ICS27.140

P59

備案號xxx

T/CEC

中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準

T/CECXXXX—XXXX

海水抽水蓄能電站金屬構件表面材料防腐

性能的電化學阻抗譜試驗導則

Guideofanticorrosionperformanceteston

metalsurfacematerialswithEISforseawater

pumpedstoragepowerstation

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布

1

目次

前??言.............................................................錯誤！未定義書簽。

海水抽水蓄能電站金屬構件表面材料防腐性能的電化學阻抗譜評價規(guī)程........................1

1范圍................................................................................1

2規(guī)范性引用文件......................................................................1

3術語和定義..........................................................................1

4一般規(guī)定............................................................................2

4.1電化學工作站....................................................................2

4.2電極............................................................................2

4.3電解池..........................................................................3

4.4測試條件.........................................................................3

5試驗................................................................................3

5.1樣品制備........................................................................3

5.2試驗準備........................................................................3

5.3測試步驟........................................................................3

6數(shù)據(jù)輸出與解析......................................................................4

6.1數(shù)據(jù)輸出........................................................................4

6.2復平面圖........................................................................4

6.3波特圖..........................................................................4

6.4數(shù)據(jù)擬合........................................................................4

7結果判定............................................................................4

7.1目測............................................................................4

7.2評價方法........................................................................4

8評價報告............................................................................5

附錄A.................................................................................6

1

海水抽水蓄能電站金屬構件表面材料防腐性能的電化學阻抗譜評價規(guī)程

1范圍

本標準規(guī)定了金屬構件防護材料在海水動態(tài)沖刷與靜態(tài)浸泡交替環(huán)境下的電化學阻抗譜性能評價

方法。

本標準適用于海水抽水蓄能電站金屬構件表面防腐材料的評價。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T8923.1涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定第1部分：未涂覆過的鋼材表面和

全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級

3術語和定義

3.1

海水沖刷腐蝕dynamicscouringbyseawater

由海水沖刷引起的金屬構件腐蝕。

3.2

電化學阻抗譜electrochemicalimpedancespectroscopy[EIS]

是一種以小幅正弦波電位或電流為擾動信號施加到待測體系上，輸出以頻率和應用信號為函數(shù)

的譜圖的一種電化學測試技術。

3.3

三電極體系three-electrodessystem

包含工作電極、對電極和參比電極的電化學測試系統(tǒng)。

3.4

工作電極workingelectrode

在電解池中，被施加擾動信號測試的電極。

3.5

對電極counterelectrode

電解池中，采用惰性材料，能與工作電極組成閉合回路的電極。

3.6

參比電極referenceelectrode

1

測量電極電位時用作參照對比、具有穩(wěn)定和可逆電位的電極。一般采用難溶鹽，如甘汞、Ag/AgCl、

Cu/CuSO4。

3.7

電解池electrochemicalcell

至少包含兩電極在電解液中，能構成電流回路的測試系統(tǒng)。

3.8

等效電路equivalentcircuit

用于模擬電化學阻抗譜并包含電阻、電容等電學元件的電路。在相同的擾動下，與測試系統(tǒng)具有相

同的電化學阻抗譜響應信號。

3.9

腐蝕速率corrosionrate

單位時間內(nèi)，金屬材料損失的平均厚度或單位面積損失的質量，通常用“或“g/(m2s)”來

表示。

mm/a”

4一般規(guī)定

4.1電化學工作站

開展電化學阻抗譜評價，應使用電化學工作站。電化學工作站應帶有零阻檢流計，輸入阻抗應大于

1TΩ，頻率測試區(qū)間宜為10?2Hz-105Hz。

4.2電極

電極要求如下：

a)應根據(jù)海水抽蓄電站測試環(huán)境條件，選擇三電極體系進行測試。

b)工作電極應采用管狀導電且涂敷有防護材料的底材，工作電極面積不低于1cm2。

c)對電極應由惰性材料制成，如鉑絲電極或碳棒。

d)參比電極應定期進行電位矯正，確保其電位的穩(wěn)定性。

1-工作電極；2-對電極；3-參比電極；4-電解池壁

圖1三電極體系

2

4.3電解池

電解池要求如下：

a)電解池制備所采用的材料應耐腐蝕。

b)電解池應采用絕緣材料進行密封。

c)電解池制備時，應預留工作電極、對電極、參比電極、氣體進出口、溫度計的位置。

4.4測試條件

應根據(jù)原型工作環(huán)境，確定測試介質的鹽度、溫度以及流速。

5試驗

5.1樣品制備

5.1.1試樣

試樣要求如下：

a)面積不小于1cm2。

b)材質與原型一致。

c）試樣表面應先處理達到GB/T8923.1規(guī)定的St2級，然后采用100#，300#，500#，800#砂紙逐級

進行打磨至表面光亮。打磨完成后，采用乙醇、丙酮進行除油，采用二次蒸餾水沖洗烘干，放入干燥箱

中待用。

5.1.2保護層材料制備

電極表面制備保護層時，應保證均勻無氣孔等缺陷。

5.1.3樣品養(yǎng)護

制備完畢后，樣品應在23±2℃，50±5%的條件下養(yǎng)護7-10天。

5.2試驗準備

將所有電極與電化學工作站相應接口進行導線連接，并檢查接線。應至少采用三個平行試樣。

5.3測試步驟

5.3.1開路電位測試

試驗前應測試開路電位，時間不低于2分鐘。

5.3.2擾動信號選擇

擾動信號應根據(jù)被測試體系阻抗的大小確定，一般為20mV。應根據(jù)低頻段實驗點的測試質量，調

整擾動信號。對于體系阻抗大于109Ω?cm2的，宜選擇更大的擾動信號幅度。

3

5.3.3頻率范圍

測試頻率范圍應根據(jù)體系響應特征確定，一般為105Hz-10-2Hz。

5.3.4測試周期

a)每條測試曲線應不少于30個試驗點。

b)實驗開展后的前10天，每2天宜進行1次測試，實驗開展10天后，每5天宜測試1次，實驗開展1

個月后，每10天宜測試1次。

c)每次測試均應包括沖刷條件下1次和靜態(tài)浸泡條件下1次。沖刷時間宜為15小時，浸泡時間宜為9

小時。

6數(shù)據(jù)輸出與解析

6.1數(shù)據(jù)輸出

應根據(jù)測試獲得的數(shù)據(jù)繪制復平面圖和波特圖。

6.2復平面圖

復平面圖應保持橫、縱坐標有相同的刻度和范圍，橫坐標和縱坐標分別為阻抗的實部和虛部，單位

是Ω?cm2。

6.3波特圖

波特圖的橫坐標應為頻率的對數(shù)，單位為Hz。縱坐標可選擇阻抗模值或相位角，當縱坐標為阻抗模

值時，單位為Ω?cm2；當縱坐標為相位角時，相位角的坐標區(qū)間宜為0~90度。

6.4數(shù)據(jù)擬合

宜采用擬合方法，對所獲得的阻抗譜數(shù)據(jù)進行分析，建立等效電路模型，獲得電荷轉移電阻、雙電

層電容、涂層電阻、涂層電容等電學元件參數(shù)。

7結果判定

7.1目測

每次測試前，觀察保護層的耐沖刷以及耐海水浸泡情況，記錄保護層表面鼓泡、變色、開裂、生銹

等變化情況。

7.2評價方法

評價方法如下：

a)三個平行試樣的數(shù)據(jù)偏差小于10%為合格。

b)當其中一個偏差大于10%小于30%，應補充試樣測試。

4

c)當其中一個偏差大于30%，應重新取樣試驗。

8評價報告

評價報告內(nèi)容如下：

a）試驗的過程，應包括測試試樣的制備過程，表面材料的制備過程、干燥條件、厚度（μm）、表

面保護材料的養(yǎng)護干燥條件、表面材料的層數(shù)；

b）試驗測試的溫度、流速等條件參數(shù)；

c）介質的類型、濃度、其他添加劑等；

d）測試條件，包括測試周期、頻率范圍、振幅等；

e）試樣表面的形貌照片；

f）試驗結果，包括復平面圖和波特圖；

g）其他現(xiàn)象；

h）試驗日期。

5

附錄A

（推薦性附錄）