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。     

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。     

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.     

B10铜镍合金流动海水冲刷腐蚀电化学行为

采用旋转圆桶冲刷腐蚀试验机,利用多种电化学测试手段,结合表面分析、失重测量研究了B10铜镍合金流动海水冲刷腐蚀、成膜过程和膜层的电化学信息,探讨了流速及腐蚀时间对成膜过程的影响.结果表明, B10合金在0、1、2、3、36、4m/s的试验流速海水中的腐蚀速度随着腐蚀时间的变化规律相似,在静止和流动海水中都会生成内、外双层保护性的腐蚀产物膜,随着流速增加,产物膜因受流体力学作用增大而被冲刷削薄;腐蚀反应阳极区随海水流速和时间变化较大,腐蚀受阳极反应和传质过程控制.      

海水流速对典型金属管材腐蚀行为的影响

利用管路模拟腐蚀试验装置和电化学分析手段对比研究了4种典型海洋用金属管路材料在静态和动态海水环境中的腐蚀行为。结果表明,在静态海水环境中,碳钢的腐蚀速率远高于304不锈钢、B10铜合金和纯钛TA2。4种材料在3~10m/s流速内均为湍流腐蚀。流速为10m/s时,B10铜合金的动态腐蚀敏感性比304钢强,主要原因是在动态海水中B10的活化溶解区明显宽于304不锈钢,其成膜速度较慢。在静态和动态海水冲刷环境条件下,TA2由于在表面形成致密稳定的钝化膜,基本不发生腐蚀,是耐海水腐蚀性能最优异的管路材料。     

模拟海洋环境下7B04铝合金电偶腐蚀预测及验证

基于腐蚀电化学原理和有限元方法,建立7B04铝合金分别与CFRP、TA15钛合金、30CrMnSiA钢在模拟海洋环境下耦合时的电偶腐蚀模型,仿真得到电极表面的电偶电位和电偶电流密度分布等;实测电偶腐蚀电流并对模型的预测结果进行验证。结果表明:自腐蚀电位由高到低可依次排列为E_CFRP > E_TA15 > E_30CrMnSiA > E_7B04,耦合后7B04铝合金作为阳极而加速腐蚀;不同电偶体系的电偶电位相差不大,而电偶电流变化明显;阴/阳极面积比相同时,7B04铝合金与CFRP耦合时的电偶电流最大,即电偶效应最强,与TA15钛合金耦合时的电偶电流次之,与30CrMnSiA钢耦合时的电偶电流最弱;阴/阳极间的电偶电位和电偶电流随阴/阳极面积比的增加而线性增加;计算结果与预测结果相对误差基本在±5%以内,表明电解液中的双电极电偶腐蚀模型有较高的预测准确度。     

流动海水中电偶腐蚀动力学规律

本文研究了从静止海水直到11m/s流动海水中4对电偶的腐蚀规律,对流动海水中电偶腐蚀动力学进行了讨论。     

纯铁对B10和B30铜合金在模拟海洋环境中的阴极保护

测试了模拟海洋环境中B10、B30铜合金及纯铁的电化学性能,采用恒电流法测试了纯铁牺牲阳极性能,并结合电偶腐蚀试验进一步分析了采用纯铁对B10、B30铜合金进行阴极保护的可行性。结果表明:纯铁的自腐蚀电位低于B10和B30铜合金的,牺牲阳极性能良好,有稳定工作电位,电流效率高;电偶腐蚀试验中,纯铁作为阳极材料极大地抑制了B10、B30铜合金的腐蚀,起到了良好的阴极保护效果。     

舰船海水管系中紫铜/钢制管道耦接后电偶腐蚀的数值模拟研究

基于流场、浓度场与电化学动力学过程的耦合,采用COMSOL Multiphysics软件,模拟研究了紫铜(TP2Y)与#20钢管道耦接后在静态、流动3.5%(质量分数) NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,并预测了静态条件下电偶腐蚀的发展趋势。结果表明,在耦接的异种金属管道中,TP2Y管道作为阴极受到保护,#20钢管道作为阳极受到腐蚀,其腐蚀长度均受管径大小、介质流动以及时间的影响。当管径增大时,电偶对中阴、阳极金属管道电位变化长度逐渐增大;当管道内介质流速增大时,阴阳极管道的内表面电位较静态下开始正移。同时,在靠近耦接位置时,紫铜(TP2Y)管道内表面电位急剧变负,#20钢管道内表面电位急剧变正,电流密度最大。在静态条件下,电偶对中金属管道内表面电位随着时间发生负移。在48 h后,电位基本不再发生变化,阴阳极的内表面进入稳定状态;在30 d后,在靠近阳极金属管道法兰处的总厚度减薄约8.87μm,阳极金属管道的腐蚀长度约为800 mm。     

HA177-2黄铜在流动海水中的电化学行为

利用旋转圆环电极、电化学阻抗谱 (EIS) 和线性极化方法研究了 HAl77-2 黄铜在流动海水中的电化学行为.结果表明,HAl77-2 黄铜在不同流速海水中呈现不同的 EIS 特征,静止海水中 EIS 呈现扩散影响的特征;流速<4 m/s 的海水中,EIS 大体表现为电荷传递控制的特征;流速1≥4.5 m/s 时,EIS 谱线低频部分呈现感抗弧.HAl77-2 黄铜的腐蚀速率受海水流速的影响,流速≤2 m/s 时,腐蚀速率随着流速的增大基本上呈线性递增;流速在2 m/s～4 m/s 范围内,腐蚀速率的变化较小;流速≥4.5 m/s 时,试样出现点蚀,且随着流速的增加腐蚀速率又迅速增大.     

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。     

钛及其合金在流动海水中的腐蚀及对其他金属材料的电偶腐蚀作用

本文通过流动海水腐蚀实验和静止海水中的电偶腐蚀实验查明钛及其合金在静止和流动海水中均具有极优良的耐蚀性能,直到36 m/s流速才有可察觉的腐蚀率.钛及其合金可用于现代技术所面临的各种流速的海水中,但钛及其合金在与其它金属材料偶合使用时,会对其它金属材料产生明显的电偶腐蚀作用,在工程应用中必须予以考虑和解决.     

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...     

有机涂层/低合金钢体系在海水中电偶腐蚀

测量了低合金钢/有机涂层-低合金钢体系在海水中的电偶电位和电偶电流,结合电化学阻抗谱和线性极化技术,对比研究了该体系的电偶腐蚀过程。分析了浸泡过程中涂层失效与电偶腐蚀电化学参数的相关性。研究发现,当涂层的物理屏蔽能力很强,在浸泡初期阶段,体系的电偶电流密度几乎为零,基体金属没有腐蚀发生;浸泡中期基底金属发生腐蚀,该体系电偶电流密度迅速增大,低合金钢腐蚀速率增大;浸泡后期,低合金钢对涂层体系起保护作用,涂层阻抗不再下降,该体系的电偶电流密度趋于稳定。     

HAl77-2黄铜在流动海水中的电化学行为

利用旋转圆环电极、电化学阻抗谱（EIS）和线性极化方法研究了HAl77—2黄铜在流动海水中的电化学行为。结果表明,HAl77-2黄铜在不同流速海水中呈现不同的EIS特征,静止海水中EIS呈现扩散影响的特征;流速〈4m／s的海水中,EIS大体表现为电荷传递控制的特征;流速≥4．5m／s时,EIS谱线低频部分呈现感抗弧。HAl77—2黄铜的腐蚀速率受海水流速的影响,流速≤2m／s时,腐蚀速率随着流速的增大基本上呈线性递增;流速在2m／s～4m／s范围内,腐蚀速率的变化较小;流速≥4．5m／s时,试样出现点蚀,且随着流速的增加腐蚀速率又迅速增大。     

海水流速对DH36平台钢阴极保护的影响

利用自行设计的管流式海水循环实验装置模拟在0.20~2.00 m/s流速范围内的阴极保护情况,采用恒电流极化法进行阴极保护,通过电位的变化、电极宏观形貌和钙质沉积层的生成情况评价阴极保护效果。结果表明,流速越大,电位达到保护电位-800 m V(vs Ag/Ag Cl海水)时所需的电流密度越大;而且当流速大于1.20 m/s时,即使电位达到了保护电位仍可能发生明显的冲刷腐蚀;生成的钙质沉积层主要是单层的富镁层,只有电流密度较大时,才会在富镁层上进一步沉积富钙层。     

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。     

WBE联合LP技术研究海水/海泥界面碳钢的腐蚀行为

利用阵列电极技术捕获了在不同浸泡时间下每个微电极与其它99个微电极整体的电偶电流,分析获得了海水/海泥界面附近阴、阳极分布区域的变化规律;利用线性极化和电化学阻抗技术对垂直海水/海泥界面的一行微电极进行测试,获得了距海水/海泥界面不同距离的微电极的腐蚀电流、腐蚀电位,并观察了腐蚀形貌,探讨了其腐蚀机理。结果表明：平行于海水/海泥界面的海泥区域为电偶腐蚀阳极区、对应的海水区域为电偶腐蚀阴极区域;海水/海泥界面区金属的腐蚀是由电位差、溶解氧浓度、海泥阻抗等多因素控制;腐蚀主要区域是近海水/海泥界面的海泥区域及远海水/海泥界面的海水区域。海水中较高浓度的氧促进了腐蚀产物的致密化,而海泥中缺氧环境及微生物抑制了腐蚀产物的致密化。     

海水中钢的电偶腐蚀研究

获取了不同电位差的钢偶对在海水吧不同面积比偶合的腐蚀结果,讲座了海水中钢偶对的电偶腐蚀行为;对文献中推导的海水中钢偶对的腐蚀速度公式进行了检验和简化,海水中钢偶对阳极的腐蚀速度随阴、阳极自腐蚀电极差和阴／阳极面积比的增大而增大,阳极的腐蚀速度与阴／阳极面积比的关系是非线性的,且阳极的腐蚀速度随阴／阳极面积比的增大有一个极限值,阴极的腐蚀速度随阴／阳极面积比减小和阴／阳极电位差增大而减小,简化的海水中钢偶对的腐蚀速度公式与试验结果符合较好。     

5083铝合金与2205不锈钢在天然海水中的电偶腐蚀行为

研究了5083铝合金与2205不锈钢在不同面积比条件下青岛天然海水环境中的电偶腐蚀行为,得到了电偶混合电位和电偶电流。结果表明,2205不锈钢与5083铝合金形成电偶时,由于自腐蚀电位的差值较大,容易造成明显的电偶腐蚀。无论阴阳极面积相等还是在大阴极小阳极的情况下,5083铝合金与2205不锈钢均形成电偶腐蚀,都会加速5083铝合金的腐蚀,2205不锈钢则会受到保护。因此,在海水环境中要避免这两种材料的直接接触,必须采取绝缘防护措施。