摘要：在动力工程领域，设备腐蚀威胁着运行安全与经济效益。本研究深挖电化学分析技术在设备腐蚀监测的实践应用。剖析基于电化学腐蚀原理的监测内核，如阳极溶解、阴极吸氧反应构建监测机制。详述电位、电流、阻抗测量技术在腐蚀电位、速率、状态监测中的实操要点。探究技术革新、多技术联用及智能化走向，为动力工程设备腐蚀精准监测筑牢理论与实践根基。

关键词：电化学分析技术；动力工程设备；腐蚀监测

引言

在动力工程的宏大版图中，各类设备持续运转，为社会发展输送能量。然而，设备腐蚀宛如隐匿的 “杀手”，悄然侵蚀设备，缩短使用寿命，甚至引发安全事故，大幅增加维护成本。传统监测手段，如目视检查、无损探伤等，难以实时、精准捕捉腐蚀动态。电化学分析技术凭借高灵敏度、实时监测等优势，宛如一道曙光，为动力工程设备腐蚀监测开辟新路径。

一、电化学分析技术用于动力工程设备腐蚀监测的原理基础

1.1 基于电化学腐蚀原理的监测机制

动力工程设备多为金属材质，在潮湿、含电解质的环境中，易发生电化学腐蚀。以钢铁设备为例，铁原子在阳极区域失去电子，发生氧化反应生成亚铁离子，电子通过金属内部传导至阴极区域，在阴极，氧气获得电子与水反应生成氢氧根离子。这一过程形成腐蚀电池，伴随电流产生。电化学分析技术正是利用这一原理，通过监测电流、电位变化，推算设备腐蚀速率与程度。例如，采用线性极化法，在金属表面施加微小极化电位，测量极化电流，依据极化电阻与腐蚀电流的反比关系，快速计算腐蚀速率，为设备腐蚀监测提供量化依据。

1.2 电化学分析技术中电位测量原理在腐蚀监测的应用基础

电位测量是电化学分析技术的重要手段。金属在电解质溶液中会形成腐蚀电位，该电位与金属材质、溶液成分、温度等因素相关。通过参比电极与工作电极（待测设备）组成电化学池，测量两者间电位差，可获取设备腐蚀电位。当设备发生腐蚀时，腐蚀电位会发生变化。如在酸性环境中，钢铁设备腐蚀加剧，腐蚀电位负移。依据能斯特方程，电位变化与溶液中离子浓度对数呈线性关系，据此可分析腐蚀反应进程，判断设备腐蚀趋势，为及时采取防护措施提供关键信息。

1.3 电流与阻抗测量原理在动力工程设备腐蚀监测的作用机制

电流测量可直接反映腐蚀反应速率。在腐蚀过程中，阳极溶解产生的电流与腐蚀速率成正比。采用恒电位仪控制工作电极电位，测量流过的电流，能精确测定腐蚀电流密度，进而得出腐蚀速率。阻抗测量则是向电化学池施加小幅度交流信号，测量电极系统的阻抗响应。设备腐蚀时，其表面形成的腐蚀产物膜、氧化膜等会改变电极阻抗。通过分析阻抗谱图，可获取膜层电阻、电容等信息，评估腐蚀产物膜的防护性能，判断设备腐蚀状态，如膜层电阻降低，表明腐蚀产物膜受损，设备腐蚀风险增加。

二、电化学分析技术在动力工程设备腐蚀监测中的实践应用

2.1 电位测量技术在动力工程设备腐蚀电位监测的实践

在动力工程设备腐蚀电位监测实践中，常采用饱和甘汞电极、银 / 氯化银电极作为参比电极，与设备金属表面构成测量回路。例如，在火电厂的循环水系统中，对碳钢材质的管道进行腐蚀电位监测。定期将参比电极放置在管道附近的循环水中，连接高阻抗电位计，测量管道与参比电极间电位差。绘制电位 - 时间曲线，若电位持续负移，提示管道腐蚀加剧。通过设置电位预警值，当电位达到预警范围，及时排查原因，采取添加缓蚀剂、调整水质等防护措施，有效预防管道腐蚀穿孔，保障循环水系统稳定运行。

2.2 电流测量技术用于动力工程设备腐蚀速率监测的应用

电流测量技术广泛应用于动力工程设备腐蚀速率监测。以石油化工企业的储罐为例，利用电化学腐蚀监测仪，采用极化电阻法测量储罐壁金属的腐蚀电流。在储罐壁表面安装工作电极、参比电极与辅助电极，组成三电极体系。仪器向工作电极施加小幅度极化电位，测量极化电流，根据极化电阻与腐蚀电流的关系，快速计算出腐蚀速率。定期监测并记录腐蚀速率数据，建立腐蚀速率数据库。当腐蚀速率超过允许值，及时安排储罐维护，如进行表面涂层修复、更换腐蚀严重部位，确保储罐安全运行，避免物料泄漏引发安全事故。

2.3 阻抗测量技术在动力工程设备腐蚀状态评估的实践操作

阻抗测量技术为动力工程设备腐蚀状态评估提供详细信息。在水电厂的金属闸门腐蚀状态评估中，运用电化学阻抗谱（EIS）技术。将工作电极固定在闸门表面，参比电极与辅助电极置于附近水体中，组成电化学测试系统。向系统施加频率范围为 10mHz - 100kHz 的正弦交流电压信号，测量不同频率下的阻抗响应，得到阻抗谱图。通过等效电路拟合分析，获取闸门表面氧化膜电阻、电容、双电层电容等参数。若氧化膜电阻降低、双电层电容增大，表明氧化膜受损，闸门腐蚀程度加深，据此制定针对性修复方案，如进行防腐涂层重涂、阴极保护系统优化，保障闸门结构安全与使用寿命。

三、电化学分析技术在动力工程设备腐蚀监测中的发展趋势

3.1 电化学分析技术的创新与改进方向

电化学分析技术正朝着更高灵敏度、更精准测量方向创新改进。研发新型电极材料，如基于纳米技术的修饰电极，可显著提高电极对腐蚀相关物质的选择性与灵敏度。优化测量仪器，采用数字化、智能化技术，降低测量噪声，提高测量精度与稳定性。例如，开发基于微机电系统（MEMS）技术的微型电化学传感器，体积小、响应快，可实现对设备局部腐蚀的原位、实时监测，为动力工程设备腐蚀监测提供更精细、准确的数据。

3.2 与其他监测技术融合在动力工程设备腐蚀监测的发展趋势

与其他监测技术融合是未来发展趋势。将电化学分析技术与无损检测技术，如超声检测、红外热成像技术结合。超声检测可探测设备内部腐蚀缺陷，红外热成像能监测设备表面温度分布，反映腐蚀部位热量变化，与电化学分析技术获取的腐蚀电位、电流、阻抗信息相互印证，实现对设备腐蚀的全方位、多层次监测。而且，融合机器学习算法，对多源监测数据进行分析处理，提高腐蚀预测准确性，提前预警设备腐蚀风险。

3.3 基于电化学分析技术的动力工程设备腐蚀监测智能化发展前景

智能化发展前景广阔。构建基于物联网的腐蚀监测系统，将分布在不同区域的电化学传感器连接至网络，实现数据实时传输与远程监控。利用大数据分析技术，对海量监测数据挖掘分析，建立设备腐蚀模型，预测腐蚀发展趋势。例如，通过分析不同工况下设备腐蚀数据，结合环境参数、运行时间等因素，预测设备剩余使用寿命，为设备维护计划制定提供科学依据，实现动力工程设备腐蚀监测的智能化、自动化管理。

四、结论

电化学分析技术在动力工程设备腐蚀监测中展现出巨大潜力，从原理层面提供精准监测依据，在实践中实现腐蚀电位、速率、状态的有效监测。当前，设备复杂工况对技术适应性提出高要求。尽管面临技术创新、融合、智能化发展等挑战，但凭借持续探索，定能突破困境。未来，该技术将在动力工程设备腐蚀监测中发挥关键作用，保障设备稳定运行，推动行业安全、高效发展。

参考文献

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