碳钢与不锈钢在海洋环境中的电偶腐蚀问题研究

摘要

二十一世纪是我国大力发展海洋经济，建设“海洋强国”的关键时期。海洋工程装备是开发海洋资源、发展海洋经济的技术基础。海水中溶解有各种气体，还含有大量的盐类，对各种钢结构海洋工程装备来说是非常恶劣的腐蚀环境。碳钢和不锈钢具有良好的经济性能和负载能力，被广泛使用于海洋工程领域。研究常用的碳钢、不锈钢在海洋环境中的腐蚀规律及其电偶腐蚀行为对海洋结构物的腐蚀防护具有重要的指导意义。
　　本研究主要内容包括：⑴极化曲线、阻抗谱测量及腐蚀形貌分析研究表明，304和316L不锈钢在Cl-作用下的腐蚀以点蚀为主，Cl-浓度对两者的耐腐蚀性能有显著影响。当Cl-和SO42-共存时，Cl-的含量对304和316L钢的点蚀行为起主导作用，这是因为Cl-和SO42-存在竞争关系，导致阴极过程中SO42-不能处于主导地位。在Cl-与SO42-共存环境下，316L的耐蚀性能要高于304不锈钢。⑵X65-304和X65-316L电偶对在单一腐蚀介质溶液中，随着单一Cl-浓度或者单一SO42-浓度的增大，两种电偶对的耦合电位均下降，电偶电流均增大，腐蚀均加剧。且在一定浓度的Cl-溶液中，加SO42-会使腐蚀进一步加剧。⑶对X65-304和X65-316L电偶对，相同浓度的单一Cl-和SO42-作用时，单一Cl-环境中的电偶电流更大，表明形貌腐蚀坑也更大，Cl-对电偶对的腐蚀作用较同种浓度的SO42-更强。⑷相同溶液环境下，X65-316L电偶对比X65-304电偶对具有更明显的电偶效应，耦合电位更低，电偶电流更大，其腐蚀坑也明显更大，电偶腐蚀更剧烈。⑸电极的电位和电流云图显示，X65碳钢与316L不锈钢偶接后，最大阳极电流变小，腐蚀更趋于均匀腐蚀，但其腐蚀面积增大，腐蚀加剧，为腐蚀电池阳极。通过电极表面的腐蚀形貌分析得出的结论与之一致。⑹电偶腐蚀中，316L钢的面积越大，X65钢腐蚀稳定越快，在实验选取的阴阳面积比范围内，随着阴极面积增大，最大阳极电流增大，总电偶电流增大，腐蚀加剧。

目录

声明

1 绪论

1.1 引言

1.2 腐蚀在海洋工程中的危害

1.3 海洋工程腐蚀类型及特点

1.4 电偶腐蚀

1.5 海洋工程的腐蚀防护

1.6 本文的主要研究内容

2 实验内容与测试方法

2. 实验材料与试样制备

2.2 测试方法

3 碳钢和不锈钢的基本电化学特性研究

3.1 循环伏安法研究304和316L在不同溶液环境中的腐蚀

3.2 X65管线钢在不同溶液环境下的腐蚀行为

3.3 304不锈钢在不同溶液环境下的腐蚀行为

3.4 316L不锈钢在不同溶液环境下的腐蚀行为

3.5 本章小结

4 X65与304和316L之间不锈钢电偶腐蚀实验研究

4.1 耦合电位与电偶电流曲线分析

4.2 腐蚀形貌分析

4.3 本章小结

5 基于丝束电极的电偶腐蚀研究

5.1 偶接前X65钢丝束电极电位电流分布

5.2 不同阴阳极面积比X65钢的电位电流分布

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢