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无锡国劲合金有限公司
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阅读：264发布时间：2017-1-7
采用开路电位监测、线性极化等电化学手段,探讨了舰船常用的管路材料B10以及硅黄铜在模拟深海环境中的电化学腐蚀行为,同时采用自制的多通道电偶腐蚀测量仪和腐蚀失重法讨论了不同温度下B10和硅黄铜之间的电偶腐蚀行为。结果表明,在静态海水中,腐蚀电偶序顺序为B10>硅黄铜,B10作为偶合阴极受到保护,硅黄铜为偶合阳极被加速腐蚀,电偶腐蚀效应及电偶腐蚀敏感度随着温度的降低而降低,因为温度降低一方面减小了阴阳两极之间的驱动力,另一方面减弱了极化过程。
利用电化学阻抗谱(EIS)、电化学噪声(EN)、扫描电子显微镜(SEM)、动电位极化曲线等测试方法和喷射式冲刷腐蚀模拟装置，分别研究了B30铜镍合金在人工海水中不同冲刷速度(0m/s、3m/s和6m/s)和不同冲刷角度(0°、30°、45°、60°和90°)下的冲刷腐蚀行为、成膜浸泡的腐蚀行为及成膜后的冲刷腐蚀行为。B30铜镍合金在洁净人工海水和含砂量为1.5‰(质量分数)人工海水中的冲刷腐蚀行为研究，结果表明：冲刷速度3m/s时的阻抗大于冲刷速度6m/s时的阻抗，但二者的阻抗都小于0m/s时的阻抗。0m/s时的阻抗随浸泡时间的延长逐渐增大，而3m/s和6m/s时的阻抗，都随冲刷时间的延长阻抗变化不大，阻抗随冲刷角度的增大而减小。0m/s时的噪声电阻随浸泡时间的延长逐渐增大，3m/s和6m/s时的噪声电阻随着冲刷时间的延长而在一定幅度范围内上下波动，3m/s时的噪声电阻大于6m/s的噪声电阻。噪声电阻随着冲刷角度的增大而减小，噪声电阻的波动幅度随冲刷角度的增大而减小。浸泡10小时后的动电位极化曲线出现了一小的钝化区，而3m/s和6m/s冲刷10小时后的动电位极化曲线没有出现钝化区，且阴极区的电流密度大于0m/s时的阴极电流密度。相同冲刷速度和冲刷角度下，洁净海水中冲刷腐蚀的阻抗大于含砂海水中冲刷腐蚀的阻抗，洁净海水中冲刷腐蚀的噪声电阻大于含砂海水中冲刷腐蚀的噪声电阻。在浸泡的10小时后，B30铜镍合金表面出现了少量的腐蚀点，砂纸作用留下的磨痕清晰可见；在洁净海水中冲刷10小时之后，B30铜镍合金表面出现了较多腐蚀点，与浸泡的相比磨痕的减少了，随着冲刷角度的增大，磨痕就越少；在含砂海水中冲刷10小时之后，B30铜镍合金表面出现了大量的鱼鳞坑，6m/s时的鱼鳞坑比3m/s时的更密集，随着冲刷角度的增大，鱼鳞坑越密集。B30铜镍合金长期浸泡的腐蚀行为研究结果表明：在浸泡前40天内，阻抗迅速增大，在浸泡到40~50天时，阻抗达到zui大值，在浸泡后期50~90天时，阻抗振荡性变化。噪声电阻随浸泡时间的变化规律和阻抗变化规律一致。B30铜镍合金成膜后的冲刷腐蚀结果表明：在洁净海水中冲刷时，有膜层时所测得阻抗明显大于成膜前的阻抗，膜层比较有效的对基体起到了保护作用。在含砂海水中冲刷时，有膜层的和成膜前的阻抗相当，膜层不能有效的保护基体。
随着时代的发展，人口剧增、资源短缺和环境恶化三大问题也越来越严重。近年来，为了缓解这三大问题，世界各国逐渐把注意力转移到空间广阔和资源丰富的海洋，并且展开了激烈的资源争夺战。探索、开发利用海洋已成为*的共识。海水环境比较十分严酷，材料在海水中不可避免地发生严重的腐蚀，其中冲刷腐蚀zui为严重，尤其在含砂的情况下腐蚀更为严重。为了适应严酷的环境，海水系统材料逐渐由早期耐蚀性较差的碳钢和铸铁换成了耐蚀性良好的铜镍合金。本论文以B10合金为研究对象，采用自制的喷射式冲刷装置模拟海水环境。运用电化学阻抗技术、动电位极化曲线测试和电化学噪声等测试技术研究B10合金在洁净海水中及含砂条件下的冲刷腐蚀行为、长期浸泡成膜过程和成膜之后冲刷腐蚀过程的腐蚀行为；并结合腐蚀形貌观察和成分分析，讨论流速、冲击角度及含砂量对B10合金冲刷腐蚀的影响规律。结果表明：(1)在浸泡初期(0-2d)，海水中的氧促进了材料表面的腐蚀产物膜的形成，但形成缓慢，参加阴极反应的氧存在扩散梯度，腐蚀反应受扩散控制，在阻抗谱中低频区出现扩散尾；在浸泡中期(2d-20d)，材料表面逐渐形成稳定致密的腐蚀产物膜层；到浸泡后期(20d-90d)，材料表面逐渐形成内外两层膜层。在长期浸泡过程中，发生了局部腐蚀，材料表面形成了腐蚀坑，并随着浸泡时间的延长，腐蚀坑逐渐增大。(2)在流动海水中，由于海水的流动性，提高了氧扩散系数及电荷转移速度，从而促进了阴、阳极反应，使腐蚀速度加快。海水的流动性促进了阳极反应，使材料表面腐蚀产物膜形成与溶解速度加快，表面形成相对稳定致密的膜层；但由于流动海水还对材料表面进行冲刷作用，使外层疏松的腐蚀产物膜生成后随即被冲刷掉。因此，B10合金在冲刷过程中大多情况只表现为单层膜。随着流速的提高、含砂量的提高，阻抗模值降低；在洁净海水中冲刷腐蚀过程，阻抗模值在90°时较大，在0°时较小；在含砂条件下冲刷腐蚀过程，阻抗模值在0°及90°时均较小。在洁净海水中冲刷腐蚀过程，膜层电阻在90°时较大，在0°时较小；在含砂条件下冲刷腐蚀过程，膜层电阻在0°及90°时均较小；电荷转移电阻随着冲击角度的变化趋势与膜层电阻的变化趋势相反。(3)在洁净海水中冲刷腐蚀后，材料表面还能发现明显地打磨时的划痕。在含砂海水中冲刷腐蚀后，材料表面产生了冲击坑，而且随着冲击角度的增大，冲击坑的形状逐渐由马蹄状转变为点状。(4)B10合金在不同条件下形成的腐蚀产物膜成分主要由氧化物构成。在浸泡条件下的腐蚀产物膜中还发现NaCl的存在。
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