在DGR中會(huì)經(jīng)歷從初期的有氧、高溫環(huán)境到后期氧含量降低至接近為零，溫度逐漸下降20℃左右的漫長(zhǎng)演變過(guò)程[4]，核廢料的放射性降低到原來(lái)鈾礦的放射水平也需要近萬(wàn)年時(shí)間[8~10]。因此金屬儲(chǔ)罐作為使核廢料與外界環(huán)境完全隔離的屏障之一，其設(shè)計(jì)使用壽命需要達(dá)到萬(wàn)年以上[11]。在金屬儲(chǔ)罐的候選材料中，Cu和碳鋼被研究的最多。碳鋼因其硬度大、塑性好、腐蝕行為可預(yù)測(cè)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)被許多國(guó)家選為候選材料，如法國(guó)、瑞士、日本和比利時(shí)等國(guó)家；Cu因?yàn)橛辛己玫哪臀g性，且相比其他耐蝕性金屬，Cu在含有Cl-的溶液中通常發(fā)生均勻腐蝕，被加拿大、芬蘭、瑞典等國(guó)家選用候選材料[12]。目前，我國(guó)暫未確定金屬儲(chǔ)罐的制作材料，近幾年對(duì)低碳鋼在深地質(zhì)環(huán)境中的腐蝕行為研究較多[13~16]，但碳鋼的缺點(diǎn)是耐蝕性較差。加拿大曾提出在碳鋼表面鍍一層銅鍍層以提高金屬儲(chǔ)罐的耐蝕性[17]，鍍銅鋼儲(chǔ)罐結(jié)合了碳鋼和銅的優(yōu)點(diǎn)，可以作為金屬儲(chǔ)罐的候選材料之一。但是當(dāng)銅鍍層表面出現(xiàn)缺陷時(shí)，內(nèi)部碳鋼暴露，銅和碳鋼在地下水溶液中存在發(fā)生電偶腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，加快金屬儲(chǔ)罐的腐蝕失效速度。因此，若選擇鍍銅鋼作為我國(guó)金屬儲(chǔ)罐材料，需充分考慮銅和碳鋼在北山地下水環(huán)境中的電偶腐蝕。

我國(guó)北山地區(qū)地下水中主要的侵蝕性離子為${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$和Cl-，平均濃度分別約為0.015和0.04 mol·L-1[18]，離子濃度會(huì)隨著地下環(huán)境的位置變化而變化，其中Cl-濃度變化范圍為0.002~1 mol·L-1[19]。Standish等[20]研究了Cu和碳鋼在25℃、有氧條件下，0.001~3.0 mol·L-1 Cl-濃度溶液中的電偶腐蝕行為，表明在中等Cl-濃度(0.1 mol·L-1)溶液中，電偶腐蝕最嚴(yán)重；劉泉兵等[21]研究了5083鋁合金與30CrMnSiA高強(qiáng)鋼在0.05~0.85 mol·L-1 Cl-濃度溶液中的電偶腐蝕行為，表明隨著溶液濃度增大，電偶腐蝕效應(yīng)減弱。可見(jiàn)，溶液中Cl-濃度變化會(huì)對(duì)金屬的電偶腐蝕行為產(chǎn)生影響。因此，本文結(jié)合我國(guó)甘肅北山地區(qū)地下水中Cl-濃度變化范圍大的特點(diǎn)，模擬北山地下水環(huán)境，主要研究了在有氧條件下，控制${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$濃度為0.015 mol·L-1時(shí)，Cl-濃度變化(0.001~2 mol·L-1)對(duì)銅和碳鋼電偶腐蝕行為的影響，其中金屬材料選用常用材料T2銅合金和Q235鋼。與前人的研究相比較，本文考慮深地質(zhì)處置庫(kù)中前期高溫有氧環(huán)境的特點(diǎn)，還研究了溫度、面積比對(duì)電偶腐蝕速率的影響，為評(píng)估電偶腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，地下水溶液的腐蝕性提供參考。

實(shí)驗(yàn)所用金屬材料為T(mén)2銅合金和Q235鋼，均購(gòu)自山東晟鑫科技有限公司。T2銅合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：Zn 0.005，Pb 0.005，Sn 0.002，Ni 0.005，F(xiàn)e 0.005，Sb 0.002，S 0.005，As 0.002和Cu余量，Q235鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：C 0.181，Si 0.208，P 0.041，S 0.035，Al 0.266，Mn 0.552，Cu 0.167和Fe余量。采用線切割的方式將兩種金屬材料加工成高度為5 mm，直徑不同的圓柱形金屬試樣，其中T2銅合金的直徑分別為25.3和56.6 mm，Q235鋼的直徑為4和8 mm，通過(guò)組合不同面積的銅合金和碳鋼，形成不同面積比的電偶對(duì)。選擇試樣的任一圓形面為工作面，相對(duì)的另一面焊接銅導(dǎo)線后，用環(huán)氧樹(shù)脂密封，制成電極。工作面分別用400#，600#，800#，1000#，1500#以及3000#的SiC砂紙逐級(jí)濕磨，打磨好后用無(wú)水乙醇超聲清洗10 min后用N2吹干，放入玻璃干燥器中備用。實(shí)驗(yàn)中所有溶液均采用分析純?cè)噭┖碗娮杪蕿?8.2 MΩ·cm的超純水配制。北山地下水中主要陽(yáng)離子為Ca2+、Na+、K+和Mg2+，陰離子為Cl-、${\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_3^{-}$、${\mathrm{N}\mathrm{O}}_3^{-}$和${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$，其中Cl-、${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$和Na+為含量最多的3種離子，占離子總含量的90%以上[19]，且地下水的侵蝕性主要與Cl-、${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$有關(guān)。本文主要研究了在${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$存在時(shí)，Cl-濃度變化對(duì)電偶腐蝕的影響。因此，為了排除其它離子的干擾，使用Na2SO4和NaCl配制簡(jiǎn)化版北山地下水模擬液，具體成分為：NaCl 1907.8 mg·L-1和Na2SO4 2128.1 mg·L-1 [18]。同時(shí)，為了研究Cl-濃度變化對(duì)T2銅合金和Q235鋼電偶腐蝕的影響，固定溶液中Na2SO4的濃度為0.015 mol·L-1，用NaCl調(diào)配Cl-濃度在0.001~2 mol·L-1變化，保證溶液濃度變化只與Cl-有關(guān)。

使用CHI 604E電化學(xué)工作站分別測(cè)試T2銅合金和Q235鋼的開(kāi)路電位(OCP)，在三電極體系，其中參比電極為飽和Ag/AgCl電極(0.198 V vs. SHE)，對(duì)電極為1 cm × 1 cm的Pt電極，測(cè)試時(shí)間持續(xù)1 h。極化曲線和電偶腐蝕實(shí)驗(yàn)使用內(nèi)置有零電阻電流計(jì)(ZRA)的Ivium-n-Stat多通道電化學(xué)工作站進(jìn)行測(cè)試。進(jìn)行極化曲線測(cè)試時(shí)掃描速率為10 mV·min-1，掃描范圍為OCP ± 300 mV。電偶腐蝕實(shí)驗(yàn)中，Q235鋼為工作電極，T2銅合金為對(duì)電極，參比電極為飽和Ag/AgCl電極，實(shí)驗(yàn)中始終保持工作電極和對(duì)電極的距離約為1 cm。組裝好的電解池固定好后放入恒溫箱中保持溫度為25或50℃，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，用氣泵向溶液中通空氣3 h以保持有氧狀態(tài)，并持續(xù)通氣至測(cè)試結(jié)束，待電偶電流和電偶電壓穩(wěn)定后，記錄最后10 h數(shù)據(jù)取平均值。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將需要進(jìn)行表面分析的Q235鋼電極小心取出，用超純水清洗表面(不破壞腐蝕產(chǎn)物)，無(wú)水乙醇脫水、N2吹干后暫放于手套箱中。

使用Regulus 8100場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)Q235鋼表面進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物形貌表征，LabRAM HR Evolution拉曼光譜儀(Raman，激發(fā)波長(zhǎng)633 nm，掃描范圍為100~2000 cm-1)進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物組成分析，DDS-11A電導(dǎo)率儀對(duì)溶液的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試。

T2銅合金和Q235鋼在簡(jiǎn)化版北山地下水模擬液中OCP隨時(shí)間變化曲線如圖1所示。圖中兩者的OCP在測(cè)試開(kāi)始后均迅速下降，隨后逐漸穩(wěn)定。最終，T2銅合金的OCP穩(wěn)定在-0.11 V，Q235鋼的OCP穩(wěn)定在-0.61 V。可以看出，Q235鋼的OCP明顯低于T2銅合金，它們的OCP差約為500 mV。一般認(rèn)為，當(dāng)兩種金屬的電位差大于250 mV時(shí)，電偶腐蝕效應(yīng)明顯[22]。因此，在北山地下水的環(huán)境中，當(dāng)兩種金屬接觸時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電偶腐蝕，其中T2銅合金作為陰極受到保護(hù)，而Q235鋼作為陽(yáng)極腐蝕速率加快。

25℃時(shí)Cl-濃度變化對(duì)T2銅合金和Q235鋼OCP的影響如圖2所示。Cl-濃度從0.001 mol·L-1增大到2 mol·L-1，T2銅合金的OCP整體出現(xiàn)明顯的負(fù)移，負(fù)移值為230 mV；Q235鋼的OCP先負(fù)移，后在0.05 mol·L-1到0.1 mol·L-1之間出現(xiàn)波動(dòng)，最后在2 mol·L-1時(shí)又正移到-0.56 V，與在0.001 mol·L-1時(shí)數(shù)值幾乎相同。可以看出，隨著Cl-濃度增大，在一定濃度范圍內(nèi)，T2銅合金和Q235鋼的OCP均出現(xiàn)了明顯的負(fù)移，表明Cl-濃度從0.001 mol L-1增大到0.05 mol·L-1時(shí)，銅合金和碳鋼的腐蝕傾向均增加。當(dāng)Cl-濃度繼續(xù)增大時(shí)，T2銅合金的OCP在0.05 mol·L-1后出現(xiàn)小幅正移后又繼續(xù)大幅負(fù)移，表明T2銅合金在Cl-濃度較大時(shí)腐蝕傾向也在增加；而Q235鋼的OCP在0.1 mol·L-1到1 mol·L-1出現(xiàn)小幅度負(fù)移，在1 mol·L-1之后出現(xiàn)明顯的正移，表明Q235鋼的腐蝕傾向在1 mol·L-1之后減小。T2銅合金和Q235鋼OCP之間的差值在Cl-濃度大于0.1 mol·L-1時(shí)逐漸減小，表明它們之間的耦合效應(yīng)可能在Cl-濃度較大時(shí)逐漸減弱。

為進(jìn)一步探究Cl-濃度變化對(duì)T2銅合金和Q235鋼腐蝕行為的影響，分別在0.01、0.1、1 mol·L-1溶液中對(duì)T2銅合金和Q235鋼進(jìn)行極化曲線測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖3所示，表1為極化曲線擬合結(jié)果。如圖3a所示，T2銅合金的陰極極化受氧擴(kuò)散控制，陽(yáng)極極化表現(xiàn)為金屬的活性溶解；在Cl-濃度為0.01和1 mol·L-1時(shí)，T2銅合金的陽(yáng)極極化分支出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象，是由于在Cl-濃度較大時(shí)，銅合金表面形成了比較致密的鈍化膜，使得電流密度出現(xiàn)了短暫的下降；隨后鈍化膜被擊穿，電流密度繼續(xù)升高。T2銅合金的腐蝕電位Ecorr隨Cl-濃度增大出現(xiàn)負(fù)移，與OCP的結(jié)果相對(duì)應(yīng)；腐蝕電流密度Icorr隨Cl-濃度增大而增大，表明Cl-濃度增大會(huì)使T2銅合金的腐蝕速率加快。在圖3b中，Q235鋼的陰極極化明顯也受氧擴(kuò)散控制，陽(yáng)極極化均表現(xiàn)為金屬的活性溶解，沒(méi)有出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象。Ecorr先正移后有所負(fù)移，Icorr先增大后減小，表明隨Cl-濃度增大，Q235鋼的腐蝕速率先增大后減小，過(guò)高的Cl-濃度會(huì)抑制Q235鋼的腐蝕。從表1數(shù)據(jù)可以看出，在相同的溶液中，T2銅合金的腐蝕速率會(huì)明顯低于Q235鋼。因此對(duì)于“鍍銅鋼”金屬儲(chǔ)罐，在銅鍍層未發(fā)生破損前，具有比碳鋼更好的耐蝕性，可以有效延長(zhǎng)金屬儲(chǔ)罐的使用壽命。

一旦銅鍍層發(fā)生破損并裸漏出碳鋼基體，可能會(huì)導(dǎo)致碳鋼基體發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。在鍍銅鋼材料中，銅鍍層直接與鋼基體接觸，無(wú)法直接測(cè)試電偶電壓和電偶電流[20]，且在實(shí)驗(yàn)中如果銅鍍層出現(xiàn)進(jìn)一步破損，則電偶對(duì)的面積比將發(fā)生變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，本研究中將金屬材料T2銅合金和Q235鋼分別做成電極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)中始終保持銅電極和碳鋼電極之間的距離為1 cm。不同Cl-濃度下T2銅合金和Q235鋼耦合后碳鋼表面的電偶電流密度(Ig，電偶電流與碳鋼表面積的比值)和耦合后的電偶電壓(Eg)如圖4和圖5所示。除了Cl-濃度外，還研究了溫度和銅合金/碳鋼面積比對(duì)電偶腐蝕的影響。實(shí)驗(yàn)在數(shù)據(jù)穩(wěn)定至少10 h后停止測(cè)試，每個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2~5 d。如圖4a，電偶對(duì)面積比為200∶1時(shí)的Ig明顯大于電偶對(duì)面積比為10∶1時(shí)的Ig，說(shuō)明電偶腐蝕速率與銅合金的面積有關(guān)，受陰極反應(yīng)控制。在T2銅合金和Q235鋼組成的電偶對(duì)中，T2銅合金表面主要發(fā)生O2的還原反應(yīng)，Q235鋼作為陽(yáng)極主要發(fā)生Fe的氧化。因此，在電偶腐蝕中，O2在銅合金表面的還原反應(yīng)為速度控制步驟。面積比增大時(shí)，更多O2可以在銅合金表面還原，陰極電流增加，在電偶腐蝕中陰極陽(yáng)極電流保持相等，所以當(dāng)陽(yáng)極面積相對(duì)較小時(shí)，Ig增大。

當(dāng)電偶對(duì)面積比為10∶1，溶液中有${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$時(shí)，在Cl-濃度為0.05 mol·L-1時(shí)，Ig出現(xiàn)最大值。溶液中沒(méi)有${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$時(shí)，Ig隨Cl-濃度增大先增大后減小，Cl-濃度為0.1 mol·L-1時(shí)，Ig出現(xiàn)最大值。當(dāng)電偶對(duì)面積比為200∶1時(shí)，Ig隨Cl-濃度增大而增大，Cl-濃度為1 mol·L-1時(shí)，Ig達(dá)到最大值，之后開(kāi)始下降，圖4b中，Eg隨Cl-濃度增大呈負(fù)移趨勢(shì)。由圖4結(jié)果可以看出，在25℃，兩個(gè)面積比下隨Cl-濃度增大Ig都會(huì)出現(xiàn)最大值。

在溶液中隨著Cl-濃度增大，溶液中O2的溶解度降低。有文獻(xiàn)指出在22℃時(shí)，O2在0.1 mol·L-1 NaCl溶液中的溶解度為在3 mol·L-1 NaCl溶液中的2.7倍[23]；在25℃時(shí)，O2在1 mol·L-1 NaCl溶液中的溶解度為在2 mol·L-1 NaCl溶液中的1.4倍，且O2溶解度降低的速率隨Cl-濃度增大變緩[24]，溶解O2的降低會(huì)導(dǎo)致溶液中的氧濃度梯度下降，減少O2到銅合金表面的擴(kuò)散通量，影響O2在銅合金表面的還原速率，進(jìn)而降低電偶腐蝕速率。有文獻(xiàn)也指出NaCl溶液中隨Cl-濃度增大，O2的擴(kuò)散系數(shù)會(huì)減小[25]，進(jìn)而降低O2到銅合金表面的擴(kuò)散通量。其次，Cl-濃度變化還會(huì)影響溶液的電導(dǎo)率，如圖6所示，在25℃，溶液中含有0.015 mol·L-1 Na2SO4，Cl-濃度為0.01、0.1和1 mol·L-1時(shí)，溶液電導(dǎo)率分別為2540、6900、42600 μS·cm-1，溶液電導(dǎo)率隨Cl-濃度增大而增加，電導(dǎo)率的增加使溶液電阻下降，同時(shí)也加速了金屬表面鈍化膜的破裂，加快陽(yáng)極溶解過(guò)程，導(dǎo)致電偶腐蝕速率加快。因此，在溶解氧和溶液電導(dǎo)率的相互影響下，Ig不會(huì)隨著Cl-濃度的增大持續(xù)增大，而是存在最大值。Eg的負(fù)移可能與溶液中溶解氧的減少有關(guān)，且Eg值更靠近T2銅合金的Ecorr，這也表明了在電偶腐蝕中反應(yīng)受陰極的控制。

Standish等[20]研究表明，當(dāng)銅合金和碳鋼的面積比為10∶1時(shí)，Ig 在Cl-濃度為0.01~0.1 mol·L-1時(shí)出現(xiàn)最大值，這與本文的結(jié)果基本對(duì)應(yīng)。但是當(dāng)溶液中加入0.015 mol·L-1 Na2SO4，電偶對(duì)面積為10∶1時(shí)，Ig 隨Cl-濃度增大變化不明顯，這表明${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$的加入也會(huì)使溶液中溶解氧含量發(fā)生變化，對(duì)電偶腐蝕電流產(chǎn)生影響。

50℃時(shí)Cl-濃度對(duì)Ig的影響如圖5a所示。面積比為10∶1時(shí)，Ig的數(shù)值均大于25℃時(shí)測(cè)得的數(shù)值，且Ig的最大值出現(xiàn)在Cl-濃度為0.001 mol·L-1時(shí)，隨Cl-濃度增大，Ig逐漸降低，在2 mol·L-1時(shí)兩個(gè)溫度下的Ig值僅相差39.6 μA·cm-2；面積比為200∶1時(shí)，Ig值在Cl-濃度低于0.5 mol·L-1時(shí)高于25℃時(shí)測(cè)得的數(shù)值，隨后Ig迅速減小最后在2 mol·L-1時(shí)為9309.2 μA cm-2，低于25℃時(shí)的11257.8 μA·cm-2。在圖5b中，Eg隨Cl-濃度增大負(fù)移，變化趨勢(shì)與25℃時(shí)相同。由圖5結(jié)果可以看出，溫度升高，會(huì)使Ig增大，即電偶腐蝕速率加快，這是因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，相同Cl-濃度下溶液電導(dǎo)率也隨之增大(圖6)。但溫度的升高也會(huì)引起溶液中溶解O2的減少，在常壓下，20℃時(shí)O2在純水中的溶解度約為50℃時(shí)的1.5倍，30℃時(shí)O2在1 mol·L-1 NaCl溶液中的溶解度約為60℃時(shí)的1.6倍[26]，且隨著Cl-濃度增大，溶液中的溶解O2也會(huì)減少，因此在50℃時(shí)，Ig出現(xiàn)最大值時(shí)的Cl-濃度更低。

圖7為在25℃、面積比為10∶1時(shí)，Q235鋼在Cl-濃度分別為0.001、0.05和2 mol·L-1溶液中進(jìn)行電偶腐蝕48 h后的SEM形貌圖。不同Cl-濃度下腐蝕形貌基本一致，腐蝕產(chǎn)物均勻分布在碳鋼表面，可分為內(nèi)、外兩層，內(nèi)層腐蝕產(chǎn)物較致密，外層腐蝕產(chǎn)物呈絮狀。其中，Cl-濃度為0.05 mol·L-1時(shí)(圖7c和d)，碳鋼表面外層絮狀腐蝕產(chǎn)物最多，且聚集在一起；而Cl-濃度為0.001 mol·L-1(圖7a和b)和2 mol·L-1(圖7e和f)時(shí)，外層絮狀腐蝕產(chǎn)物減少，且沒(méi)有出現(xiàn)聚集。圖7中的腐蝕產(chǎn)物表面出現(xiàn)裂痕是因?yàn)樵谶M(jìn)行脫水干燥時(shí)腐蝕產(chǎn)物表面破裂所致。SEM形貌圖所示的表面腐蝕情況表明了在Cl-濃度為中等濃度時(shí)，腐蝕最嚴(yán)重，這與電偶腐蝕電化學(xué)測(cè)試結(jié)果相對(duì)應(yīng)。

圖8為Q235鋼在25℃下面積比為10∶1以及Cl-濃度為0.05 mol·L-1條件下溶液中電偶腐蝕48 h后的表面Raman光譜測(cè)試結(jié)果，分別對(duì)內(nèi)層和外層進(jìn)行測(cè)試。如圖8a和b所示，內(nèi)層腐蝕產(chǎn)物在257 cm-1檢測(cè)到明顯的纖鐵礦γ-FeOOH[27]的特征Raman峰，在307、387 cm-1處檢測(cè)到明顯的針鐵礦α-FeOOH[28,29]的特征Raman峰，在1318 cm-1處檢測(cè)到少量α-Fe2O3[30]的特征峰；在535 cm-1處可見(jiàn)磁鐵礦Fe3O4[30]的特征Raman峰；在外層，如圖8c，d所示，腐蝕產(chǎn)物主要為α-Fe2O3[31]，其特征Raman峰位于231、297、412、500、612和1324 cm-1處，此外還有α-FeOOH和少量位于670 cm-1處的Fe3O4特征Raman峰。在Raman測(cè)試的結(jié)果中并未發(fā)現(xiàn)Fe的氯化物的特征Raman峰，可能因?yàn)镃l-濃度較低和測(cè)試時(shí)間較短，F(xiàn)e的氯化物沒(méi)有在碳鋼表面沉積，也有研究表明Cl-在溶液中可以通過(guò)促進(jìn)陽(yáng)極溶解來(lái)加速腐蝕，生成的FeCl2不穩(wěn)定容易被氧化成FeOOH，Cl-又重新釋放回溶液中[32]，在這個(gè)過(guò)程中Cl-起到某種催化劑的作用。從Raman測(cè)試結(jié)果可以看出，在電偶腐蝕中，陽(yáng)極發(fā)生溶解后會(huì)先生成γ-FeOOH，由于γ-FeOOH不穩(wěn)定，容易被轉(zhuǎn)化成比較穩(wěn)定的α-FeOOH，當(dāng)腐蝕產(chǎn)物暴露在空氣中時(shí)生成更穩(wěn)定的α-Fe2O3；而當(dāng)腐蝕產(chǎn)物形成后內(nèi)層由于氧氣減少，F(xiàn)eOOH會(huì)部分轉(zhuǎn)化成Fe3O4，腐蝕產(chǎn)物會(huì)減緩碳鋼基體的腐蝕速率，因此在進(jìn)行電偶腐蝕測(cè)試時(shí)總是觀察到Ig隨測(cè)試時(shí)間的進(jìn)行逐漸變小直至穩(wěn)定。

(1) OCP測(cè)試結(jié)果表明，在簡(jiǎn)化版北山地下水模擬液中T2銅合金和Q235鋼接觸會(huì)發(fā)生嚴(yán)重電偶腐蝕，T2銅合金為陰極受到保護(hù)，Q235鋼為陽(yáng)極腐蝕速率加速；隨Cl-濃度增大OCP差值減小，耦合效應(yīng)可能減弱。

(2) 極化曲線測(cè)試結(jié)果表明，T2銅合金和Q235鋼陰極極化均受氧擴(kuò)散控制，陽(yáng)極極化為金屬的活性溶解，隨Cl-濃度增大T2銅合金陽(yáng)極極化存在鈍化現(xiàn)象；T2銅合金的自腐蝕速率遠(yuǎn)低于Q235鋼，銅鍍層良好的耐蝕性可以有效延長(zhǎng)金屬儲(chǔ)罐的使用壽命。

(3) 電偶腐蝕實(shí)驗(yàn)表明，T2銅合金和Q235鋼之間發(fā)生的電偶腐蝕受陰極O2的還原反應(yīng)控制；隨Cl-濃度增大，溶液中溶解O2含量降低、氧擴(kuò)散系數(shù)減小、電導(dǎo)率升高等因素使得Ig存在最大值，且溫度升高時(shí)，Ig在Cl-濃度更低時(shí)出現(xiàn)最大值，因此，在處置庫(kù)關(guān)閉初期的有氧高溫環(huán)境中，具有中等Cl-濃度的北山地下水模擬液對(duì)T2銅合金和Q235鋼的電偶腐蝕危害較大。

(4) 腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果表明，Q235鋼表面腐蝕產(chǎn)物分為較致密的內(nèi)層和成絮狀的外層，主要為Fe的羥基氧化物/氧化物。