阴极保护测试桩的材质如何影响其性能

1. 不锈钢系列（304/316L）

材质特性

微观结构：奥氏体基体含 18% Cr+8% Ni（304），316L 额外添加 2% Mo，形成钝化膜 Cr₂O₃

电化学特性：标准电极电位 E⁰=-0.41V（vs SHE），在中性溶液中自腐蚀电流密度 < 1μA/cm²

对性能的影响

耐蚀性：316L 在 3.5% NaCl 溶液中点蚀电位 E_b=+0.8V，比 304（E_b=+0.5V）提高 60%，适用于海洋环境

导电性：电导率 1.4×10⁶ S/m（20℃），满足电流监测时≤10mΩ 的接触电阻要求

温度适应性：-196℃~+600℃范围内力学性能稳定，低温环境下冲击韧性 KV2≥100J

典型失效模式

氯离子浓度 > 200ppm 时可能发生应力腐蚀开裂（SCC），如某沿海管道测试桩因海水倒灌导致晶间腐蚀

2. 钛合金（TA2/TC4）

材质特性

钝化膜：自然形成 5~10nm 厚的 TiO₂膜，在 pH 1~13 溶液中腐蚀速率 < 0.01mm/year

比强度：抗拉强度 σ_b=680MPa，密度仅 4.5g/cm³，为不锈钢的 57%

对性能的影响

耐强酸强碱：在 5% 硫酸溶液中腐蚀速率 0.002mm/year，优于 316L（0.1mm/year）

抗杂散电流：氢过电位高（1.23V），不易发生析氢腐蚀，适用于电解车间

电磁兼容性：磁导率 μ≈1，避免干扰电位监测（误差 < 1mV）

典型失效模式

高温（>300℃）下与卤化物接触可能产生缝隙腐蚀，如某化工厂测试桩在 150℃盐酸雾气中出现局部穿孔