氧缓蚀剂及碳钢在NaHCO3溶液中的氧腐蚀
目前，国际各国普遍认为深地质处置是高放废物较为合理的处置方案，主要采用多重屏障系统的设计思路以保证核废料长久的安全处置。多重屏障系统包括自然屏障—围岩，人工屏障—缓冲回填材料和金属处置罐。在长期处置过程中，地下水逐渐渗入，浸透缓冲回填材料并与金属处置罐直接接触，从而诱发处置罐腐蚀破坏。目前，很多国家将低碳钢作为处置罐的后续材料展开研究。而低碳钢在深地质处置环境中的腐蚀行为及影响因素十分复杂，能否适用于作为处置罐材料仍不清楚。荆门铸鼎新材料有限公司开发出的氧缓蚀剂，已经成功在油田空气驱环境中使用，解决了多个油气田空气驱过程的腐蚀，同时实验室评价结果证实，改氧缓蚀剂针对不同压强、不同温度的氧腐蚀均具有非常好的缓蚀效果，有可能用作残余氧缓蚀剂。
董俊华等研究了残余氧含量对Q235 低碳钢在0.1M NaHCO3 模拟地下水溶液中腐蚀行为的影响。2 实验方法残余氧含量的控制是通过不同的除氧条件进行：高纯氮除氧，混合气体（99%N2+1%O2）除氧及暴露于空气中。实验采用电化学测量方法测定了低碳钢电极的动电位极化曲线，并对其开路电位进行了原位连续监测，且定期对低碳钢的电化学阻抗进行了原位测量。浸泡实验结束后，采用SEM 对样品表面及截面微观组织形貌进行观察，同时采用XRD 对低碳钢表面的腐蚀产物进行分析。3 实验结果动电位极化曲线的结果表明：0.1M NaHCO3 溶液中，低碳钢在暴露于空气中的阳极极化曲线直接进入钝化状态，自腐蚀电位比另外两种除氧溶液的电极高出0.6V 左右。而低碳钢在高纯氮除氧和混合气体除氧溶液中的阳极区出现活性溶解→弱钝化→再活化→二次弱钝化→极限扩散现象。这说明氧含量的增加抑制了低碳钢的活性溶解，有利于电极趋于钝化状态。开路电位原位监测结果显示，三种氧含量中电极在经过一段时间浸泡后电位最终均升高到-0.2V 左右。但是随着溶液中氧含量的降低，电位升高所需时间增加。高纯氮除氧溶液中低碳钢的电极电位在浸泡7 天后升高至-0.2V，而混合气体除氧和暴露于空气中的电极电位始终保持在较高数值。原位阻抗测量结果显示，随氧含量增加，扩散特征更加显著，促进了低碳钢电极在0.1M NaHCO3 溶液中的钝化行为。SEM 结果表明低碳钢在三种氧含量溶液中均发生均匀腐蚀。锈层分为紧密层和疏松多孔层。暴露于空气中的电极锈层厚度明显大于除氧溶液中的电极表面锈层。XRD 结果显示低碳钢在不同氧含量的0.1MNaHCO3 溶液中的腐蚀产物主要是α-FeOOH 及GR（CO32-）。并且低碳钢在暴露于空气溶液中峰的强度要高于除氧溶液。
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2016年2月24日
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