海洋环境中金属材料现场电化学检测及冲刷腐蚀研究

【摘要】： 我国材料环境海水腐蚀试验网站的基础数据积累研究,已经获得了大量宝贵的腐蚀数据。国家自然科学基金重大项目“材料在自然环境腐蚀过程中原位实时监检测新技术的基础与应用研究”(No. 50499335,2004.9～2008.7)的主要研究内容为“水环境腐蚀站网典型金属材料暴露试件现场实时检测”。针对舟山海域海水泥沙含量大、海生物附着少的特点,对舟山海水腐蚀试验站暴露金属试片进行现场腐蚀电化学检测,研究了金属材料在模拟泥沙海水及实海冲刷环境下的腐蚀行为,为材料在海洋环境中腐蚀行为的研究及预测提供了依据。 实现了实海暴露金属试片的现场腐蚀电化学检测,恒电位方波和电化学阻抗谱(EIS)检测结果反映了试片在海水不同区带的腐蚀行为及海水环境因素的直接影响。确定了Q235钢、Q235超细晶钢、09CuPCrNiRE耐候钢和09CuPCrNi超细晶超高强度钢在海水中的极化阻力方程式的B值,为研究碳钢、低合金钢在海水中的腐蚀行为有很大意义。获得了实海试片暴露期间腐蚀速率的连续变化规律,碳钢、低合金钢全浸试片暴露1年和2年的电化学检测结果与失重结果一致。 采用灰关联分析法分析了暴露期间试片不同时间的腐蚀速度与海水环境因素(潮位、温度、流速和流向)的关系,结果表明:海水温度是影响全浸和潮差试片腐蚀速度的主要因素,海水潮位对潮差试片腐蚀速度的影响程度与温度的影响非常接近。 利用模拟冲刷腐蚀测试系统研究了3C、10CrMoAl、ZHMn55-3-1和HAl77-2在模拟泥沙海水冲刷条件下的腐蚀行为。模拟实海流速0~0.8m/s范围内,流速是影响3C和10CrMoAl腐蚀速度的主要因素,而泥沙含量的影响并不显著。流速和泥沙对ZHMn55-3-1和HAl77-2铜合金在模拟实海流速以及模拟高速下的冲刷腐蚀行为都有影响。 在舟山海水腐蚀试验站实现了金属材料的实海冲刷腐蚀电化学检测,检测结果表明:在流速1～3m/s范围内,3C、10CrMoAl和ZHMn55-3-1的腐蚀速度随流速的增加而增大,与实海冲刷腐蚀失重结果一致。材料的冲刷腐蚀形貌也进一步验证了电化学检测结果。