[發明專利]一種提高不銹鋼點蝕抗力的電化學方法

有效

• 申請號: 202011047924.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112267136B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 孫陽庭;呂晨曦;陳斌;劉園園;蔣益明;李勁
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C25D11/00
• 分類號: C25D11/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及一種提高不銹鋼點蝕抗力的電化學方法，采用循環高低電位脈沖技術，在含氯離子的溶液中，根據特定不銹鋼的臨界點蝕條件，根據該條件選擇合適的溫度和高低電位值，在該溫度下給不銹鋼交替施加高電位和低電位，并循環若干周期，誘發穩態點蝕并使其再鈍化，實現提高不銹鋼表面點蝕抗力的作用。與現有技術相比，通過本發明的方法可以減少或消除不銹鋼表面點蝕活性位點，進而提升不銹鋼點蝕抗性，具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于不銹鋼表面處理技術領域，尤其是涉及一種提高不銹鋼點蝕抗力的電化學方法。

背景技術

作為鈍性合金，不銹鋼具有優良的耐蝕性能。但在實際應用過程中，尤其是在氯離子等侵蝕性陰離子存在的條件下，點蝕會對不銹鋼安全服役構成很大的威脅。點蝕具有突發性、隨機性和隱蔽性的特征，且穩態點蝕一旦發生，擴展相當迅速，因此破壞性極大。耐點蝕性能作為不銹鋼耐蝕性的基本指標，受到學術界和產業界的廣泛關注，如何提高不銹鋼的點蝕抗力也一直是人們的研究重點。

提高不銹鋼點蝕抗力的方法有很多。例如添加合金元素，根據耐點蝕當量PREN公式，可以添加Cr、Mo、W、N等元素(Upadhyay.N.et al.Journal of Materials Engineeringand Performance,2020,8,5337)，但這通常都會增加不銹鋼的成本或改變不銹鋼的其他性能。另一種有效的方法是在不銹鋼服役的介質中添加緩蝕劑(Talebian M.etal.Corrosion Science,2019,160,108130)，但在很多服役環境中這種方法并不適用，例如薄液膜條件或海洋等開放環境。表面處理技術也可以提升不銹鋼的點蝕抗力，例如酸洗鈍化，這一類方法往往性價比高，適用性廣，因此具有很強的應用價值，但是不同的表面處理技術的技術效果存在不同，而且不同的表面處理技術的處理成本也存在差異。

發明內容

本發明旨在提出一種提高不銹鋼點蝕抗力的電化學方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明提供一種提高不銹鋼點蝕抗力的電化學方法，具體而言，是在一定溫度的含氯離子的溶液中對不銹鋼施加循環高低電位脈沖的電化學處理方法。

進一步地，采用循環高低電位脈沖技術，在含氯離子的溶液中，根據特定不銹鋼的臨界點蝕條件，根據該條件選擇合適的溫度和高低電位值，在該溫度下給不銹鋼交替施加高電位和低電位，并循環若干周期，誘發穩態點蝕并使其再鈍化，實現提高不銹鋼表面點蝕抗力的作用。

本發明的一個實施方式中，所述含氯離子的溶液為0.1～5.0mol/L的NaCl溶液。

本發明的一個實施方式中，所述含氯離子的溶液在使用前以及使用過程中持續通氮去除氧氣。

本發明的一個實施方式中，通氮的速率為4-6L/min。

本發明的一個實施方式中，所述臨界點蝕條件包括臨界點蝕溫度(CPT)以及不同溫度下的點蝕電位(E_b)和再鈍化電位(E_re)，具體可通過在不同溫度下測試ASTM-G61-2014標準中規定的循環極化曲線獲得。

本發明的一個實施方式中，采用三電極體系進行電化學處理，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極，鉑電極為輔助電極，不銹鋼樣品為工作電極。

本發明的一個實施方式中，進行電化學處理時，選取的溫度T高于CPT(例如選擇在CPT以上5℃)。

本發明的一個實施方式中，進行電化學處理時，選取的高電位高于T對應的點蝕電位(E_b)，低電位低于T對應的鈍化電位(E_re)。

本發明的一個實施方式中，進行電化學處理時，高電位施加時間在0.1秒至5秒之間。