基于边界元方法的缓蚀剂对结构电偶腐蚀缓蚀效果研究

目的研究THFS-10软膜缓蚀剂和THFS-15长效硬膜缓蚀剂在海洋环境下对于海军某型装备结构电偶腐蚀的缓蚀效果。方法采用等效浸泡测量法,得到ZL115-T5铸铝合金、30Cr Mn Si A钢以及C41500海军黄铜在不同条件下的极化曲线和交流阻抗谱。以此为边界条件,基于边界元方法,对涂覆缓蚀剂后结构的电偶腐蚀行为进行仿真,对比分析两种缓蚀剂对该异种金属连接结构电偶腐蚀的缓蚀效果。结果 THFS-15能够显著减轻上述三种不同材料偶合时的电偶腐蚀,THFS-10则在在一定程度上加速了三者之间的电偶腐蚀。结论根据仿真结果,给出了THFS-10和THFS-15两种缓蚀剂的具体使用建议和注意事项。     

青岛海洋环境碳纤维复合材料与低合金钢电偶腐蚀研究

目的 探究碳纤维复合材料在舰船应用时与金属材料的电偶腐蚀问题。方法 针对一种典型舰船用碳纤维增强乙烯基树脂复合材料,在青岛海洋大气环境下开展0.5、1、1.5、2 a期的自然曝晒试验,进而采用电化学分析手段考察其与低合金钢的电偶腐蚀效应,结合老化机制探究碳纤维复合材料的老化行为对其与钢电偶腐蚀的影响。结果及结论 在青岛大气环境曝晒不同周期的复合材料试样,开路电位与低合金钢相差较大,存在较高的电偶腐蚀倾向。随曝晒时间的延长,复合材料表面微裂纹不断产生、扩展,导致电化学反应活性点增多,两者电偶电流密度随之增大。在青岛海洋大气环境下暴露2 a后,碳纤维增强乙烯基树脂复合材料与低合金钢的电偶电流为0.356 9 μA/cm²,两者的电偶腐蚀敏感性达到B级。     

海洋环境下7A52铝合金电偶腐蚀行为研究

通过电偶序测试,对3.5%（质量分数）NaCl水溶液中7A52的腐蚀倾向进行了预测;通过对不同金属耦合的电偶电流与电偶电压的测试,验证了阳极电偶腐蚀效应,得到了电偶腐蚀过程受阴极控制的结论;通过对7A52与5A06在不同面积比情况下偶合电偶电流的测试,发现电偶电流与面积比呈线性关系。     

钝化金属深海环境电偶腐蚀性能研究

根据美国深海环境试验取得的数据和我国表层海水取得的数据,可知钛合金TA2与不锈钢SS316在海洋环境中无电偶腐蚀倾向,实际使用中SS316却出现了严重的电偶腐蚀。针对这一问题,在深海和模拟深海环境中对TA2和SS316的电偶腐蚀性能进行了研究,结果表明,静态下TA2和SS316无电偶腐蚀产生;当两种金属相互摩擦使SS316钝化膜破损时,产生电偶腐蚀,SS316为偶对中的阳极,会加速腐蚀。     

微观组织对铜合金腐蚀性能的影响

目的研究T2,Tu P,B10,H62等铜合金在模拟海水中的腐蚀行为,重点探讨微观组织与夹杂物对腐蚀特征的影响。方法采用线性极化、电化学阻抗、挂片试验和微观分析等测试手段。结果比较四种铜合金的腐蚀速度、点蚀倾向,得到铜合金腐蚀性能差异的原因。结论 H62,B10的腐蚀速度小于T2,Tu P;H62,B10的点蚀倾向性明显大于T2,Tu P;不同铜合金的微观组织及夹杂物差异是铜合金腐蚀性能不同的重要原因。     

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。     

铜合金实验室试验与实海挂片结果的比较与分析

目的比较实验室试验结果与实海挂片结果对B10和H62两种铜合金腐蚀性能评价的异同之处。方法采用线性极化、电化学阻抗、显微形貌观察等,比较两种铜合金在实验室模拟海水中的的腐蚀速率、点蚀倾向,结合反应机理、腐蚀形貌、环境等外部因素,分析导致实验室与实海环境下出现差异的原因。结果除榆林海域外,实海挂片与实验室结果都表明,B10试样的平均腐蚀速率小于H62。B10和H62两种铜合金随温度升高腐蚀速率增大,在实验室和实海情况下表现出一致性,且平均腐蚀速率都随浸泡时间的延长而降低。结论在实海环境中,温度不是影响点蚀的主要因素,微生物等其他环境因素会对点蚀产生较大影响。     

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。     

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。     

带隔离垫片的电偶腐蚀的模型研究

目的设计一种带有隔离垫片的电偶腐蚀模型,进行隔离效果的检测。方法选择管路密封垫片、无纺布和密封胶泥等三种材料作为隔离垫片,进行电偶电流、电偶电压和电化学交流阻抗等电化学方法的监测。结果密封胶泥的电偶电流最小,电化学阻抗一直较高;无纺布容易被溶液润湿,电偶电流最大,但它的干态绝缘电阻最高。结论所设计的电偶腐蚀模型具有可行性,不同电化学方法的结果相对应,保证了结果的可信程度。材料的隔离效果与介质的润湿程度相关,与其干态绝缘电阻关系不大。     

钛合金和95~#钢的电偶腐蚀研究

目的研究3%(以质量分数计)NaCl溶液中钛合金与95#钢的面积比以及它们之间的偶对间距对95#钢的电偶腐蚀行为。方法测量不同阴阳极面积比和不同偶对间距的电偶电流密度、电偶电位曲以及钢的腐蚀速率。结果偶对间距从24 mm减少到12 mm,降低50%,而腐蚀速率约增加34~45倍。结论电偶腐蚀速率随阴阳极面积比的增大而升高,随着偶对间距的增大而降低。     

海水管系材料与HDR双相不锈钢的电偶腐蚀研究

研究了4种常用海水管系材料和HDR双相不锈钢在静止天然海水中的自腐蚀情况,进行了极化曲线测试,并将4种常用海水管系材料分别和HDR双相不锈钢进行了电偶腐蚀试验。结果表明,HDR双相不锈钢具有很好的耐海水腐蚀性能;在常用海水管系材料和HDR双相不锈钢的电偶腐蚀试验中,HDR双相不锈钢作为阴极受到保护,与其偶合的材料腐蚀速度明显加快。     

7A52铝合金干湿交替情况下电偶腐蚀行为研究

目的研究海洋环境下7A52铝合金在干湿周浸使用过程中的电偶腐蚀现象。方法实验配制3.5%的Na Cl水溶液浸泡试样,实验周期为504 h,全浸试样作为对比试样,在实验周期内一直浸泡在Na Cl水溶液中。测试试样干湿周浸情况下7A52与5A06,38Cr Si之间的电偶电流及电偶电压,使用SEM分析腐蚀后的表面形貌。结果 7A52-5A06干湿周浸试样电偶电流变化不大,全浸试样电偶电流较初期变化较大,后期电偶电流的大小只有初期电偶电流大小的1/8左右,7A52-38Cr Si全浸试样与干湿交替情况下电偶电流基本相同。随着试验的进行,干湿交替及全浸情况下电偶电流的差异逐渐变大,电偶电流增大约为实验初期的10倍;全浸情况下试样表面腐蚀产物较致密,干湿周浸情况下腐蚀产物较为疏松。结论在3.5%的Na Cl水溶液干湿周浸情况下,7A52-5A06,7A52-38Cr Si的平均电偶腐蚀速度要大于全浸状态下的平均电偶腐蚀速度,干湿周浸情况下,7A52-5A06,7A52-38Cr Si腐蚀后试样表面形态具有较大差异,5A06在相同实验条件下的耐腐蚀性要好于7A52。     

模拟海水管路的电偶效应数值仿真研究

目的 研究钛合金模拟海水管路与船体间在不同电连接方式下的电位以及腐蚀电流密度分布,明确防腐措施.方法 针对钛合金模拟海水管路与船体结构,基于有限元建立仿真模型,开展两者的电偶效应数值仿真计算,重点研究两者电连接状态、接触界面绝缘状态和所有结构体单元绝缘状态的电位和电流密度分布情况.结果 在船体钢与钛合金管路系统电连接时...     

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。     

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。     

飞机用铝合金-CFRP搭接结构的电偶腐蚀预测研究

目的通过有限元仿真,预测飞机复合材料-铝合金搭接试件可能产生的腐蚀部位和腐蚀深度。方法采用动电位极化的方法,测得温度为40℃的5%NaCl溶液中铝合金和复合材料两种材料的极化曲线。以极化曲线及其拟合的电化学动力学参数作为边界条件,建立电偶腐蚀仿真模型。通过模型计算,分别得到两种材料的腐蚀预测结果,将其结果与实验室腐蚀试验结果进行对比。结果电偶试件模型预测得到的电偶电位值与实验测量得到的电偶电位值对比误差为4.2%。搭接试件的腐蚀部位为偶接处3 mm内,其腐蚀分布与搭接件电偶腐蚀模型预测的电位分布规律基本一致,腐蚀深度的预测值和腐蚀实验的实测值对比误差为12.5%。结论该研究的仿真预测结果与试验结果在一定程度上具有一致性,证明了仿真模型的正确性。     

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。     

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。