海洋钢结构浪花飞溅区腐蚀防护技术

随着我国对海洋资源的开发,海洋钢结构的腐蚀控制技术越来越受到关注。海洋环境可以分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区等5个腐蚀区带。其中,海洋钢结构在浪花飞溅区腐蚀最为严重。在浪花飞溅区,钢表面受到海水的周期性润湿,处于干湿交替状态,氧供应充分,盐分不断浓缩,加之阳光、风吹和海水环境等协同作用导致发生最严重的腐蚀。锈层的自氧化反应是加速钢结构在浪花飞溅区腐蚀的一个主要原因。当前,国内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂料保护,海水全浸区采用电化学保护,都取得了较好的保护效果,但是这些保护技术对于钢结构在浪花飞溅区的腐蚀防护效果并不佳。而复层矿脂包覆防腐（PTC）技术是当前海洋钢铁设施浪花飞溅区防腐蚀应用较为理想的方法,对此进行了重点介绍。     

5083-H111铝合金在模拟动态海水环境中的局部腐蚀机制

采用开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS),并结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)技术,研究了5083-H111铝合金在模拟动态海水环境中的电化学行为,并探讨了局部腐蚀机制。5083-H111铝合金的金属间化合物以Al-Fe和Mg-Si相为主,点蚀主要分布于金属间化合物周围;Al-Fe相在腐蚀过程中充当阴极,与周围Al基体构成微腐蚀电池,促使Al基体的点蚀。Mg-Si相在腐蚀过程中最初充当阳极,当其发生选择性溶解导致脱合金化逐渐形成富Si相后,变为阴极,促使Al基体发生点蚀。5083-H111铝合金表面生成的腐蚀产物为Al(OH)₃、Al₂O₃和AlCl₃。腐蚀产物在腐蚀初期对Al基体起到良好的保护作用,导致OCP正移,极化电阻(R_p)增大;腐蚀后期(36～56 d),初始腐蚀产物会发生局部脱落,在脱落位置Al基体再次发生局部腐蚀,导致OCP负移,R_p急剧减小。随着暴露时间的延长,部分金属间化合物在腐蚀后期会发生脱落,形成腐蚀空腔。     

低碳钢在浪花飞溅区的腐蚀防护研究进展

凡是使用材料的地方,都不同程度地存在腐蚀问题.据统计,1995年我国腐蚀损失达1500亿人民币,约占GDP的4%[1].另据柯伟院士的调查结果[2],我国每年腐蚀总损失可达5000亿元以上,约占国民生产总值(GNP)的5%.若参照2010年的统计报告并按此比例计算,2010年我国的腐蚀损失约为2万     

模拟海洋环境浪花飞溅区的金属构筑物腐蚀监检测

建立了实验室模拟海洋环境腐蚀试验装置,可以模拟浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区等多种海洋腐蚀环境。研制了一种可用于浪花飞溅腐蚀监检测的电化学传感器,利用该传感器测试了模拟腐蚀试验架浪花飞溅部位的电化学噪声特征,分析比较了不同部位噪声电阻R_n值,表明涂覆清漆的部位耐蚀性能优于裸露部位。     

钢铁设施在海洋浪花飞溅区的腐蚀行为及其新型包覆防护技术

指出海洋腐蚀的严重性及发展各种防腐蚀技术的重要性。海洋环境下浪花飞溅区腐蚀是钢铁设施腐蚀最为严重的区域,强调了海洋浪花飞溅区保护的重要意义。介绍了一种浪花飞溅区保护的长效保护技术,复层包覆防蚀技术(PTC)。PTC保护技术是当前海洋钢铁设施浪花飞溅区防腐蚀应用较为理想的方法。     

5083铝合金微弧氧化膜的制备及腐蚀特性

以硅酸盐溶液为电解液,测量了5083铝合金微弧氧化膜的生长曲线.分析了氧化膜的结构、成分和相组成,并通过盐雾腐蚀试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测量,评估了微弧氧化表面处理前后试样的腐蚀特性.微弧氧化初期,电流密度快速下降,膜层主要是向外生长,膜层粗糙度快速增加.氧化30 min后电流密度逐渐降低,膜层逐渐变为向内生长为主.5083铝合金微弧氧化膜由γ-Al2O3和少量莫来石相(3Al2O)3·2SiO2)组成,莫来石主要分布在膜外层中.微弧氧化表面处理的5083铝合金腐蚀电流密度减小2个数量级,电化学阻抗模值|Z|增加,耐腐蚀性能得到了显著的改善.此外,由EIS图谱证实,内层膜致密性对微弧氧化膜耐蚀性起决定作用.     

铜合金在海洋飞溅区的腐蚀

研究了12种铜合金在青岛海域飞溅区暴露16年的腐蚀结果及其腐蚀行为和规律．铜合金在飞溅区的腐蚀率均较低．在飞溅区短期暴露，铜合金的腐蚀类型为均匀腐蚀，长期暴露的铜合金发生较轻的点蚀和缝隙腐蚀，黄铜有脱锌腐蚀倾向，白铜有脱镍腐蚀倾向．纯铜和青铜的腐蚀率随暴露时间增加而降低．HMn58—2和HSn62-1短期暴露的腐蚀率随暴露时间增加而降低，长期暴露腐蚀率出现上升的趋势．HA177—2和BFe10-1-1的腐蚀率随暴露时间增加而略有增加．长期暴露的HA177—2、BFe10-1-1和BFe30-1-1的耐蚀性比纯铜差．铜合金在飞溅区的腐蚀比全浸区、潮汐区轻，比海洋大气区重．     

1050A铝合金在模拟海洋大气环境中周浸腐蚀行为

采用室内周浸试验研究了1050A铝合金在模拟海洋大气环境的腐蚀行为,采用电化学阻抗谱、失重法、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)等方法研究了腐蚀产物表面形貌、结构和组成。结果表明,随着腐蚀的进行,腐蚀产物增多、失重增加、阻抗值逐渐减小。腐蚀产物主要以团状和块状的形式存在,并不断向外延伸扩大,呈现不均匀的凹凸形貌;腐蚀产物主要有铝的氯化物、Al2O3,Al(OH)3和AlO(OH)等;电化学阻抗谱拟合结果显示,腐蚀速率先增加后降低。     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化膜电化学腐蚀行为

利用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头表面制备一层均匀的微弧氧化膜.通过动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)分析,评估微弧氧化前后搅拌摩擦焊接头的腐蚀特性.结果表明,经过微弧氧化表面处理的搅拌摩擦焊样品腐蚀电流密度减小,电化学阻抗增加,抗腐蚀性能得到了显著改善.未氧化处理的不同焊接组织区域腐蚀行为存在明显的差异,而5083铝合金母相和焊缝表面的微弧氧化膜具有相同的形貌和抗腐蚀性能.     

外加电流法对Q235A钢在模拟浪花飞溅区的保护效果

在模拟浪花飞溅区环境中采用外加电流法对Q235A钢实施阴极保护,通过保护电流密度、电化学性能试验,腐蚀形貌观察和保护效率计算研究了保护电位对Q235A钢保护效果的影响。结果表明:在恒电位控制下,保护电流密度在初期较大,之后急速下降并逐级稳定在100mA/m2以下;不同保护电位下,由于表面形成钙镁沉积物,试验钢的极化电阻急剧增大;随着保护电位的负移,阻抗弧直径变大,膜的保护性能加强;恒电位控制在-850mV(vs.SCE)及析氢电位之间时,保护效率可以达到98%以上。     

热喷Zn涂层浪花飞溅区腐蚀的室内模拟研究

海盐粒子浓度大、干湿交替频繁、海水冲击是浪花飞溅区腐蚀的3个关键性因素。文中以热喷Zn涂层为研究对象,设计了4种循环腐蚀试验制度:①盐雾–驻留循环;②盐雾–驻留–飞溅循环;③盐雾–干燥循环;④盐雾–干燥–飞溅循环,采用失重测量和电化学测量分别研究了涂层在这4种模拟环境下的腐蚀行为及规律,并应用加速转换因子法及灰关联分析对各循环腐蚀试验制度下的加速性、模拟性进行了研究,并为此设计了一个飞溅模拟研究装置以实现浪花飞溅冲击的模拟。试验结果表明:盐雾+驻留循环造成涂层的腐蚀最严重;盐雾+驻留+飞溅循环则能较好的模拟浪花飞溅区的腐蚀情况,可实现室内的热喷Zn涂层在浪花飞溅区腐蚀的模拟。     

A517Gr.Q海工钢在模拟海洋飞溅区的腐蚀行为研究

利用失重法和SEM、EDS、XRD、FT-IR等分析技术研究了A517Gr.Q海工钢在模拟海洋飞溅区干湿交替环境下的腐蚀行为以及环境湿度的影响。结果表明：在飞溅区干湿交替环境下,A517钢的腐蚀较为严重,在敞口和半封闭两种模拟环境(实验箱平均环境湿度分别为(62±5)%、(83±5)%)下腐蚀失重均随着时间的延长而增大,平均腐蚀速度都是先增大后趋于平稳。腐蚀产物均是由γ-FeOOH、β-FeOOH、α-FeOOH和Fe₃O₄组成。在62%RH环境下电解液膜的停留时间短,干/湿状态变化程度更加彻底,样品表面生成了更多的腐蚀产物,同时生成了较多具有高阴极氧化活性的β-FeOOH,锈层疏松多孔,表现为不均匀的全面腐蚀,材料的腐蚀程度较为严重。而在83%RH环境下,产物膜中生成了更多致密均匀的Fe₃O₄,对侵蚀性Cl-具有一定的阻挡作用。     

不锈钢在海水飞溅区的腐蚀行为

总结了5种不锈钢在青岛海域飞溅区暴露16年的腐蚀行为和 规律.2Cr13在飞溅区不能维持其表面的钝态,耐蚀性较差.含16%Cr以上的不锈钢在飞 溅区有较好的耐蚀性.1Cr18Ni9Ti、00Cr19Ni10和000Cr18Mo2在飞溅区暴露2～4年间,F179 在1、2年间,点蚀速度较大,此后它们的点蚀深度随时间无明显加深.不锈钢在飞溅区的点 蚀密度随暴露时间增大.增加Cr含量、添加Mo能提高不锈 钢在飞溅区的耐蚀性.     

5083 铝合金环氧涂层盐水浸泡失效研究

目的研究铝合金基体上环氧涂层在盐水浸泡环境中的电化学阻抗谱变化规律,揭示涂层失效的原因和机制。方法采用电化学阻抗谱技术、红外测试、扫描电镜及能谱分析等方法,研究涂覆在5083铝合金基体上的环氧涂层在盐水浸泡过程中的裂化过程和失效机制。结果在3.5%(质量分数)Na Cl溶液的连续浸泡下,涂层电阻明显下降、电容明显增大,相应的涂层孔隙率和吸水体积百分数均逐渐增加;长期浸泡后,涂层孔隙率和吸水体积百分数均趋于稳定。随着浸泡时间的增加,涂层表面孔洞等缺陷增多,保护作用减弱;涂层内氧元素含量逐渐增加,碳元素含量逐渐减小;涂层内有羟基生成和C—O键的断裂发生。结论环氧涂层中环氧官能基团在电解质溶液中发生水解,水解形成羟基和氨基等亲水基团以及涂层中存在的孔洞等缺陷,进一步促进电解液的渗透,加速涂层的劣化。金属基体表面腐蚀反应会促进涂层与基体的剥离,腐蚀产物在涂层内的累积,也会导致涂层内孔隙和缺陷增多,促进涂层劣化。     

铝合金在海洋环境中的腐蚀研究(Ⅲ)--海水飞溅区16年暴露试验总结

获得了10种铝合金在青岛海域海水飞溅区暴露16年的腐蚀结果，总结了它们在飞溅区的腐蚀行为和规律。在飞溅区，铝合金对点蚀、缝隙腐蚀较敏感。L4M在飞溅区的耐点蚀性能较差。LF2Y2、LF3M的耐点蚀性能好于L4M。在10种铝合金中LD2CS的耐点蚀性能最好。180YS、LF21M除点蚀、缝隙腐蚀外还发生层间腐蚀。LY11CZ（BL）、LY12CZ（BL）和LC4CS（BL）的包铝层起着牺牲阳极的作用，基体受到有效保护。铝合金在飞溅区的缝隙腐蚀比点蚀严重。在海水飞溅区暴露的铝合金，开始4年的点蚀速度较快，4年后点蚀速度随时间逐渐减慢。暴露8－16年，铝合金的点蚀深度没有明显加深。     

海洋平台飞溅区腐蚀与防腐修复技术

海洋平台的不同区域具有不同的腐蚀环境和腐蚀特点。海洋飞溅区是海洋腐蚀环境最苛刻的区域。针对飞溅区防腐保护的要求,介绍了几种导管架飞溅区新型防腐修复技术,为海洋平台导管架的腐蚀与修复提供参考。     

5083和6061铝合金缝隙腐蚀行为的研究

利用微电极原位测量技术和电化学噪声技术研究了5083和6061铝合金的缝隙腐蚀行为,探讨了材料的显微组织与缝隙腐蚀行为之间的相关性。结果表明,6061铝合金从缝口到缝隙内部局部腐蚀的趋势逐渐增强,对6061铝合金缝隙腐蚀起主导作用的是IR降机制;5083铝合金距缝口远处的腐蚀形态趋近局部腐蚀,距缝口近处趋近均匀腐蚀,缝隙内成分变化机制是5083铝合金缝隙腐蚀的主导因素。不同类型第二相的微电偶作用是5083和6061铝合金的缝隙腐蚀行为以及遵循的腐蚀机制不同的原因。     

钢在海洋飞溅带腐蚀行为探讨

通过钢在我国四个海域的海洋飞溅带暴露试验的结果,显示了海洋飞溅带的范围和腐蚀峰值.     

工艺和组织对桥梁钢在模拟海洋飞溅区环境中腐蚀行为的影响

采用电化学测试和模拟飞溅区腐蚀试验研究了不同工艺制造的桥梁钢在模拟海水环境中的腐蚀行为,并与模拟全浸区的腐蚀速率进行了对比。结果表明,经回火处理后的桥梁钢,组织由粒状贝氏体非平衡组织向回火索氏体平衡组织转变,晶粒细化、组织更为均匀,因此在模拟海洋飞溅区环境中具有更好的耐腐蚀性能;模拟飞溅区的腐蚀速率约为模拟全浸区的6~10倍,模拟飞溅区腐蚀速率高的原因除了外在的环境因素外,具有还原作用的锈层与钢基体构成的局部电池形成开路以及腐蚀坑内外的电位差也是主要因素。     

铝合金在NaHSO_3溶液中干湿周浸腐蚀行为

采用干湿周浸实验、失重法和电化学阻抗谱研究了铝合金1060、2A12和7A04在0.02 mol/L NaHSO3溶液中的腐蚀行为与规律,用扫描电镜(SEM)观察腐蚀产物形貌,并用能谱仪(EDX)和光电子能谱仪(XPS)分析其组成,并测试力学性能.研究表明,随腐蚀时间的延长,铝合金表面的腐蚀产物不断增多,失重增加,力学性能下降;腐蚀产物形貌以团状为主,并不断向外延伸,呈现不均匀的凹凸形貌;腐蚀产物主要为Al2O3和Al的硫酸盐水合物;电化学阻抗谱拟合结果显示,腐蚀速率先增加后降低,腐蚀时间为360 h时腐蚀速率达到最大值;耐蚀性能由强至弱依次为1060,2A12,7A04铝合金.