TUP紫銅及B10銅鎳合金流動海水沖刷腐蝕行為研究.pdf

1、銅及銅鎳合金有良好的耐海水腐蝕性能，廣泛用于海水管路系統(tǒng)中。銅及銅合金海水管系材料的腐蝕研究方面，國外開展了大量的基礎和應用性研究。目前我國對銅及銅合金的材料和典型腐蝕問題開展了實海腐蝕投樣和實驗室短期腐蝕試驗，對國產銅及銅合金海水管系材料流動腐蝕條件下的腐蝕規(guī)律，及用于設計、建造、使用和維護方面環(huán)境腐蝕基礎數(shù)據(jù)函需深入研究。本文在試驗室模擬流動海水環(huán)境中對國產TUP紫銅和B10銅鎳合金的流動海水沖刷腐蝕規(guī)律開展研究，并探討材料在流動海

2、水中的腐蝕機理，為解決作為海水管系材料的國產銅及主要銅合金的環(huán)境腐蝕問題提供基礎數(shù)據(jù)。 通過對CF-97沖刷腐蝕試驗機的改造，實現(xiàn)了在流動海水中原位電化學信號的施加與測量。在不用流速海水沖刷腐蝕中同時進行的自腐蝕電位監(jiān)測、動電位極化曲線以及不同流速、沖刷時間后材料的腐蝕失重速率測量表明，國產TUP紫銅和B10銅鎳合金流動海水中腐蝕速率要顯著高于靜態(tài)海水，不同流速下材料的腐蝕失重率隨著浸泡、沖刷．時間的增加逐漸減小至相對平穩(wěn)；海水

3、的流動使腐蝕反應的傳質速率增加，流動海水中的動電位極化曲線的腐蝕電流密度比靜態(tài)海水中顯著增大，陽極區(qū)未出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象。TUP紫銅在海水流速為0.9～1.2m/s時處于第一個臨界流速范圍，B10銅鎳合金在海水流速大于3m/s時進入臨界流速范圍，紫銅對海水流速的敏感性要遠大于B10錒鎳合金。 不同流速、腐蝕時間后運用電化學方法對兩種材料腐蝕后的表面狀況進行了研究表明，靜態(tài)海水中，紫銅呈均勻腐蝕形貌，B10銅鎳合金表面有點蝕現(xiàn)象發(fā)生，兩

4、種材料表面都會形成內、外雙層的腐蝕產物膜，外層產物膜多是銅的二價腐蝕產物，較為疏松與基體結合力不強，內層主要是Cu<,2>O產物膜，對基體產生保護作用。流動海水中，腐蝕產物外層膜被沖刷去，對基體金屬無保護作用，內層氧化膜層隨著流速增加逐漸減薄，高于臨界流速時，膜層部分會被沖刷剝落，材料腐蝕速率增加。 紫銅在流速為1.2m/s、含砂量為3‰海水中，B10銅鎳合金在流速為3.6m/s、含砂量為3‰海水中沖刷腐蝕后，兩種材料的腐蝕失重

5、率隨著腐蝕時間增加逐漸減小，但都要高于各自同樣流速下不含砂海水中的腐蝕失重率。含砂流動海水中，材料表面形成的有保護性的腐蝕產物膜層被海水和砂粒沖擊部分或全部剝落露出基體金屬，基體金屬也會被機械沖擊而流失，造成腐蝕失重率增加。紫銅在1.2m/s、含砂海水中沖刷腐蝕后基體有裂紋，表面出現(xiàn)馬蹄型蝕坑，出現(xiàn)典型的沖擊腐蝕的現(xiàn)象；B10銅鎳合金在3.6m/s、含砂海水中沖刷腐蝕后表面膜層大部分被沖擊剝落，表面沖刷紋路紊亂，在此條件海水中，材料表面