T2/TC4在静态人造海水中的电偶腐蚀行为研究

进行T2/TC4电偶对在静态人造海水中的电偶腐蚀实验,通过电化学工作站、原子发射光谱分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究T2/TC4在静态人造海水中电偶腐蚀时的铜离子释放速率与腐蚀行为。结果表明：当T2/TC4发生电偶腐蚀时反应强烈,T2为电偶对阳极发生加速腐蚀,TC4为电偶对阴极;与T2自腐蚀相比,T2/TC4电偶腐蚀的铜离子释放速率提高了数十倍,可以维持在160μg/(cm2.d)左右,能达到抑制大多数海洋生物附着的海洋防污要求;T2自腐蚀的腐蚀产物以Cu2O为主,与TC4电偶腐蚀后的T2试样表面无腐蚀产物覆盖。     

海水流速对B10/B30电偶腐蚀行为影响规律研究

B10和B30铜镍合金分别为船舶海水管路和冷却器的主要材料,二者由于镍含量不同腐蚀电位不同,管路与冷却设备连接后,B10和B30存在电偶腐蚀风险,特别是在流动海水加速腐蚀介质和腐蚀产物扩散工况条件。为控制B10/B30电偶腐蚀以延长海水管路系统使用寿命,本文通过电化学法测试了B10和B30管状偶对在静态以及1、3和5 m/s流速海水中的电偶电位和电偶电流,分析电偶腐蚀速率随时间和流速的变化规律。研究结果表明：在静态海水中,B10与B30的电偶腐蚀倾向较小,试验初期B10作为阳极腐蚀略有增加,实验40 h后电偶电流趋近于零;流动海水中,B10阳极极化电流密度和B30阴极极化电流密度显著增加,B10始终作为阳极电偶腐蚀显著加剧,1 m/s流速下的电偶腐蚀速率是静态下的79倍,且随着海水流速的增大,B10/B30电偶电流密度增大,电偶腐蚀速率加快,混合电位理论分析表明B10/B30电偶腐蚀速率是由B10阳极反应动力学和B30阴极反应动力学共同控制。     

20#钢/锡青铜偶对在流动海水中的电偶腐蚀行为研究

20#钢穿舱件和锡青铜阀电偶腐蚀是船舶海水管路系统严重腐蚀部位之一。为控制20#钢/锡青铜电偶腐蚀延长海水管路系统寿命,本文通过原位测量20#钢管材和ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜管材在静态以及1、3和5 m/s流速海水中的电偶电位和电偶电流,分析电偶腐蚀速率随时间和流速的变化规律;同时采用扫描电镜(SEM)和激光Raman光谱仪分析腐蚀形貌和腐蚀产物组分。结果表明,在不同流速海水中,20#钢与ZCuSn5Pb5Zn5合金间存在明显的电偶腐蚀倾向,20#钢作为阳极加剧腐蚀,ZCuSn5Pb5Zn5合金作为阴极受到保护;相比于静态海水,20#钢阳极极化电流密度和ZCuSn5Pb5Zn5合金阴极极化电流密度在流动海水中显著增加,电偶腐蚀显著加剧,1 m/s流速下的电偶腐蚀速率是静态下的17.5倍;当海水流速达到5 m/s后,20#钢表面形成了致密性较高、活性低的腐蚀产物沉积层,电偶腐蚀速率减小。     

工业纯钛与铜镍合金的电偶腐蚀及电绝缘控制

采用电偶腐蚀试验方法研究了工业纯钛(TA2)与铜镍合金(B10)在不同面积比及不同海水流速条件下的电偶腐蚀倾向以及腐蚀程度,通过在两电偶对材料间串联不同阻值的绝缘电阻考察能有效防止电偶腐蚀发生的电绝缘判据。结果表明,TA2与B10在海水中具有较强的电偶腐蚀倾向,偶接后B10作为阳极腐蚀加重,且随着TA2/B10面积比的增大和海水流速的提高而加剧;试验条件下,两电偶对材料间绝缘电阻阻值高于56 kΩ时,可有效控制电偶腐蚀的发生。     

钛合金和铜合金管路电偶腐蚀数值仿真

针对典型船舶海水管路模型,采用以边界元法为基础的数值模拟仿真技术,对TA2钛合金和B10铜合金两种金属材料海水管路模型进行电偶腐蚀数值仿真。通过动电位极化曲线测试法分别测量B10铜镍合金、TA2钛合金在静态以及流态下的极化曲线,以其作为模拟边界条件,分别研究了材料间电偶腐蚀电位和电流密度的分布规律。同时研究了不同管径和海水流速工况下的管路电偶腐蚀规律。结果表明,在TA2和B10组成的电偶体系(面积比1∶1)中,B10作为阳极材料,且电连接处腐蚀最严重,约为自然腐蚀的4倍;电偶腐蚀速率与管径与介质流速都呈正相关关系。     

海水中Cu~(2+)对B10铜合金腐蚀行为的影响

使用腐蚀电位、线性极化电阻和电化学阻抗谱等电化学方法研究了海水环境中Cu~(2+)对Bl0铜合金腐蚀行为的影响。研究结果表明,海水中一定浓度的Cu~(2+)能够增大B10铜合金腐蚀速度。加入的Cu~(2+)能够在一定条件下还原沉积在基体金属、腐蚀产物膜表面。沉积的铜和基体金属形成电偶电池,铜膜为阴极,基体金属为阳极,增大基体金属腐蚀速度。所以当海洋结构中具有B10铜镍合金结构时,必须控制海水中电解铜离子浓度,在控制生物附着与污损的同时避免诱发铜合金电偶腐蚀破坏。     

钛-碳钢在模拟海水溶液中电偶腐蚀与缝隙腐蚀的耦合作用机制研究

目的 探究TA2-Q235在模拟海水溶液中的电偶腐蚀、缝隙腐蚀及电偶缝隙耦合作用机制,为钛钢复合板在海洋工程结构中的应用设计提供理论指导,提升工程构件使用寿命。方法 通过测量极化曲线、阴阳极开路电位,探究Q235和TA2在电偶腐蚀、缝隙腐蚀及电偶缝隙耦合时阴阳极的极化行为。通过电偶腐蚀测量仪,测量电偶电流,通过腐蚀质量损失,表征阳极金属溶解速率。利用SEM观察微观腐蚀形貌,评价阳极金属腐蚀程度及表面腐蚀产物膜状态。结果 腐蚀介质为中性3.5%NaCl时,单独Q235的自腐蚀电流密度为35.5μA/cm²,呈现均匀腐蚀形貌。Q235与TA2偶接时,耦合电位接近Q235自腐蚀电位,测得平均电偶电流密度为40.5μA/cm²,TA2对Q235阳极溶解加速效应较弱。Q235缝隙样品的缝隙内外不存在电位差,缝内因为供氧不足,阴极反应受到抑制,腐蚀程度小于缝外;TA2-Q235电偶缝隙耦合时,缝内Q235的腐蚀速率低于自腐蚀速率。结论 TA2-Q235电偶与缝隙耦合时,缝隙内缺氧对Q235阴极反应的抑制效应大于TA2电偶对Q235阳极反应的促进效应,使缝...     

冷却剂加锌对核电结构材料腐蚀行为的影响

选用与压水堆(PWR)核电站一回路冷却剂接触面积最大的结构材料690合金和316LN锻造不锈钢为研究对象,在模拟PWR一回路水化学环境下,采用静态高压釜浸泡方法和高温电化学方法研究冷却剂中加锌对这2种结构材料腐蚀行为的影响。研究发现,冷却剂加锌能明显抑制材料的均匀腐蚀速率和腐蚀产物释放速率。高温水中,以醋酸锌形式加锌,锌离子浓度为(10～50)ng/g时,能有效抑制腐蚀速率和腐蚀产物释放速率,加锌50ng/g以上,加锌浓度对腐蚀速率和腐蚀产物释放速率的影响趋于稳定。     

高强钢与典型管系材料B10和TA2之间的电偶腐蚀及其电绝缘

采用电偶腐蚀试验研究了某高强钢与铜镍合金(B10)和工业纯钛(TA2)在面积比为1∶1条件下的电偶腐蚀倾向以及腐蚀程度,通过改变两电偶对材料间串联绝缘电阻值,研究绝缘电阻对电偶腐蚀的影响规律。结果表明:高强钢与典型管系材料B10和TA2在海水中具有较强的电偶腐蚀倾向,偶接后高强钢作为阳极,腐蚀加剧;试验条件下,两电偶对材料间绝缘电阻高于10kΩ时,可有效控制电偶腐蚀的发生。     

海洋用钢焊接件海水腐蚀性能研究

本文采用开路电位、强极化曲线以及金相显微镜和X射线衍射等手段,研究DH36海洋用钢的焊接件S-335-2在海水中的电化学腐蚀行为、电偶腐蚀的倾向及其腐蚀产物成分。结果表明,焊接件各个部位在海水中的腐蚀速率均较小,在16～20μA.cm-2范围内,阴极反应由氧扩散过程控制。开路电位和电极电位均随时间负移,各个位置电极电位差较小且负移幅度接近,发生电偶腐蚀的倾向较小。腐蚀产物以γ-FeO(OH)为主。     

碳钢/Ti和碳钢/Ti/海军黄铜在海水中电偶腐蚀的研究

采用动电位极化技术及失重法研究Q235B碳钢/TA2钛和Q235B碳钢/TA2钛/海军黄铜在海水中的电偶腐蚀规律.测定了Q235B碳钢、TA2钛和海军黄铜在海水中的自然腐蚀电位、腐蚀速率和稳态极化曲线,测定了不同面积比时电偶对电偶电流的大小、方向,电偶电位以及电偶对阳极和阴极的失重速率,由电偶对不同面积比的数据得到Q235B碳钢被Ti电偶极化的动态极化曲线.结果表明,阳极的腐蚀速率随阴/阳极面积比的增大而增加;阳极腐蚀速率随阴/阳极面积比的增大有一个极限值,即当阴/阳极面积比大于这个极限值时,阳极腐蚀速率不再增加.这三种金属构成的电偶对,海军黄铜是这个系统的阴极,受到碳钢的保护.     

钛及钛合金海水腐蚀的电化学研究

为使Ti在海洋工程上广泛应用和进一步认识这些材料在海水中的腐蚀特性。本研究选用常规的和自设计的电化学方法,研究了纯钛(TA2),Ti-6Al-4V(TC4),Ti-4Al-3Mo-1V(BT14)、Ti-4Al-0.005B(TA5),Ti-0.2Pd,Ti-0.3Mo-0.8Ni(Ti-12),Ti-3Al-2.5V(T-3-2),Cu70Ni30(B30),不锈钢(18-8)等材料在天然海水中的极化特性、腐蚀电位以及相互间偶对的电偶腐蚀效应,测试并描绘了稳定电位、电偶腐蚀的开路电位、电偶电流与时间曲线,计算了自腐蚀率和偶合后腐蚀率。实验表明:在天然海水中,Ti的腐蚀电位急剧正移,明显高于B30、18-8。具有良好的抗海水腐蚀性能,Ti、B30、18-8互相偶对,Ti-Ti偶合效应最小,Ti-18-8偶合效应次之,Ti-B30偶合效应最大,Ti本身不腐蚀,但加速了B30和18-8腐蚀。本文对Ti的海水腐蚀电化学研究方法作了评价。     

含铜AZ31镁合金的腐蚀行为

借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对AZ31-xCu(x=0,0.5,1.5,3,质量分数,%)合金的铸态组织、相结构及表面腐蚀形貌进行测试和分析。采用浸泡试验和电化学试验对研究合金在3.5%氯化钠溶液中的腐蚀行为进行系统地对比研究。结果表明:随铜含量的增加,研究合金中的主要第二相AlCuMg相递增;腐蚀过程的主要腐蚀机制是微电偶腐蚀,AlCuMg相作为微电偶腐蚀阴极与镁基体阳极构成微电偶腐蚀对,随AlCuMg相体积分数增加,形成的微电偶腐蚀对增多,相应的腐蚀速率增大。当铜含量为3%时,研究合金的腐蚀速率最大,研究合金的析氢速率和腐蚀电流密度分别为:75mL/(cm~2·d)和698μA/cm~2。     

两栖车辆7A52-38CrSi扰动电偶腐蚀研究

设计了7A52-38CrSi人造海水扰动电偶腐蚀试验,研究了水流速度对电偶电流、腐蚀电压的影响,结果表明:当腐蚀介质流速一定时,7A52-38CrSi电偶腐蚀电位差随时间的延长呈减小趋势,腐蚀电流也逐渐减小.2.5m/s的相对流速是7A52-38CrSi电偶对腐蚀速率变化的关键点.SEM和能谱分析方法分析表明,在腐蚀介质扰动条件下,7A52铝合金表面钝化变弱、极化现象受到抑制是电腐蚀加速的主要原因.     

铜/锌在不同pH土壤模拟液中的电偶腐蚀行为

采用开路电位、动电位极化、土壤模拟液中电偶电流测试、丝束电极以及扫描振荡电极技术(SVET)研究了在不同pH土壤模拟液中Cu/Zn电偶对的电偶腐蚀程度以及空间分布特征.结果表明:随着介质pH的降低,Cu/Zn电偶对的腐蚀速率增加.并且在Cu/Zn电偶对形成的电场作用下铜锌电偶对中锌的腐蚀主要发生在铜/锌电偶对界面附近.     

铝-钢爆炸复合板腐蚀性能

采用爆炸焊接方法获得了三种不同的铝-钢爆炸复合板,通过测试其在人造海水中的腐蚀速率,对其腐蚀性能及特征进行了讨论。结果表明:铝-钢爆炸复合板在人造海水中主要发生电偶腐蚀,钢基板腐蚀较轻,铝复板加速腐蚀并且表面形成许多点蚀坑。以不锈钢为基板的铝-钢复合板的腐蚀速率最大。随着时间的延长,三种复合板的腐蚀速率逐渐变小并趋于稳定。     

异种金属偶接在高温高酸性环境中的电偶腐蚀行为

模拟150℃,H_2S分压1.0 MPa,CO_2分压1.5 MPa,Cl~-质量浓度200 000mg/L的高温高酸性腐蚀环境,采用高温高压电化学测试技术和浸泡腐蚀试验,研究了镍基合金718分别与低合金钢35CrMo、20CrMnTi和铝合金2A12偶接后的电偶腐蚀行为,并利用扫描电子显微镜(SEM)与X射线能谱仪(EDS)对腐蚀试样的表面形貌及腐蚀产物成分进行分析。结果表明:在模拟高温高酸性工况下,与镍基合金718偶接后金属的电偶腐蚀速率与两偶接材料的电位差呈正相关,而异种金属偶接对腐蚀产物和腐蚀机理没有明显影响。在高酸性腐蚀环境中使用的井下工具结构在设计时应避免电位差过大的镍基合金718-铝合金2Al2异金属发生偶接。     

钛合金/不锈钢冷金属过渡焊接头组织及性能

采用铜基填充金属对TC4钛合金、304不锈钢进行冷金属过渡焊接,分析了钛合金/不锈钢接头的界面组织、力学性能及腐蚀性能. 结果表明,采用冷金属过渡连接方法实现了TC4钛合金和304不锈钢的焊接. 钛合金/不锈钢接头主要由焊缝金属、不锈钢-铜焊缝界面和钛合金-铜焊缝界面组成. 钛合金/不锈钢接头的拉剪强度为306 MPa. 由于钛合金-铜焊缝界面中Ti-Cu,Ti-Fe金属间化合物的生成,接头沿钛合金-铜焊缝界面反应层发生脆性断裂. 钛合金/不锈钢接头在人工海水溶液中发生了电偶腐蚀,其腐蚀机理为阴极区发生氧的还原反应和析氢反应,阳极发生焊缝金属的氧化,钛合金母材表面TiO₂氧化膜的形成,不锈钢母材发生点蚀.     

钢在流动人造海水中的冲刷腐蚀行为与防护研究

目的 研究钢在流动人造海水中的冲刷腐蚀行为及防护方法.方法 采用自制的冲刷试验平台,利用扫描电镜、电化学阻抗、电化学噪声、最大熵值变换等方法,分析钢在流动人造海水中各阶段的冲刷腐蚀行为特征,验证材料表面涂覆新型环氧涂层的方法对提高钢耐流动人造海水冲刷腐蚀的有效性.结果 钢在2 m/s流动人造海水中30 d的冲刷腐蚀行为特征可以分为三个阶段,第一阶段,金属开始发生点蚀,生成网状腐蚀产物,反应电阻上升后持续减小至400?,电化学噪声电位发生负移,SE值较大,电化学腐蚀速率增强;第二阶段,点蚀速率减弱,开始出现颗粒状腐蚀产物,反应电阻相对稳定在300? 左右,电化学噪声电位发生正移,SE值数值较小,电化学腐蚀速率保持相对稳定;第三阶段,外层腐蚀产物剥离,反应电阻和SE值发生较大的波动,冲刷作用导致了腐蚀产物的快速形成和脱离.涂覆绝缘涂层的钢试样总电阻稳定在6.0×105?左右,高出无涂层裸露试样总电阻(1.0×103?)2个数量级.结论 钢在2 m/s流动人造海水中30 d的冲刷腐蚀行为特征可以分为加速腐蚀-动态平衡-平衡破坏三个阶段,新型环氧涂层具有较好的耐冲刷腐蚀性能.     

船舶用Ti70合金在人工海水中的腐蚀行为研究

采用全浸腐蚀和电偶腐蚀实验,研究了Ti70合金的均匀腐蚀行为,以及与945钢的电偶腐蚀行为。结果表明：Ti70合金耐蚀性能极好,在60 ℃人工海水浸泡30 d后试样出现了轻微增重,腐蚀速率为-5.857×10^-4 mm/a,达到了I级完全耐蚀级别;Ti70合金自腐蚀电位远高于945钢,两者偶联时945钢将作为阳极被加速腐蚀;随着Ti70/945钢偶对面积比增加,945钢质量损失、以及电偶腐蚀电流和电偶腐蚀系数均逐渐增加,当两者偶对面积比为1∶1时,电偶腐蚀敏感等级达到了D级,因此当Ti70合金与945钢接触使用时需对945钢进行阴极保护。