模拟深海环境下高强钢焊缝阴极保护研究

目的研究海水中阴极极化电位下高强钢焊缝氢脆断裂的规律,确定合理的阴极保护电位区间。方法通过模拟深海压力环境,采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)、电化学测量方法和腐蚀失重试验进行研究,结合电子显微镜对断口形貌进行观察。结果模拟深海4.50 MPa压力环境下,随着阴极保护电位负移,高强钢焊缝保护度逐渐提高,在极化电位为-0.77 V(vs Ag/Ag Cl/海水,下同)时,材料的保护度达到90%。在-0.71~-0.95 V的电位区间内,高强钢焊缝断裂的方式为韧性断裂;在-1.00 V电位下,高强钢焊缝断裂的方式为脆性断裂;在极化电位不超过-0.96 V时,材料的氢脆系数不超过25%。结论高强钢焊缝在深海环境下的合理保护电位区间为-0.77~0.96 V。     

海水中阴极极化对X80钢应力腐蚀及氢脆敏感性的影响

目的研究不同p H值海水中阴极极化对X80管线钢应力腐蚀及氢脆的抑制作用。方法采用慢应变速率拉伸试验、电化学测试、微观组织观察等分析方法。结果 X80钢在天然海水中的析氢电位约为-940m V(vs.SCE,下同),海水p H为3.5时析氢电位发生正移。其应力腐蚀敏感性与极化电位有很大关系,随着极化电位负移,X80钢的氢脆敏感性增加。天然海水中当极化电位负于-950 m V时,断口出现准解理断裂特征形貌。在-1050 m V极化电位下,钢材进入氢脆断裂区发生脆性断裂。海水p H为3.5时,-900 m V钢材有发生氢脆的危险。结论与天然海水相比,X80钢在p H为3.5的酸性海水中具有较高的应力腐蚀敏感性,两种海水介质中X80钢的应力腐蚀敏感性均随极化电位负移而增加。     

阴极极化对高强钢焊接件应力腐蚀敏感性的影响

目的研究不同极化电位下高强钢焊接件在海水中的应力腐蚀敏感性。方法采用慢应变速率试验(SSRT)和电化学阻抗技术来判定不同极化电位条件下高强钢焊接件在海洋环境中应力腐蚀敏感性的大小,利用扫描电镜和三维视频测试技术观察试样断裂处的颈缩情况和断裂方式。结果在E corr~-0.9 V电位区间内,高强钢焊接件在海水中没有明显的应力腐蚀敏感性;在-1.1~-1.2 V电位区间内,焊接件断口出现脆性断裂特征,力学性能下降明显,具有很强的应力腐蚀敏感性。结论阴极极化对高强钢焊接件在海水中的应力腐蚀敏感性影响显著。     

船用铝合金点蚀及阴极保护研究

通过极化试验、循环伏安试验及外加恒电位阴极保护下的腐蚀失重试验,并结合腐蚀形貌观察,研究了5083铝合金在人造海水中的极化及腐蚀特性,并探讨了其阴极保护电位范围。研究表明,50834g@金在人造海水中浸泡一段时间后,由于表面生成钝化膜而提高了点蚀电位;但若阴极保护电位过负,表面会发生析氢反应,且表面局部因碱性过强而造成溶解,因此其合理的阴极保护电位范围为-0．9～-1.10V。     

阴极极化对人为破损907A涂层钢腐蚀行为的影响

采用改性厚浆环氧防锈漆作为涂层材料,研究了不同破损率的涂层对907A钢腐蚀特性及阴极保护效果的影响,测定了不同涂层破损率的907A钢在天然海水中的电化学阻抗谱和极化电流.结果表明,随着浸泡时间的延长,在自腐蚀电位下,2种试样基体的腐蚀程度都不断地加剧.在-0.85 V(vs.SCE)极化电位下,破损率为1%的试样,阴极极化对破损处涂层的破坏作用大于对钢基体的保护作用,未达到预期保护效果;对于破损率为5%的试样,由于涂层缺陷处基体上形成较厚的钙镁沉积层从而减缓了金属腐蚀.     

高强不锈钢在海水环境中的阴极保护行为研究

目的 研究不同阴极极化电位下高强不锈钢的极化行为,确定某高强不锈钢合理的阴极保护电位区间。方法 通过动电位极化测试以及电化学阻抗测试等电化学测试手段,研究此种高强不锈钢在海水中的阴极反应过程,通过不同极化电位下的恒电位极化测试,结合扫描电子显微镜和能谱仪,观察分析试样表面的腐蚀产物,研究阴极极化电位对高强不锈钢表面阴极产物膜的影响规律,以及对高强不锈钢在海水中的阴极保护效果。结果 动电位极化测试表明,在‒0.50~‒0.90 V,只需要施加很小的阴极电流,就可使极化电位发生显著变化。电化学阻抗谱测试及拟合结果表明,极化电位在‒0.70 V时,电极反应的电荷转移电阻最大,此时腐蚀被完全抑制。恒电位极化测试发现,随着电位负移,极化电流密度整体上呈现先减小、后增大的趋势。用能谱仪分析其表面产物发现,钙镁沉积层的致密度呈现先增加、后降低的趋势。结论 此种高强不锈钢在海水环境中施加阴极电位为‒0.50~‒1.00 V时,可以得到有效保护。     

阴极极化对人为破损907A涂层钢腐蚀行为的影响

采用改性厚浆环氧防锈漆作为涂层材料,研究了不同破损率的涂层对907A钢腐蚀特性及阴极保护效果的影响,测定了不同涂层破损率的907A钢在天然海水中的电化学阻抗谱和极化电流。结果表明,随着浸泡时间的延长,在自腐蚀电位下,2种试样基体的腐蚀程度都不断地加剧。在-0.85 V（vs.SCE）极化电位下,破损率为1%的试样,阴极极化对破损处涂层的破坏作用大于对钢基体的保护作用,未达到预期保护效果;对于破损率为5%的试样,由于涂层缺陷处基体上形成较厚的钙镁沉积层从而减缓了金属腐蚀。     

5083铝合金在模拟淡海水中的电化学行为研究

采用循环极化、动电位极化研究了不同盐度的海水对5083铝合金腐蚀性能的影响。结果表明,自腐蚀电位随着浸泡时间的延长开始迅速负移,60 d后趋于稳定;循环极化显示击破电位随盐度的增加逐渐降低,保护电位随盐度的增加先减小后增大,在盐度为1.5%(质量分数)处达到最小值;腐蚀形貌显示5083铝合金在盐度为1.5%(质量分数)的海水中点蚀最严重;不同盐度下5083铝合金的阴极保护电位区间约在-0.90～-1.05 V之间。     

5083铝合金在模拟淡海水中的电化学行为研究

采用循环极化、动电位极化研究了不同盐度的海水对5083铝合金腐蚀性能的影响。结果表明,自腐蚀电位随着浸泡时间的延长开始迅速负移,60d后趋于稳定;循环极化显示击破电位随盐度的增加逐渐降低,保护电位随盐度的增加先减小后增大,在盐度为1.5%（质量分数）处达到最小值;腐蚀形貌显示5083铝合金在盐度为1.5%（质量分数）的海水中点蚀最严重;不同盐度下5083铝合金的阴极保护电位区间约在-0.90～-1.05V之间。     

316L不锈钢在淡化海水中的耐腐蚀性能研究

目的评价316L不锈钢在淡化海水中的耐蚀性能。方法利用电化学和慢应变速率拉伸（SSRT）,并结合扫描电镜（SEM）的方法。结果电化学阻抗测试结果表明,随着温度的升高,材料的耐蚀性能下降;循环伏安实验结果表明,随着温度的升高,点蚀击破电位负移;SSRT实验结果表明,316L不锈钢在淡化海水中具有一定的应力腐蚀敏感性（SCC）,随着温度升高,敏感性增大,在35℃和50℃,316L不锈钢在淡化海水中的断裂为韧性断裂,在70℃时,断口微观形貌呈现韧窝＋少量准解理形貌。结论在淡化海水中,随着温度的升高,不锈钢的耐点蚀性能下降,SCC敏感性增强。     

陵水气田输气管道阴极保护效果数值仿真研究

目的 研究海水环境因素和工况因素对其海底管道的牺牲阳极阴极保护效果。方法 针对国内首个自主知识产权深水平台——陵水平台,基于边界元开展管道的阴极保护仿真计算,重点研究不同涂层破损率、海水流速和海水电导率对其管道牺牲阳极阴极保护效果的影响。结果 涂层破损率从1%增加到10%,同样的牺牲阳极保护方案,管道的最正阴极保护电位增加了102 mV;海水电导率从4 S/m减小到2 S/m,管道的最正阴极保护电位增加了10 mV;海水流速从0 m/s增加到4 m/s,管道的最正阴极保护电位增加了26 mV。结论 涂层破损率增大、海水电导率降低、海水流速增加等都会导致阴极保护效果的降低,因此在设计阶段,需要考虑环境工况因素对阴极保护效果的影响,确保达到合理的阴极保护效果。     

脉冲阴极保护研究现状及在铝合金防护上的应用展望

对脉冲阴极保护技术的起源,发展历史及应用现状进行了介绍。根据学者对Q235钢、40角钢等金属在模拟海水环境下进行的脉冲阴极保护研究,确定了影响脉冲阴极保护效果的主要参数为脉冲周期、占空比、脉冲幅值以及阳极距离等,分析得出了脉冲阴极保护技术的优点以及该技术推广所存在的限制和原因,并与传统直流阴极保护技术的保护效果进行比较,显示出脉冲阴极保护技术用于金属设备防护时的优越性,可使保护电位更均匀,保护距离更长,在同等保护效果下的能耗更低。分析了当前海水环境下船用铝合金的使用特点以及保护现状。结合脉冲阴极保护的特性和优点,根据传统的阴极保护理论以及双电层理论,分析并展望了脉冲阴极保护技术用于海洋环境下船用铝合金防护的可行性和应用前景。     

海工高强钢在海水中应力腐蚀研究进展

从高强钢材料的合金成分、金相组织、加工工艺、残余应力以及海水温度、Cl^－浓度、pH值等环境条件和腐蚀程度等方面总结了高强钢应力腐蚀的影响因素。结合高强钢的使用环境和力学特点,简述了高强钢的应力腐蚀开裂机理,包括氢致开裂理论、阳极溶解理论、腐蚀产物楔入理论、应力吸附破裂理论等。针对高强钢在海洋环境中的应力腐蚀问题,分别从组织成分优化、表面处理和阴极保护等方面论述了应力腐蚀防护方法。最后,展望了应力腐蚀机理与防护的发展方向。