船用鋼海水腐蝕與檢測研究.pdf

1、海洋環(huán)境是一種非常嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境，各種材料在使用過程中始終面臨著惡劣的海洋腐蝕環(huán)境，由海水腐蝕所引發(fā)事故的經(jīng)濟(jì)損失所占的比例相當(dāng)高。 目前對船用鋼耐蝕性能的評價方法主要是實(shí)海掛片試驗(yàn)，該方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件真實(shí)，操作簡單，結(jié)果比較可靠。但是該試驗(yàn)方法還存在以下不足：試驗(yàn)周期長，一般最短試驗(yàn)周期為1年；環(huán)境因素?zé)o法控制；試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性較差；由于試樣丟失而造成試驗(yàn)失敗的風(fēng)險較高。這些不足是制約新材料新工藝快速應(yīng)用的主要問題。

2、 本文主要研究三種典型船用鋼A、B、C在不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下的耐蝕性能。通過電化學(xué)試驗(yàn)，探討了不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件對材料的腐蝕的影響，得到了材料在不同實(shí)驗(yàn)條件下的腐蝕規(guī)律，并從數(shù)學(xué)的角度，找出不同試驗(yàn)條件下的腐蝕速度隨時間變化的函數(shù)關(guān)系，得到了適合于所選材料在本地區(qū)海水環(huán)境腐蝕的模擬公式。本文的主要結(jié)論如下： 1．通過實(shí)海腐蝕電位監(jiān)測，B的穩(wěn)定電位最正，C次之，A最負(fù)。其結(jié)果與室內(nèi)模擬靜水條件下得到的結(jié)果有差別。 2．

3、分別對實(shí)海全浸的試樣進(jìn)行了線性極化以及交流阻抗測試，得到瞬時腐蝕速度(icorr)和極化電阻(Rp)隨浸泡時間的變化，表明其變化是表面銹層的堆積與海水溫度變化所帶來的影響的共同作用的結(jié)果。 3．采用四種阻抗模型對EIS數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬和，表明全浸可分為四個階段，浸泡初期，等效電路僅由雙電層電容(Cdl)和電荷轉(zhuǎn)移電阻(Rt)構(gòu)成。隨時間延長，等效電路中出現(xiàn)了反映界面性質(zhì)的腐蝕產(chǎn)物層電容(Cf)和電阻(Rf)。隨時間的進(jìn)一步延長，阻抗

4、模型中出現(xiàn)了由于微生物而導(dǎo)致的電容及電阻，通過Cdl和Rt隨浸泡時間的變化表征了材料的腐蝕行為。 4．對腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行激光拉曼分析，得到腐蝕產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)成分，外層腐蝕產(chǎn)物主要由γ-FeOOH構(gòu)成，并有少量α-Fe2O3，內(nèi)銹層主要由α-Fe2O3、Fe3O4構(gòu)成，其中也伴有少量γ-FeOOH。 5．室內(nèi)模擬充氣攪拌條件下，材料的穩(wěn)定電位排序與實(shí)海全浸一致，并且其瞬時腐蝕速度(icorr)和極化電阻(Rp)隨浸泡時間的變化也與

5、實(shí)海一致，這說明室內(nèi)充氣攪拌條件得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以很好的重現(xiàn)實(shí)海條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 6．兩種室內(nèi)模擬方法得到的交流阻抗結(jié)果與實(shí)海有較大差別，原因可能是海水中微生物的影響不同，實(shí)海中微生物的影響較強(qiáng)，室內(nèi)模擬較弱。 7．通過積分?jǐn)M合的方法分別得到三種實(shí)驗(yàn)條件下的腐蝕速度隨時間變化的數(shù)學(xué)公式，通過與失重方法得到的數(shù)學(xué)公式相對比，可以看出室內(nèi)充氣攪拌實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相應(yīng)條件下的失重實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的吻合，說明由電化學(xué)方法得到的積分?jǐn)M合值