电偶腐蚀研究方法综述

从研究方法角度综述了电偶腐蚀的研究进展,包括失重法、形貌观察法、传统电化学测量技术等常见的电偶腐蚀研究方法。另外,着重介绍了丝束电极、扫描开尔文电极、扫描振动电极、微区电化学阻抗等微区电化学测试技术和有限元多物理场数值模拟仿真技术等新技术在电偶腐蚀研究中的应用,并对以上方法在电偶腐蚀研究中的应用情况和局限性进行了比较详尽的总结。最后针对复杂电偶腐蚀体系研究方法与思路,提出了自己的建议,进行了分析与展望。     

海洋干湿交替环境下电偶腐蚀及其研究方法进展

主要分析了海洋干湿交替环境下干湿比、间浸频率、盐分浓缩、腐蚀产物等因素对电偶腐蚀的影响。简单介绍了电偶腐蚀研究方法如浸泡法、电化学实验法,以及近年来电偶腐蚀研究新技术,指出电偶腐蚀研究中面临的问题并对今后电偶腐蚀研究方向进行展望。     

严酷环境下飞机典型结构异种材料电偶腐蚀特点与防护对策

介绍了电偶腐蚀的原理,以飞机结构上容易出现的三种电偶腐蚀(碳纤维增强环氧复合材料-铝合金、钛合金-铝合金、铝合金-不锈钢)为例,对目前关于这三种电偶腐蚀的研究进行了综述,分析了电偶腐蚀的环境影响因素,综述了耦合材料的失效特点和形式,探讨了利用阻隔、涂层和缓蚀剂等手段减缓和防止电偶的防护措施,指出利用微区测试技术、联合多种研究手段和复合环境因素在研究电偶腐蚀方面的重要性。在多因素条件下,设计模拟耦合件的试验,有利于模拟实际工况的特征。     

钛合金紧固件用铝涂层抗电偶腐蚀行为研究

目的研究铝涂层对钛合金紧固件连接铝构件时抗电偶腐蚀的作用。方法采用电偶腐蚀电流、开路电位、极化曲线、电化学交流阻抗等电化学测试技术,分析评价了钛合金紧固件表面用铝涂层的抗电偶腐蚀性能。结果无涂层TC4钛合金和2024铝合金组成的电偶对存在严重的电偶腐蚀;TC4钛合金表面制备铝涂层后,自腐蚀电位从-267 V升高到213 V,表面电阻从771.6Ω升高到2.59×10~8Ω,与2024铝合金组成电偶对的电偶电流密度从80.51μA/cm~2下降到0.45μA/cm~2,其电偶腐蚀等级为B。结论铝涂层可以有效地防止电偶腐蚀。     

异种结构材料电偶腐蚀及防护技术的研究现状及发展方向

从包括阴阳极、电位、偶对间距在内的材料自身因素,以及包括含氧量、温度、流动状态在内的环境因素两个方面,综述了异种结构材料电偶腐蚀的主要影响因素。探讨了目前国内外针对异种结构材料电偶腐蚀预防措施的研究现状,对比了国内外针对设计制造阶段和服役使用阶段的不同电偶腐蚀预防措施,最后指出我国在电偶腐蚀预防方面,规范、标准和措施匮乏以及存在的其他问题,并为接下来电偶腐蚀及防护技术的发展方向提出了建议,指出需要进一步研究实际结构因素对异种材料电偶腐蚀的影响机理和规律,并提出典型耦接件的腐蚀防护技术途径。     

复合电位电偶腐蚀控制技术

对复合电位电偶腐蚀控制技术的原理及技术特点进行介绍,阐述了该项发明的用途,并通过消除和减缓电偶腐蚀的两个应用实例,说明了其应用方法和应用效果。该技术是一项针对异种金属之间电偶腐蚀的防腐蚀新技术,其基本原理是通过在电偶阴极上连接复合阳极使其极化形成复合电位,降低电偶阴极的电位,从而减小或消除其与电偶阳极的电位差,来实现对电偶腐蚀的控制,解决了其他防腐蚀技术难以解决的因耐蚀金属材料应用引起的电偶腐蚀问题。该技术有别于阴极保护思路,针对电位差这一电偶腐蚀源进行腐蚀控制,丰富了电化学保护方法内容。实际应用结果表明,该技术不仅为异种金属之间电偶腐蚀控制提供了解决措施,也为材料电化学匹配提供了一种等电位平衡的设计思路。     

先进复合材料的腐蚀及与金属偶接的相容性原则

通过总结和分析目前国内外碳纤维环氧复合材料腐蚀研究的现状,对碳纤维及其环氧复合材料的基本特点和电化学特性进行了讨论,对电偶腐蚀基本规律及理论进行初步的分析,根据电化学极化理论、腐蚀热力学及动力学理论、现代表面和界面分析技术的研究成果,综合分析碳纤维环氧复合材料对偶接金属腐蚀行为及规律的影响,探讨复合材料与金属电偶腐蚀的相容性原则。     

先进复合材料的腐蚀及与金属偶接的相容性原则

通过总结和分析目前国内外碳纤维环氧复合材料腐蚀研究的现状，对碳纤维及其环氧复合材料的基本特点和电化学特性进行了讨论，对电偶腐蚀基本规律及理论进行初步的分析，根据电化学极化理论、腐蚀热力学及动力学理论、现代表面和界面分析技术的研究成果，综合分析碳纤维环氧复合材料对偶接金属腐蚀行为及规律的影响，探讨复合材料与金属电偶腐蚀的相容性原则。     

假交替单胞菌对EH40/B10电偶腐蚀的影响

目的研究假交替单胞菌(Pseudoalteromonassp.,P.sp.)对EH40/B10电偶腐蚀的影响。方法利用电化学工作站测试EH40/B10电偶电流、电偶电位及开路电位,利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜分别观察浸泡21天后EH40、B10表面的腐蚀形貌和生物膜,并且测定体系的溶解氧浓度、pH和P.sp.的数量。结果无菌体系的电偶电流远大于有菌体系,无菌体系的理论驱动电压也大于有菌体系。从腐蚀形貌来看,无菌体系中偶接B10比未偶接腐蚀得轻,而在有菌体系中是否偶接对EH40和B10的腐蚀形貌影响不大。无菌体系的溶解氧浓度远高于有菌体系,且有菌体系的pH比无菌体系低。结论 EH40/B10在无菌体系中的电偶腐蚀速率远大于在有菌体系,主要是因为P.sp.呼吸作用消耗氧气以及在电极表面形成生物膜从而抑制了电偶腐蚀。此外,在无菌体系中偶接B10受到了阴极保护,比未偶接腐蚀得轻,而在有菌体系中,是否偶接对EH40和B10的腐蚀影响不大,电偶腐蚀效应不明显。     

不锈钢与船体钢在海水中的电偶腐蚀行为研究

目的 研究不锈钢与船体钢在天然海水中的电偶腐蚀行为,为不锈钢的应用提供数据支撑。方法 利用电化学设备研究不锈钢与船体钢在天然海水中的自腐蚀和电偶腐蚀行为,并结合质量损失和腐蚀形貌研究阴阳极面积比对电偶腐蚀敏感性的影响。结果 2种金属的自腐蚀电位相差600 mV,电偶腐蚀倾向严重。当二者发生电偶腐蚀时,不锈钢作阴极,船体钢作阳极。随着不锈钢与船体钢阴阳极面积比的减小,船体钢的腐蚀速率和平均腐蚀深度减小,不锈钢的腐蚀形貌则不受面积比的影响。结论 在实际工程中,可通过增加阳极材料面积的方法来降低电偶腐蚀效应的影响。     

925镍基合金和110SS钢在高温高酸性环境中的电偶腐蚀行为

目的 探究镍基合金925和抗硫油管管材110SS在不同面积比下耦接后的电偶腐蚀行为和电偶腐蚀效应,模拟国内某油气田高温高酸性腐蚀环境。方法 采用浸泡腐蚀试验和电化学测试技术,评价电偶腐蚀的阴阳极过程对腐蚀进程的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)与X射线衍射仪(XRD)对腐蚀试样的表面形貌及腐蚀产物成分进行分析。结果 110SS的自腐蚀电位远远低于925,阴阳极分别以1:1、1:5、1:10、1:30四种面积比耦接后,均发生电偶腐蚀。耦接后110SS的腐蚀速率分别为:0.7564、0.7032、0.6457、0.6289 mm/a,均为极严重腐蚀。结论 电偶腐蚀速率和电偶腐蚀效应均随着阴阳极面积比的增大而增加。镍基合金与碳钢油管耦接主要对材料在腐蚀环境下的腐蚀进程有影响,而对腐蚀产物和腐蚀机理的影响不大。     

316L与X65在模拟流动地层水中电偶腐蚀行为

目的研究316L与X65在模拟流动地层水中电偶腐蚀行为,方法进行复合管材料X65和316L耦合在模拟流动地层水饱和CO2环境中的浸泡实验,通过电化学工作站测量电偶电流、电偶电位、开路电位及试样在不同温度和流速下极化曲线和交流阻抗图谱,另外通过电子扫描显微镜观察腐蚀形貌,对复合管电偶腐蚀行为进行分析。结果在模拟流速为0,0.2 m/s地层水中,X65耦合后的腐蚀速率分别为0.883,1.169 mm/a。结论 X65阳极反应极化程度较小,316L的阴极反应过程是整体反应速度的控制步骤。X65表面不仅发生阳极溶解,还伴随阴极反应。     

服役环境下镁合金材料腐蚀的研究

通过对服役环境中镁合金材料出现的腐蚀问题的分析,认为点蚀、电偶腐蚀及腐蚀疲劳是镁合金材料腐蚀的主要形式,并对其研究情况进行了总结。同时,对大量的国内外有关资料进行研究,认为电偶腐蚀和腐蚀疲劳的特点及机理的研究将成为进一步研究镁合金腐蚀的重点。     

Q345钢在不同pH值人工海水中的电偶腐蚀行为研究

目的 研究不同pH值的人工海水环境中电偶腐蚀对金属的影响。方法 利用自行设计的可拆卸电极,采用浸泡法和电化学方法,结合宏观和微观腐蚀形貌,对Q345钢在不同pH人工海水中的电偶腐蚀行为进行分析。结果 在浸泡初期,不同pH值海水环境中电连接电极间的电位差相差较小,不易发生电偶腐蚀;浸泡至14 d,电极间的电位差相差较大,这表明不同电连接电极之间发生明显的电偶腐蚀。与自腐蚀相比,pH为7.50和8.40的电偶腐蚀的腐蚀电位较大,腐蚀电流密度较小,腐蚀产物膜电阻Rp较大,说明在pH值为7.50和8.40时,电连接电极间的腐蚀以自腐蚀为主。在pH值为7.80和8.70时,电连接电极间发生明显的电偶腐蚀。自腐蚀电极表面的腐蚀产物较少,锈层结构疏松。电偶腐蚀中,在pH为7.50和8.40的电极表面的腐蚀产物较少,锈层结构致密;pH为7.80和8.70的电极表面的腐蚀产物较多,锈层结构比较疏松。结论 通过研究2种腐蚀行为的差异,分析pH值的不同对电偶腐蚀的影响,为海洋环境金属材料的腐蚀防护提供数据支持。     

铜合金在模拟深海低温条件下的电偶腐蚀行为研究

目的研究管路铜合金在模拟深海低温条件下的电偶腐蚀行为。方法对舰船常用的管路材料B10合金与管路泵阀材料镍铝青铜偶接后的电偶电位和电偶电流进行监测,对其电偶腐蚀速率和系数进行计算,评价电偶腐蚀敏感性。最后,结合动电位极化曲线的测量探讨温度对偶对阴阳极铜合金腐蚀行为的影响。结果 B10合金为偶合阴极,受到保护,而镍铝青铜为偶合阳极,加速腐蚀。在深海低温条件下,偶对的电偶腐蚀效应和腐蚀速率均较低,表现出轻度电偶腐蚀敏感性。结论温度的降低一方面会减缓B10合金Cu2O钝化膜中Ni的占位,降低膜层电位,同时减缓镍铝青铜的脱Al腐蚀,从而缩小了两者自腐蚀电位的差异,降低电偶腐蚀效应;另一方面,温度的降低会减缓阳离子向溶液本体中的迁移,造成腐蚀产物在电极表面的积累,抑制阳极溶解过程,也会大幅降低氧的扩散速率,造成阴极反应阻力的增大,降低电偶腐蚀速率。