纯锌在热带海洋环境下的大气腐蚀行为及规律

研究了纯锌(99.99%)在海南湿热性海洋大气环境条件下的腐蚀规律,讨论了纯锌在户外暴露下的腐蚀行为.结果表明,纯锌在海南湿热性海洋大气环境条件下非常耐蚀,根据均匀腐蚀10级分类,属于1级,即完全耐蚀的级别;纯锌第1年的腐蚀速率与第2年以后的腐蚀速率有明显差距,根据ISO 9223采用纯锌第1年的腐蚀速率进行环境严酷度评级不够严谨.     

典型工业沿海区域的大气环境腐蚀性评价

目的 利用现役金属材料对工业沿海区域所处不同大气环境进行环境腐蚀性评价,并研究不同金属材料的腐蚀行为差异性,探讨工业沿海大气环境下金属材料的耐蚀性选择。方法 在不同大气环境下,选择现役金属材料Q235、16MnNi和L415开展1 a的户外曝晒试验,并利用质量损失分析、扫描电镜等手段,通过对金属基材进行腐蚀机理研究,评价大气环境的腐蚀性。结果 Q235、16MnNi和L415等3种钢在不同区域沿海工业大气环境下的腐蚀行为受大气腐蚀环境的影响较大,腐蚀产物中含有一定量的Cl和S。同种金属材料表面锈层的特殊结构,使得其基体与大气环境中的腐蚀因子相接触,引发了金属材料在不同大气腐蚀环境中不同腐蚀行为的差异性。结论 工业沿海区域的大气环境中,大气腐蚀性差异由酸循环腐蚀机制形成。3种钢材在腐蚀初期,由于锈层多孔隙结构和可溶性腐蚀产物形成,加重了腐蚀程度。黄岛区域、曹妃甸区域、岚山区域和湛江区域的大气腐蚀等级分别为C2、C3、C2、C3级。     

碳钢和耐候钢在盐雾环境下的腐蚀行为研究

目的研究Q235钢和耐候钢在3.5%(质量分数)NaCl盐雾/干燥循环加速腐蚀试验中的腐蚀过程,比较它们的耐腐蚀性。方法采用腐蚀失重分析、X-射线衍射分析、扫描电镜观测和电化学测试等进行研究。结果 Q235钢和耐候钢的锈层没有明显的保护作用,但耐候钢的耐蚀性略优于Q235钢。结论在模拟海洋大气环境中,该耐候钢没有优越性,说明该耐候钢不适用于海洋大气环境中。     

模拟南海大气环境下耐候钢腐蚀性能研究

目的通过室内模拟南海大气环境加速腐蚀试验,对比分析几种钢腐蚀性能优劣,为开发耐南海大气腐蚀用钢提供数据支撑和理论依据。方法分别选用Q235B,Q355和Q500q E三种材料作为研究对象,采用中性盐雾试验方法模拟南海苛刻大气环境对试样进行耐蚀性测试,通过试样表面形貌观察、腐蚀质量损失计算和电化学分析等手段研究其腐蚀行为机制。结果 Q235B表面最先被腐蚀产物完全覆盖,腐蚀速率始终大于另外两种材料。Q355和Q500q E表面膜初期起到延缓腐蚀作用,其中以Q500q E极化阻抗最大,腐蚀表面最为平整。结论模拟南海大气环境下三种试验钢耐蚀性能排序为Q500q EQ355Q235B。     

海洋大气环境下Q235钢表面氯离子沉积量分布规律研究

目的 研究海洋大气环境下氯离子在Q235钢表面的沉积分布规律。方法 使用便携式X射线荧光光谱仪测试Q235钢在海南岛不同地点大气环境暴露后的表面氯离子沉积，然后采用插值算法绘制氯离子在Q235钢表面沉积分布图和海南岛不同地点氯离子在Q235钢表面平均沉积量分布图，并根据氯离子沉积分布图分析氯离子在Q235钢表面的沉积量分布规律。结果 氯离子在Q235钢表面呈不均匀分布特征。在环境暴露试验前6个月，Q235钢表面氯离子含量逐渐增加；暴露6~12个月，Q235钢表面的氯离子含量总体变化不大。从整个海南岛看，内陆地区氯离子在Q235钢表面的沉积量低，而在沿海环岛区域的沉积量高。在海南岛沿海地区，Q235钢表面氯离子沉积量随季风风向的变化而变化。结论 氯离子在Q235钢表面呈不均匀沉积分布，Q235钢表面氯离子沉积量在海南岛不同地点呈“中间低、两边高”的沉积分布规律，内陆地区沉积量低，而沿海环岛区域沉积量高，并且沿海地区的氯离子沉积易受季风风向的影响。     

安徽省内电网设备常用钢材大气腐蚀试验研究

目的针对在安徽省内H1、R1及T28三个站点自然环境下暴露1年后的Q235、40Cr及镀锌钢,开展腐蚀速率、腐蚀产物及腐蚀层形貌的研究,探讨其大气腐蚀机理。方法采用称量法计算腐蚀质量损失,通过光学及电子显微镜法观察腐蚀层表面及截面形貌,用电子能谱仪测试微区成分,用X-射线衍射法测试腐蚀层的物相构成。结果 Q235、40Cr的大气腐蚀产物为Fe OOH、Fe3O4、Fe(OH)3及FeSO4,镀锌钢则为Zn O及Zn SO4。Q235、40Cr腐蚀层表面分布着绒球状的α-FeOOH及片状的γ-FeOOH,镀锌钢大气腐蚀层致密,但T28站点镀锌钢表面形成点状的腐蚀坑,腐蚀防护能力降低。结论同一站点三种钢腐蚀速率大小次序为40CrQ235镀锌钢,站点R1钢的腐蚀速率最大,站点T28的腐蚀速率最小。     

我国沿海地区大气环境特征及典型沿海地区大气腐蚀性研究

目的分析我国沿海地区大气环境特征,研究典型沿海地区大气腐蚀性。方法根据近50年历史气象数据以及实测介质数据,分析我国沿海地区的气温、湿度、太阳辐射、盐雾等主要环境因素的分布规律,并结合主要环境因素与腐蚀数据对典型沿海地区大气腐蚀性进行比较。结果给出了我国沿海地区主要大气环境因素的量值范围,以及典型沿海地区大气腐蚀严酷度等级。结论我国沿海地区大气环境特征南北差异较大。大部分地区的大气腐蚀性等级为C3级或C4级,极个别海岸地区及海洋平台可达到C5级。     

热带海洋大气环境中钢腐蚀异常原因分析

采用Q235钢和Cor-TenA钢在中国海南万宁市离海边不同距离进行不同暴露时间、朝向和不同样品表面状态的大气暴露试验，用SEM和X射线衍射对锈层和腐蚀产物进行分析，结果表明：万宁站长期暴露钢的大气腐蚀出现的所谓“异常”现象正是高湿热海洋性大气腐蚀性特征的反映。其产生原因是：在高湿热、高日照、强辐射强度和高C1^-浓度的综合作用下，使建立起来的锈层。随时间的推移起加速腐蚀作用造成的。决定钢大气腐蚀的主要环境因素是湿热气候和C1^-浓度。     

Q235钢在海洋铁细菌作用下的腐蚀行为研究

采用开路电位、电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)等方法研究了海洋铁细菌作用下Q235钢的腐蚀行为与腐蚀机理。扫描电子显微镜(SEM)形貌分析结果表明有大量的杆状铁细菌附在Q235钢铁表面。在海洋微生物的影响下,Q235钢的开路电位变小,腐蚀倾向与腐蚀率变大。EIS结果表明在海洋铁细菌作用下Q235钢的交流阻抗模值减少,而且大大降低了Q235钢的极化电阻和表面膜的电阻。微生物的附着促进了钢材表面的溶解,使其表面氧化膜层消失,进而形成了疏松不致密的生物膜层,从而加速了其腐蚀进程。     

基于电化学噪声技术的碳钢大气腐蚀行为监测方法

目的基于电化学噪声技术搭建了Q235碳钢腐蚀行为监测系统,对海洋大气环境下Q235碳钢的腐蚀过程进行监测。方法采用时域谱图、频域谱图方法对采集的电化学噪声数据进行分析。结果 0.5~2.0 h(晴天),电流噪声幅值较小,时域谱图出现少数暂态峰,频域谱图无白噪声区,电极处于钝化期;46~47.5 h(降雨),电流噪声波动变大,谱图出现大量暂态峰,PSD的斜率快速下降,电极表面出现蚀点,电极处于稳态点蚀期。结论该监测系统很好地实现了对海洋大气下Q235碳钢腐蚀行为的连续监测。     

用ACM技术评估低合金钢大气腐蚀及环境腐蚀严酷性

将低合金钢与铜偶合．制成Cu／Fe电偶腐蚀电池(ACM),通过薄液膜下的ACM技术．研究了4种低合金钢的大气腐蚀行为差异,研究结果与其在典型大气环境下的曝露腐蚀结果一致。通过在江津、宜昌(三峡坝区)、武汉三地的ACM长期监测和环境因素监测获得了3个典型环境下ACM腐蚀电量与环境因素之间的多元线性回归分析方程．并与Q235钢在上述3个地区的大气曝露腐蚀试验所获得的结果进行了比较．探讨了采用ACM技术评估大气腐蚀严酷性的可能性。     

基于航空金属材料腐蚀的我国大气环境分区

目的针对我国服役飞机的腐蚀问题,实现飞机结构日历寿命的分区预测与精细化管理。方法收集我国大气环境17个典型地区的气象环境数据,编制各地区的气候、化学环境总谱,并根据腐蚀电荷当量原理,使用铝合金、合金钢两种材料的折算系数,将各地区的大气环境向标准潮湿空气作用时间进行折算。基于系统聚类的方法,根据大气腐蚀的差异性,将17个典型地区进行分类,确定各分区的划分标准和我国大气腐蚀分区个数,并综合考虑当前文献中可查的其他地区数据资料与我国气候、降水、大气污染的分布情况,对我国大气环境进行腐蚀分区。结果根据铝合金、合金钢的腐蚀特征量,可将我国大气环境划为5个分区。绘制了我国大气环境腐蚀分区图,给出了各分区的环境特点、地理位置分布和代表城市。结论应用我国大气环境分区结果,可以直观掌握我国飞机不同服役环境的腐蚀严酷程度,为编制加速腐蚀环境谱、评定飞机结构日历寿命、制定针对性的维护计划和飞行计划奠定基础。     

典型螺栓/螺母装配件湿热海洋大气环境适应性研究

目的 研究典型螺栓/螺母装配件在湿热海洋大气环境下的适应性.方法 在万宁大气环境试验站开展螺栓/螺母装配件为期24个月的户外暴露试验,通过环境扫描电镜(SEM)、电化学试验、力矩测试,研究螺栓/螺母装配件在我国湿热海洋大气环境中的腐蚀行为和力矩变化规律.结果 装配件组合30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀镉钝化螺母(组合A)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀锌钝化螺母(组合B)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与0Cr16Ni6钝化螺母(组合C)对应的电偶腐蚀电流分别约为0.6、37、100μA,装配状态下组合C户外暴露24个月后最大拧出力矩增加53％.结论 装配导致的电偶腐蚀效应对螺栓/螺母紧固件的性能变化具有明显影响,非装配状态下30CrMnSiA镀镉钝化螺栓在万宁户外暴露期间没有出现基体腐蚀现象,而装配状态下组合C在万宁户外暴露期间出现较为严重的基体锈蚀,造成在户外暴露期间最大拧出力矩呈不断增加趋势.     

船用钢板材料在淡水环境中初期腐蚀行为

目的研究船用钢板材料在长江淡水环境中的初期腐蚀行为。方法运用形貌分析、腐蚀质量损失、XRD、开路电位、极化曲线等方法研究Q235B和CCSA两种船用钢板材料在室外长江淡水环境中不同暴露方式(水面大气、半浸、全浸)及不同浸泡时间(0.5,1 a)腐蚀行为;室内长江淡水环境不同暴露方式(半浸、全浸)浸泡768 h内的腐蚀行为;室内长江淡水环境全浸泡下在不同时间(0~14 d)的电化学腐蚀行为。结果两种船用钢板材料在武汉长江淡水中腐蚀严重,半浸泡环境下腐蚀速率最大,达到100μm/a,水面区大气腐蚀速率最小,腐蚀速率为30μm/a左右,全浸区腐蚀速率为80μm/a左右,1 a和0.5 a的腐蚀速率相近,CCSA耐蚀性优于Q235B。室内长江淡水浸泡环境下两种船用钢板材料腐蚀电位随时间而降低,2d后趋于稳定;半浸泡环境下腐蚀速率大于全浸区;极化曲线说明浸泡2 d后,腐蚀速率降低且趋于稳定。结论 CCSA耐蚀性优于Q235B,半浸泡环境下腐蚀最严重,其次为全浸区,水面大气环境腐蚀最小。