921A高强碳素钢在天然流动海水中的腐蚀行为

921A碳素钢作为海洋工程用高强钢,被广泛应用于水下海洋装备的建造。921A钢在服役期间内会遭受恶劣海洋环境以及复杂流场作用,其在流动海水中的腐蚀行为是影响水下海洋装备安全运行的重要因素。为了明晰921A钢在流动海水中的腐蚀规律,利用射流喷射系统研究了海洋工程用921A高强碳素钢在不同流速(1～8 m/s)天然海水中的腐蚀行为,并结合电化学测量、微观形貌分析和计算流体力学(CFD)仿真分析了海水中流场、传质和锈层分布对921A钢腐蚀行为的交互影响机制。实验结果表明,随着海水流速从1～3 m/s升高至5～8 m/s,钢材的腐蚀损伤形貌由“流痕”转变为点蚀,海水流速增加会导致更为致密的球状锈层形成。921A钢在流动海水中的腐蚀行为受到流速、传质、壁面切应力、正应力和锈层的协同作用,锈层积累和局部腐蚀更倾向于出现在同时具有低流速、低切应力和高正应力、高传质速率特征的区域。高流速下正应力和切应力的大幅升高是导致致密锈层和点蚀形成的重要原因。921A钢的腐蚀速率在浸泡初期受活性溶解区域的发展控制,实验后期传质和锈层成为影响921A钢腐蚀速率的主要因素。在下一步工作中,将继续围绕流动海水中碳钢材料...