船舶压载舱电解海水中的腐蚀和涂层防护研究

摘要

由船舶压载水造成的海洋物种对海洋环境的侵害，已被全球环境基金组织(GlobalEnvironmentFacility简称GEF)确认为危害海洋的四大威胁之一。针对船舶压载水造成的海洋环境外来生物入侵的危害，国际海事组织于2004年2月通过了《国际船舶压载水及其沉积物控制与管理公约》(简称《公约》)。公约将在合计商船总吨位不少于世界商船总吨位35％的至少30个国家签署后12个月后生效。截止2009年12月31日，共有25个缔约国加入了压载水处理协议，大约占世界商船总吨位的24.28％，《公约》即将生效。
　　 在各种船舶压载水处理技术中，压载水在线电解处理技术目前已成为船舶压载水处理的两大主流技术之一(另外一个是基于UV的处理技术)。对该技术造成的金属腐蚀和压载舱涂层失效影响的研究显得愈加重要和紧迫。
　　 本文针对船舶压载水电解法处理过程中压载舱腐蚀及涂层防护问题主要做了以下研究：
　　 1)环境因素对压载舱腐蚀影响规律主要内容包括：采用实验室条件静态挂片实验，13℃-53℃范围内，研究船用碳钢在海水、余氯浓度为7.5mg/L、17mg/L、28mg/L溶液中腐蚀速度随温度和余氯浓度变化规律；采用电化学阻抗谱方法研究了不同余氯浓度的电解海水对船用碳钢腐蚀影响规律，并结合失重实验，综合分析了环境因素对碳钢腐蚀影响规律。结果表明：结果表明随余氯浓度变大、温度升高碳钢腐蚀速率变快。
　　 2)采用电化学阻抗谱方法，试验研究了涂层试样在不同余氯浓度的电解海水中的阻抗图谱变化规律，建立了等效电路模型，对部分动力学参数进行了解析。另外，采用涂层高频相位角、低频阻抗模值特征参数，并结合试样开路电位变化和有机涂层腐蚀形貌观察，综合讨论了腐蚀介质在涂层中的扩散规律以及余氯对涂层失效的影响机制。浸泡初期，涂层吸水主要是水的均匀扩散，与余氯浓度无关。而当溶液到达基体后涂层吸水与渗透压有关，余氯越高腐蚀越严重，形成腐蚀产物盐溶液浓度也越高，渗透压也越高，涂层破坏也越严重。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.1.1压载水问题

1.1.2船舶压载水管理方法

1.1.3电解法处理船舶压载水的应用

1.1.4金属在电解海水中腐蚀因素

1.1.5金属涂层的腐蚀及防护

1.2本论文研究意义和研究内容

1.2.1研究意义

1.2.2研究内容

第二章 金属腐蚀和涂层失效及其研究方法

2.1金属腐蚀及其研究方法

2.1.1金属腐蚀

2.1.2金属腐蚀评定方法

2.2涂层失效评价方法

2.2.1有机涂层的失效机制

2.2.2有机涂层检测方法

2.2.3涂层失效评价进展

第三章 船用碳钢在电解压载水中腐蚀行为

3.1试验内容和方法

3.1.1实验室静态挂片实验

3.1.2碳钢的EIS试验

3.2试验结果及讨论

3.2.1失重

3.2.3电化学阻抗谱

3.2.3讨论

第四章 余氯对压载舱涂层失效影响

4.1前言

4.2试验内容和方法

4.2.1有机涂层金属试样制备

4.2.2有机涂层电化学阻抗谱测试

4.3试验结果

4.3.1涂层全浸条件下开路电位变化

4.3.2涂层电化学阻抗谱测试结果

4.4分析与讨论

4.4.1涂层等效电路变化及拟合结果

4.4.2涂层电容变化

4.4.3涂层低频阻抗模值的变化

4.4.4涂层高频相位角的变化

4.4.5涂层起泡原因探析

4.4.6涂层起泡对防腐蚀的影响

4.5小结

第五章 结论及展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

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