Q235低碳钢在静止和流动溶液中的水线腐蚀行为研究

摘要

海水腐蚀是一种影响广泛的腐蚀行为。海洋结构物大多同时暴露在海水与大气环境中，在大气与海水的交界处存在水线区域。在海水与大气的共同作用下，水线区域是海洋结构物最易于遭受腐蚀破坏的部位之一，因此研究水线腐蚀机理对保护海洋结构物的安全性具有重要意义。由于水线部位的氧含量存在跃变，碳钢在水线部位的腐蚀相比于常规的海水腐蚀也更为复杂。由于水线附近氧含量较高，碳钢在水线部位具有较高的电化学电位，而碳钢在水线往下的部位由于氧含量较低具有较低的电化学电位，明显的电位差会导致处于水线区域不同位置之间的碳钢表面形成强烈的电池腐蚀效应。前人对水线腐蚀的研究集中于静态海水环境下的水线腐蚀，而海水流动性对水线腐蚀行为的影响鲜有研究。而实海中，水线部位的海水是流动的。为了获取流动状态下水线腐蚀的规律，本论文主要讨论了溶液流动性对水线腐蚀的影响。由于水线腐蚀是一种局部腐蚀问题，为了探究水线腐蚀的动态发展过程，本文采用了丝束电极技术结合浸泡实验，研究了不同水动力条件下水线部位的腐蚀规律，本论文的研究工作及结果如下： （1）基于丝束电极技术研究3.5%(wt)NaCl溶液中溶液流动对水线腐蚀的影响，结果表明：在静态NaCl溶液中，碳钢的阳极区主要位于底部位置，虽然在实验中有向上发展的过程，但是始终距离水线区有一段距离，碳钢水线附近的阴极区较大。但是在流动的溶液环境中，水线下区域均有腐蚀发生，且阴阳极交错出现，有更强的电偶效应，局部腐蚀更加严重，且分布不均匀。 （2）基于丝束电极技术研究在人工海水溶液中溶液流动对水线腐蚀的影响，结果表明：在静态人工海水溶液中碳钢水线下区域皆发生腐蚀，腐蚀分布较为均匀。但是在流动的溶液环境中，阳极区集中在水线附近区域，底部为阴极区，基本没有腐蚀的发生。 （3）碳钢水线腐蚀的表面形貌分析，将与丝束电极整体尺寸相同的试样浸泡于相同的溶液环境中，记录腐蚀过程并分析腐蚀形貌，结果表明：在静态溶液中，碳钢表面锈层分布较均匀，腐蚀形貌均匀；在流动环境中，碳钢表面锈层分布不均匀，腐蚀形貌凹凸不平，局部腐蚀更加严重。除此之外，在NaCl溶液和人工海水溶液中碳钢腐蚀的发展过程不同，锈层的形貌也有所不同，在NaCl溶液锈层颜色较浅也更为疏松。

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 海水腐蚀简介

1.2.1 海水腐蚀的影响因素

1.2.2 海水腐蚀的电化学特性

1.2.3 海水环境各个区带的腐蚀特征

1.2.4 海水腐蚀的研究现状

1.3 水线腐蚀的研究概况

1.3.1 水线腐蚀概述

1.3.2 水线腐蚀的研究进展

1.4 本文研究内容及意义

2 基于丝束电极的水线腐蚀监测方法

2.1 丝束电极测量方法原理

2.2 Q235水线腐蚀监测实验方法设计

2.2.1 溶液环境

2.2.2 实验材料制备

2.2.3 实验方法

3 Q235碳钢在静止与流动NaCl溶液中的水线腐蚀行为研究

3.1 实验内容

3.2 实验结果与分析

3.2.1 静止NaCl溶液环境中Q235的水线腐蚀

3.2.2 流动NaCl溶液环境中Q235的水线腐蚀

3.3 本章小结

4 Q235碳钢在静止与流动人工海水中的水线腐蚀行为研究

4.1 实验内容

4.2 实验结果与分析

4.2.1 静止人工海水环境中Q235的水线腐蚀

4.2.2 流动人工海水环境中Q235的水线腐蚀

4.3 本章小结

5 结论

参 考 文 献

致谢