大气腐蚀与环境

总结了各种金属材料在中国不同环境下的长期大气腐蚀试验结果,环境中包括了亚热带、温带、工业性、海洋性、干燥环境及湿热环境等各种典型环境。材料中包括了常用的碳钢及耐候钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金。分析了环境对各种金属材料大气腐蚀的影响,对润湿时间、二氧化硫、酸雨及盐粒子的污染作用提出了新的看法。     

大气腐蚀与环境

总结了各种金属材料在中国不同环境下的长期大气腐蚀试验结果，环境中包括了亚热带、温带、工业性、海洋性、干燥环境及湿热环境等各种典型环境。材料中包括了常用的碳钢及耐候钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金。分析了环境对各种金属材料大气腐蚀的影响，对润湿时间、二氧化硫、酸雨及盐粒子的污染作用提出了新的看法。     

新疆伊犁特克斯河山口水库中的材料制品腐蚀研究

目的了解不同涂层体系及金属材料在新疆伊犁特克斯流域的腐蚀行为,为特克斯河流域水利开发提供设计依据。方法通过实地投放金属涂层制品、涂层体系及金属材料,并按周期取样观察对比。结果获得了8种金属涂层、14种金属与封闭涂层、5种富锌涂料体系、10种复合涂层体系、2种碳钢材料和5种不同不锈钢和碳钢面积比偶合件0.5,2 a的试验结果。结论喷锌层是该水库中最适合的金属涂层;环氧封闭是表现最好的封闭涂层;环氧富锌是最好的富锌底漆;氯化橡胶、环氧沥青、环氧面漆、无溶剂耐磨环氧表面良好,适合用作面漆;脂肪族聚氨酯面漆、氟碳面漆不适合用于水下;可复涂聚氨酯用作面漆应视涂层体系谨慎使用;碳钢腐蚀速率和不锈钢与碳钢偶合件面积比之间存在显性的线性关系,不锈钢比例越大,碳钢腐蚀速度越快;镀锌层对钢丝绳有明显的保护作用,比未镀锌钢丝绳腐蚀较轻。     

ISO 9223—2012标准碳钢大气腐蚀速率预测方程在我国典型地区的适用性研究

目的对ISO 9223—2012标准中碳钢大气腐蚀速率预测方程在我国的适用性进行验证。方法利用我国典型沿海地区、盐渍区、工业污染区的碳钢大气腐蚀数据和同期环境数据,分析碳钢大气腐蚀速率预测值和实测值之间的差异,验证ISO 9223—2012标准碳钢大气腐蚀速率预测方程在我国的适用性。结果根据ISO 9223—2012标准碳钢大气腐蚀速率预测方程,利用气温、相对湿度、二氧化硫沉积速率、氯离子沉积速率四项环境因素数据预测碳钢第一年大气腐蚀速率,在我国12个典型地区的预测效果较好,R^2达到0.90。根据预测值划分的腐蚀等级与实测值划分结果一致性好。结论 ISO 9223—2012标准碳钢大气腐蚀速率预测方程适用于我国大气环境,预测方程中氯离子沉积速率数据可以直接采用挂片法数据。     

锌在模拟工业大气环境下的腐蚀行为研究

目的研究不同时间下锌在SO2环境中的腐蚀特性。方法采用室内加速试验法,向大气加速腐蚀箱中通入25 mg/L SO2气体,进行模拟工业大气环境下的加速腐蚀试验。对腐蚀后金属材料进行质量增量测量和电化学测试,通过XRD,SEM等表征锌腐蚀产物及腐蚀形貌,研究腐蚀特性。结果初期阶段锌在SO2环境中的腐蚀速率逐渐增加,到腐蚀后期逐渐降低,1/Rct值先增大后减小,锌的腐蚀产物中的元素包括Zn,O和少量的S,主要产物为Zn4SO4(OH)6。结论初期在锌表面生成的腐蚀产物疏松,SO2能够通过产物层到达基体,促进腐蚀,不具有保护性。到后期,产物增多并且致密使SO2与基体接触的概率降低,从而使腐蚀速率减缓。     

航空铝合金材料大气腐蚀环境因子灰色关联分析

结合航空铝合金材料LY12CZ在全国7个大气腐蚀试验网站暴晒腐蚀数据,利用灰色关联分析方法计算出铝合金大气腐蚀速率和腐蚀环境因子在不同暴晒时间的关联度,分析大气腐蚀环境因子对铝合金材料大气腐蚀的影响规律。LY12CZ自然暴晒1,3,6,10 a的气象环境因子灰色关联度分析结果表明,各暴露年限气象环境因子关联度排序相对位置均未发生变化;对于腐蚀环境因子而言,各暴露年限的腐蚀环境因子发生了变化。     

成都站金属材料土壤腐蚀原位测试研究

通过对成都材料土壤腐蚀试验站金属材料腐蚀电位、腐蚀率及土壤环境因素的原位连续测试及定期测量土壤微生物方法,研究了碳钢、铝、铜、铅的土壤腐蚀规律。探讨了土壤环境因素及土壤微生物变化规律对金属材料的腐蚀影响。     

我国大气腐蚀研究进展

总结了近几年来我国在大气腐蚀方面的研究现状和进展,尤其是国产、常用、量大、面广的4大类材料在我国9类主要典型大气环境下的腐蚀数据;各类典型材料在典型环境下的大气腐蚀行为规律;大气环境因素对材料大气腐蚀的影响;碳钢、低合金铜大气腐蚀行为预测.特别是在根据8年试验结果所总结出的大气腐蚀速度与试验时间之间具有幂函数关系的基础上,又进一步建立了腐蚀速度与合金元素之间的数学模型关系;探讨了采用ACM技术评估大气腐蚀严酷性;初步建立了大气腐蚀数据库,并进一步采用计算机发展网络查询服务系统,实现科学数据共享;经过20余年的研究,撰写并出版了中国材料自然环境腐蚀专著中的大气腐蚀篇,研制和生产了经济耐候钢.     

金属材料在天然河水中的腐蚀电位研究

目的弄清金属材料在天然河水中的腐蚀电位变化规律,获得它们的腐蚀电位序。方法利用自行研制的多通道电位自动采集装置,测试金属材料在武汉长江水中的腐蚀电位。结果获得了24种金属材料在天然河水中的腐蚀电位-时间曲线及腐蚀电位序图谱。结论金属材料在天然河水中初期腐蚀电位变化较快,同种类金属腐蚀电位变化规律基本相同,不同种类的金属材料腐蚀电位变化规律不同;金属材料在天然河水中的稳定腐蚀电位从低到高大致为镁阳极、纯锌、铝合金、铸铁、碳钢、低合金钢、铜合金和不锈钢。     

神经网络在海水腐蚀预测中的应用

根据我国材料自然环境腐蚀网站长期以来积累的海水腐蚀数据,采用BP人工神经网络算法,建立了碳钢及低合金钢的海水腐蚀预测模型.该模型以合金成分、环境因素为输入参数,以平均腐蚀速率为输出参数.以碳钢、低合金钢的17种钢种在青岛、厦门、榆林海水腐蚀试验站16年腐蚀数据建模.选定A3钢与10CrCuSiV在以上三地16年的腐蚀数据为验证样本.结果表明该网络具有良好的预测精度,能够正确反映海水环境腐蚀性因素及金属材料腐蚀暴露时间与其腐蚀速率的关系,用于碳钢及低合金钢在海洋全浸环境中的腐蚀预测.     

电镀锌镍合金与热渗锌涂层热带海洋大气环境腐蚀规律对比分析

目的 解决钢铁表面金属涂层在热带海洋大气环境中易腐蚀损伤或失效的问题，选择对热带海洋大气环境耐腐蚀性能优良的金属涂层，提高钢铁工件的使用寿命。方法 在某热带海域进行户外暴露试验，对钢铁试片电镀锌镍合金和热渗锌2种金属涂层的腐蚀规律进行研究。通过扫描电镜、X射线能谱仪、光学显微镜、划格试验等，对锌镍合金镀层和热渗锌涂层的表面形貌、化学成分、截面形貌、涂层厚度及附着力等分别进行观察与测试。结果 电镀锌镍合金镀层主要发生选择性腐蚀和点蚀，在720 d内具有较好的腐蚀防护性能。热渗锌层以均匀腐蚀为主，涂层微裂纹促进了腐蚀，在90 d内基体无腐蚀，360~720 d涂层的腐蚀速率较快。结论 在采用的2种金属涂层工艺中，电镀锌镍合金镀层的耐腐蚀性能远优于热渗锌涂层。相对于该热渗锌涂层，电镀锌镍合金镀层更加适合作为钢铁工件金属涂层在该海域大气环境中长期使用。     

上海大气质量与材料腐蚀速度的相关关系

为了研究材料腐蚀速度与大气质量的相关关系，进行了材料暴露试验。结果表明：⑴碳钢、铜、铜合金和大理石等材料，其完全暴露的腐蚀速度约为遮蔽暴露腐蚀速度的1倍；⑵铜、铜合金的腐蚀速度与SO2浓度非常相关，与TSP浓度显著相关，碳钢的腐蚀速度与SO2和TSP浓度也有一定的相关性；⑶铜、铜合金的腐蚀速度与SO4^2-湿沉降强度明显相关，而与NO^-3湿沉降强度无明显相关；⑷碳钢的腐蚀速度约为青天铜的50倍，纯铜的15倍。     

变电站常用金属的大气腐蚀行为及其防护

综述了变电站常用金属的腐蚀类型及研究现状。对于不锈钢、铝及铝合金,海洋大气中的Cl~-引起钝化膜破裂,当其浓度超过临界浓度[Cl~-]_(pit),发生点蚀。对于铜及铜合金,工业大气中的SO~2腐蚀作用极为明显。对于锌及锌合金,Cl~-增强表面薄液膜的导电性从而加剧其腐蚀。因此,高润湿时间和高Cl~-是滨海变电站大气腐蚀的主要原因。     

碳钢及低合金钢在重庆和万宁地区大气腐蚀规律研究

通过对17种碳钢和低合金钢在重庆地区江津试验站和海南万宁试验站进行16年的长期暴露试验,得到各种钢在重庆和万宁地区的大气腐蚀长期变化规律。指出在江津地区,碳钢和低合金钢可以用4年的短期大气腐蚀数据预测长期大气腐蚀规律。在万宁地区初期腐蚀率较低,但一定时间后腐蚀率呈上升趋势,耐候钢的腐蚀可以采用短期腐蚀数据预测长期结果,对于其他钢种则不能用短期数据预测长期腐蚀情况。对于江津地区,工程上选材可主要考虑经济因素。在万宁地区,工程上选材应重点考虑材料性能的差异。     

45#钢和Q235在不同水环境中的腐蚀行为研究

目的研究碳钢在不同水环境条件下的腐蚀行为。方法通过开展45#钢及Q235两种典型的碳钢材料在淡海水交替、海水及淡水自然环境下2年的暴露试验,将三种环境下材料的腐蚀形貌、腐蚀速率进行对比,总结3种材料在不同水环境下的腐蚀规律,对其腐蚀机理进行了简要的探讨,并对其长周期的腐蚀行为进行预测。结果对45#钢来说,淡海水环境对其的影响是海水环境下的92%,淡水环境的影响是海水环境下的46%;对Q235来说,淡海水环境对其的影响是海水环境下的88%,淡水环境的影响是海水环境的53%。结论碳钢在海水环境下耐蚀性最差,在淡海水交替自然环境下次之,在淡水环境下的耐蚀性能最好。     

Q235碳钢在石化大气环境中初期腐蚀行为

在武汉石化厂区内对Q235碳钢进行了半年的化工大气环境下的暴晒试验,测量了钢的初期腐蚀速率;利用扫描电镜、XRD观察分析了暴晒后样品的锈层特征;对带锈试样进行了交流阻抗测量.结果显示,Q235碳钢暴晒半年后腐蚀产物主要有Fe2(SO4)3·nH2O,FeSO4·nH2O,FeOOH,Fe(OH)(SO4)(H2O),腐...     

碳钢在三种大气环境中的应力腐蚀

目的研究45#碳钢和Q235碳钢在不同大气环境中的应力腐蚀失效。方法将45#碳钢和Q235碳钢制备成U型样和拉伸试样,分别在万宁、江津和西双版纳三种大气环境下进行为期3年的暴露试验,利用截面锈层深度分析和拉伸断裂分析两种手段,分析两种碳钢在不同大气环境下的应力腐蚀行为。结果拉应力影响下的U型样在三种大气环境中出现了不同深度的腐蚀坑。拉伸试样在万宁大气环境下短时间内抗拉强度急剧下降并失效,在西双版纳和江津大气环境下抗拉强度缓慢下降。结论在拉应力影响下U型样的腐蚀进程随大气污染物的不同,腐蚀程度不同,拉伸试样的抗拉强度随腐蚀进程的发展而呈周期性衰减。     

几种结构钢和不锈钢的耐海洋大气腐蚀性能研究

目的 研究服役于海洋大气环境中的几种典型钢材的耐腐蚀性能.方法 通过酸性盐雾?湿热?酸性大气等试验方法研究钢材在海洋大气环境服役过程中的耐腐蚀性能.结果 在海洋大气环境中,通常含铬量较高的不锈钢耐腐蚀性能较为优异,含铬量较低的不锈钢材料耐腐蚀性能较差.结构钢在海洋大气环境下易腐蚀.钝化处理能明显提高不锈钢的耐腐蚀性能,但仍然难以保护不锈钢在长期海洋大气环境作用下不受侵蚀,无机铝涂料对钢材具有优异的防护性能,而镀银层将加剧钢材基体腐蚀.此外,粗糙表面易诱发不锈钢发生腐蚀.结论 在海洋大气环境服役时,不锈钢应采取钝化处理,提高其耐腐蚀性能.对于结构钢和铬含量较低的不锈钢,可采取涂覆无机铝涂层的方式,通过牺牲阳极作用有效保护基体免受侵蚀.在设计阶段,还应注意外露部位的表面粗糙度设计,尽量防止或减小不锈钢腐蚀现象的发生.     

天然海水中铜离子的添加对EH40钢腐蚀的影响

目的 研究天然海水中添加1.5、15 mmol/L铜离子对EH40钢腐蚀速率、腐蚀产物形貌及成分的影响规律,并揭示其作用机制.方法 采用天然海水实验室挂片的方式进行4周的腐蚀实验,定期对试样进行表征,并检测海水环境参数.结果 在海水中添加1.5、15 mmol/L铜离子后,EH40钢的腐蚀速率加快,同时表面腐蚀产物出现特殊分层现象,并包含铜单质层.结论 海水中添加1.5、15 mmol/L铜离子,对EH40钢腐蚀的促进作用主要通过三种机制,铜离子水解形成酸性腐蚀环境、铁和铜离子的置换反应消耗试样基体、Fe-Cu电偶腐蚀池加速阳极铁的溶解.