保护技术，具有传统直流阴极保护技术无法比铂片，SCE为参比电极。释氢溶液为0.2M氢氧化钠溶液，实验拟的优越性，可使阴极表面的电位分布均匀

6、，延长有效保护距开始前向氢氧化钠溶液中连续充氮驱氧60min后，将充氢后的[3]离。本文以304不锈钢为材料用恒电位充氢、恒电位释氢的方试样立即用0.2M氢氧化钠冲洗，放入如图2所示的密封罐中，[4]法评价直流和方波脉冲电流以及不同脉冲频率作用下对其建立实验体系。使用CHI660B电化学综合测试仪进行恒电位充氢电流iC、氢吸收浓度CH和氢吸收率(库仑效率η)的影响。放电，释氢时间为90min。文中全部实验皆在室温下进行，温度1实验材料和方法为28±1℃。1.3氢敏感性和吸收率的计算1.1实验材料及试样制备如果以单位体积材料吸收的氢的摩尔数作为试片的氢吸实验材料为3

7、04不锈钢，线切割制成直径为11.3mm(面积收浓度CH，则可根据法拉第定律由QH计算出氢吸收浓度，21cm)，厚2mm的圆形试片，环氧树脂封装留出试片的一侧作##为工作面，试片工作面依次经300和600水砂纸打磨至表面(1)QH平整均匀，室温超声1分钟以除去研磨剂粒子，用水和无水乙C＝H3式zFv中：C为氢吸收浓度，mol/cm；Q为恒电位HH醇清洗吹干，置于干燥皿中24h待用。研究电极使用前依次用释氢时氢的氧化电流形成的电量，C；z为参加反应的电丙酮除油、无水乙醇洁净其表面，电吹风吹干。子数，z=1；F为法拉第常数，96500C/mol；ν是试片体积，304不

8、锈钢化学成