三角波掃描線性極化和正弦波掃描的線性極化都是基于電化學線性極化原理來測量電極體系的極化電阻,二者的極化電位范圍都是在線性范圍內(nèi)(±10mV+OCP)。
三角波掃描線性極化是給體系施加基于電位或者電流控制的三角波掃描信號,其掃描速率一般為0.5mV/s~5mV/s,通過極化電位DE除以極化電流DI的斜率來計算極化電阻Rp。然后根據(jù)Stern公式(2)計算極化電流密度Icorr。
(1)
(2)
交流阻抗是給電極體系施加了一定頻率的幅值在10mV以內(nèi)的正弦波信號,將測量的電位信號除以電流信號,進而得到復數(shù)阻抗值。因為正弦波頻率是單一且純凈的,沒有復雜的諧波成分,因此可以通過相關(guān)積分來提高信噪比,使基于正弦波激勵的阻抗測試方法較三角波掃描方法抗干擾能力得到較大提高。通過測量高頻和低頻區(qū)的阻抗值,交流阻抗技術(shù)可以測量出介質(zhì)電阻和電荷傳遞電阻,這是三角波掃描線性極化技術(shù)所無法完成的??梢哉f交流阻抗是在常規(guī)線性極化原理基礎(chǔ)上做了進一步的優(yōu)化。
極化曲線按照極化電位區(qū)間可以劃分為三個區(qū)域:線性極化區(qū)(5~20mV),弱極化區(qū)(20~50mV),強極化區(qū)/Tafel區(qū)(50~100mV)。對于長期腐蝕監(jiān)測,一般采用線性極化技術(shù),因為過高的極化電位(弱極化或者強極化)均會造成電極表面狀態(tài)改變較大,其電化學溶解行為會造成金屬表面嚴重偏離真實的管道腐蝕狀態(tài),使監(jiān)測數(shù)據(jù)失去長期對比意義。所以在長期腐蝕監(jiān)測過程中,一般只能施加5~10mV的極化過電位,這樣就不會造成電極表面狀態(tài)的大幅度改變,使電極無需取出重新打磨就可以很快恢復自然腐蝕狀態(tài),保證后續(xù)的腐蝕監(jiān)測結(jié)果與真是腐蝕狀態(tài)的一致性 。
一般地,三角波掃描的線性極化技術(shù)采用-10mV~10mV(vs OCP)的掃描范圍,而正弦波掃描的線性極化技術(shù)(交流阻抗)的正弦波幅值一般設(shè)置5mV,不超過10mV。高頻端設(shè)置為100Hz~1000Hz,低頻端設(shè)置為0.01Hz~0.002Hz。